間歇式能源沖擊電網安全 用水把能量儲存起來

　　風能、太陽能為間歇式能源，并網容易對電網安全造成沖擊。如與抽水蓄能電站結合，能更好保證電網運行安全

　　編者按 近年來我國風電、太陽能等可再生能源得到跨越式發(fā)展。但因其為間歇式能源，容易影響電網運行安全，上網難成為了制約這些行業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。

　　抽水蓄能電站是間接儲存電能的一種方式，被譽為國家的“電力糧庫”。專家認為，建設抽水蓄能電站可保證風電、太陽能資源實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，并順利接入電網，是現(xiàn)代大電網不可缺少的重要組成部分。

　　一種儲存電能的新型電站

　　抽水蓄能電站建成后，利用其啟停靈活的特點，既可作為電源，又可發(fā)揮平抑電網負荷、削峰、填谷的作用

　　江西洪屏抽水蓄能電站近日開工建設，記者來到江西靖安縣三爪侖鄉(xiāng)和寶峰鎮(zhèn)探個究竟。

　　記者看到，該電站利用天然高山盆地修建上水庫，高700米左右，地勢平坦開闊，盆地四周環(huán)山。利用天然河道修建的下水庫，則是條水源補給充沛的“長銀帶”。

　　國網新源控股下屬的江西洪屏抽水蓄能有限公司副總經理夏自平指著山谷中的示意圖對記者介紹說，洪屏抽水蓄能電站總裝機容量為240萬千瓦，一期工程裝機容量120萬千瓦，總投資約50億元。一期工程建成后年發(fā)電量達到20億千瓦時。

　　據(jù)了解，2010年1月5日，江西電網統(tǒng)調用電負荷達1013萬千瓦，用電負荷首次突破千萬大關。同時，電網峰谷差也逐年增大，給發(fā)電調度和電網安全運行帶來挑戰(zhàn)。

　　電網負荷隨用電負荷變化隨時調度，火電機組從啟動到并網發(fā)電一般需要3個小時左右，而抽水蓄能電站的發(fā)電啟動只需3分鐘。夏自平說，如果靠火電機組開停機進行負荷調度，不僅無法適應電網負荷變化快的現(xiàn)狀，且開停一臺火電機組需要幾十萬元費用，成本非常高。抽水蓄能電站建成之后，利用其啟停靈活的特點，既可作為電源，又可發(fā)揮平抑電網負荷、削峰、填谷的作用。

　　此外，抽水蓄能電站還可以作為“應急電源”，保證電網穩(wěn)定、安全運行。抽水蓄能電站機組啟停速度快等特點，使其能通過對機組負荷的及時調整，起到調節(jié)電網供電頻率及緊急事故“備用電源”的作用。這意味著，電網一旦發(fā)生緊急情況，抽水蓄能電站能夠迅速啟動，避免大面積停電事故的發(fā)生，或者在發(fā)生事故的情況下迅速恢復供電，避免事故擴大。

　　據(jù)了解，洪屏抽水蓄能電站一、二期工程完成后，年發(fā)電量可超過40億千瓦時。通過電力生產模擬分析，2015年新增洪屏抽水蓄能電站1200兆瓦裝機容量后，每年可節(jié)約標煤11.5萬噸，減少二氧化碳排放量25.3萬噸，減少二氧化硫排放量0.23萬噸。

　　此外，洪屏抽水蓄能電站建成后，將給當?shù)芈糜螏�來調整產品結構的機遇，因為抽水蓄能電站本身就是一個獨特景觀資源。夏自平告訴記者，他們正在請規(guī)劃設計院對電站進行景觀設計，洪屏項目建成后將一年四季都有別樣風景。

　　優(yōu)化電源結構的必然選擇

　　為保證大規(guī)模風電開發(fā)最終順利并網消納，需要建設大量抽水蓄能電站等調峰電源來實現(xiàn)配套輸送

　　近年來，隨著我國清潔能源迅猛發(fā)展和用電負荷的快速增長，電網用電結構發(fā)生了較大的變化，用電負荷的峰谷差逐年加大。為確保電網安全穩(wěn)定、經濟高效運行，上世紀90年代開始，我國蓄能電站建設步伐加快，興建了廣東廣蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等為代表的一批大型抽水蓄能電站。

　　截至2009年底，全國抽水蓄能電站裝機容量1454.5萬千瓦，完全投產17座，占全國總裝機的1.66%。全國在建抽水蓄能電站12座，裝機容量1114萬千瓦，抽水蓄能電站發(fā)展已初具規(guī)模。

　　專家分析，對電網而言，抽水蓄能電站扮演著雙重角色：抽水時是電網的用戶，放水發(fā)電時又是向電網供電的重要電源。隨著電網規(guī)模的擴大和全國聯(lián)網步伐的加快，抽水蓄能對電網的意義越發(fā)重要。在受端電網建設抽水蓄能電站，不僅可以為受端電網提供事故備用電源，而且可以彌補遠距離直流輸電時高峰不能輸出無功、低谷不能吸收無功的缺陷。此外，抽水蓄能電站在低谷時吸納電量，可以顯著增加電網遠距離輸電能力，提高線路的輸送效率，改善線路運行狀況。

　　為保護環(huán)境、應對氣候變化，近年來我國風電、太陽能發(fā)電快速增長，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行提出了更高要求。目前，在甘肅、內蒙古等風電投產速度較快的地區(qū)，普遍存在風電并網后電量難以全部消納送出的問題。

　　國網能源研究院副總經濟師兼能源戰(zhàn)略與規(guī)劃所所長白建華認為，為保證大規(guī)模風電開發(fā)最終能順利并網消納，需要在送電端電網或受電端電網建設大量抽水蓄能電站等調峰電源來實現(xiàn)配套輸送。為適應風能、太陽能等間歇式能源入網的特點，抽水蓄能在我國電網中的比重和作用將越來越大。

　　專家分析，按照我國目前火電、核電、風電的發(fā)展速度，到2015年左右，必須新增3000萬至4500萬千瓦的抽水蓄能機組，以滿足電網安全穩(wěn)定經濟運行的需求。

　　特別是在“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網”電力發(fā)展戰(zhàn)略以及智能電網建設不斷推進之際，大力發(fā)展蓄能機組已是當務之急。

　　加強規(guī)劃實現(xiàn)健康發(fā)展

　　由于抽水蓄能電站的建設有天然的資源要求，蓄能電站建設應該因地制宜采用多種方式

　　有關專家指出，在看到抽水蓄能電站建設的必要性和緊迫性的同時，必須強調客觀理性。

　　由于抽水蓄能電站的建設有天然的資源要求，蓄能電站應該因地制宜采用多種方式。只要設計合理，幾乎所有常規(guī)的梯級水電站只要把幾臺機組換成雙向可逆的抽水蓄能機組，就都可以起到抽水蓄能電站的作用。如果經濟合理，有些已經建成的水電站也可以考慮增加抽水設備改造。如果我們打開這一思路，我國抽水蓄能的資源將會得到大幅度的提高。建設費用也會大幅度降低。

　　有關專家還建議，除了蓄水發(fā)電，調水工程也可以進行抽水蓄能的建設。據(jù)介紹，美國加州的北水南調工程就利用提水用電和放水發(fā)電的時機進行抽水蓄能。

　　抽水蓄能電站投資不菲，且抽水蓄能電站以調峰填谷為主，抽水成本較高，電站能否盈利呢？

　　據(jù)了解，我國在上世紀90年代以前建成的抽水蓄能電站基本是由電網統(tǒng)一核算，電站成本回收通過電網銷售電量實現(xiàn)。上世紀90年代后，我國已建抽水蓄能電站探索出了一套成本回收方式。北京十三陵抽水蓄能電站采用單一電量電價的辦法；浙江天荒坪抽水蓄能電站采用兩部制電價經營，成本回收通過上網容量和電量實現(xiàn)；廣州抽水蓄能電站采用電網租賃經營，成本回收通過租賃費實現(xiàn)。由于抽水蓄能電站的建設受地形影響較大，單位容量造價差異較大，相應電價定價差異也較大。而且，抽水蓄能電站的調峰填谷、調頻、調相、事故備用等輔助服務的收費標準難以確定。下一步，還需要進一步探索建立有效合理的成本回收方式和電價機制，吸引多方參股，保證抽水蓄能電站的可持續(xù)發(fā)展。

　　由于抽水蓄能電站工程建設投資大，建設周期長，是一項資金密集和技術密集融為一體的復雜系統(tǒng)工程，還必須加強抽水蓄能電站的統(tǒng)一建設和運營管理。

　　專家指出，在抽水蓄能電站的規(guī)劃上必須結合目前及未來電源結構變化、電網發(fā)展、電源和電網布局、負荷變化特點等相關因素，以維護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，提高供電質量和可靠性。同時，以合理利用資源為目標，確定抽水蓄能電站的合理比重、分布和建設時間，確保抽水蓄能電站實現(xiàn)健康、可持續(xù)發(fā)展。本報記者　李予陽