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論壇 | 如何提高抽蓄電站綜合效率

來源:南方電網報 時間:2023-09-11 11:38

陳泓宇

  抽水蓄能電站規模大,能夠集中儲存能量,且成本較低、生態環保性較好、安全性高,作為成熟的儲能技術,已廣泛應用于電力系統調峰填谷、調頻、大面積停電后系統自恢復以及為系統提供備用容量等方面。

  抽水蓄能電站綜合效率亦稱總效率,即電站抽水效率與發電效率的乘積。其中,抽水效率是指蓄能過程效率,即變壓器、抽水機、電動機和壓力水管效率的乘積;發電效率是壓力水管、水輪機、發電機和變壓器等效率的乘積。綜合效率是評價抽水蓄能電站節能與否的重要指標,體現了電站運行時的能量轉換效率,反映了機組和變壓器效率、水庫和輸水系統水量損失、輸水系統水頭損失和揚程增加值等因素產生的能量損耗。

海南瓊中抽水蓄能電站去年綜合效率達80%,超過行業平均水平,圖為電站球閥設備。 陳泓宇 攝

  目前,大多數抽水蓄能電站的綜合效率能達到75%以上,一般在75%80%之間,也就是業界常說的“4度電3度電”。據統計,全國20余座抽水蓄能電站2017年度電站綜合效率平均值為78.63%

  那么,如何提升抽水蓄能電站的綜合效率呢?

  首先,水庫的天然來水在一定程度上直接影響綜合能效值。一般來說,水庫補水量較大時,電站綜合效率會相對較高。因此,電站在設計和施工過程中,就應該注意上水庫的防滲問題,要盡最大可能降低滲漏的損失。在設計水道及進出口時,盡量減少這部分的水頭損失,如優化攔污柵設計,減少其在污的同時所帶來的損失。

  其次,輸水系統是連接抽水蓄能電站上、下水庫和地下廠房內機組的重要通道,其規劃設計時應選擇合適的設計方案和參數。如果水道太長,不但工程量大、投資大,而且輸水的阻力大,直接造成水頭損失。但水道過短、距高比過小,也會導致輸水系統和發電系統等不易布置,且增大施工難度,輸水洞的進出水口高陡邊坡開挖存在不穩定的問題。因此,上水庫與下水庫之間的水平距離是選址時一個重要條件。

  再次,水輪機和水泵的能耗損失在電站能耗中所占比重最大。因此,要在機組設備選型和參數選擇方面多做文章,應當堅持在滿足電站安全穩定的基礎上,提高機組效率的原則。電站運行時,可優化電廠水道的運行方式以減少水頭損失,由于流量和電網負荷的變化,應盡可能通過優化自動發電控制(AGC)等方式,使水泵、水輪機經常處于高效率狀態下運行。

  最后,變壓器等設備及照明、通風系統也是影響能耗的因素。建議電站在主變壓器和廠用變壓器選型時,選擇新型節能變壓器并側重于空載損耗較低的設備;照明系統選擇節能型燈具,并采取有效的照明節能控制方式;通風空調系統盡量實現變頻溫控。在管理上,可完善電站廠用電計量系統精細化程度,實現節能增效。(作者單位:南網儲能公司工程建設管理分公司)

  責任編輯:楊娜

  校對:高慧君