抽水蓄能在新型电力系统中的发展与思考.pdf

电力系统2023.6 电力系统装备丨99Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment1 新型电力系统的特征1.1 清洁低碳当前新型电力系统建设更加突出了新能源的地位，为满足低碳减排需要，需要减少化石能源的应用，大力发展新能源，确保增加新能源相关设备，发挥出电能主体的地位。同时也需安排调节性和保障性电源，降低火电常规电源应用的比例1。1.2 数字智能新型电力系统在储蓄方面发生了较大变化，并形成多种电源型式并网的格局。电力系统在应用新能源的过程中需保持整体更加平衡。想要满足平衡需求，需要将数字技术和传统电力技术进行融合，从而形成智能化手段，预判波动，统筹能源，才可保证电力供应的稳定性。2 新型电力系统对抽水蓄能发展的需求2.1 规模化建设在新能源发展过程中，需要重视电力系统运行的灵活性。抽水蓄能是当前较为成熟的一种储能技术，可以增强电力系统应对事故的能力，还可以形成规模化储能。因此，新型电力系统在发展过程中要对新能源作出有效应用，发展储能技术，保障电网安全运行，协调发展，保障新型电力系统的2。2.2 国产化自主供应随着新型电力系统的大力发展，我国需要减少对国外供应商的依赖，降低运营成本，促进上下游产业的国产化发展，形成国内大循环的发展格局。此时针对新型电力系统应用背景，抽水蓄能的规模化建设需要确保自主研发，为自身创造较大的发展市场，形成自主可控的国产化重要目标。2.3 智能化经济调度当前我国新型电力系统需要构建安全高效的能源体系，以此保障在适度条件下，最大限度地接纳新能源的电量。此时需保证抽水蓄能系统的灵活性，满足可靠性需求，从而发挥出价值。同时也要对其功能作出评价，从而保证系统的有效性，此过程中需要认识到智能化经济调度工作的重要性。2.4 专业化精益管理新型电力系统针对安全运行方面提出了较高的要求，在抽水蓄能应用过程中需要发挥出调峰、调频的作用。此时需要对抽水蓄能设备进行专业化的管理，才可提升设备运行的安全性和可靠性，以此提高经济效益和社会效益，最终实现电站运行、成本方面的最优化。2.5 市场化高效运营针对当前实际发展需求来看，新型电力系统要想达到健康持续发展的目标，就需构建健全的市场价格体制。在市场机制的管理下，理顺新能源和抽水蓄能的工作模式和运营模式，以此才能促进新型电力系统可以实现稳定运行的目标，最终优化我国电力系统的发展质量。3 抽水蓄能在新型电力系统中的发展建议3.1 利益多元推动建设（1）对投资主体多元化作出鼓励，尽可能使用基础设施领域不动产投资信托基金，有效对其进行筹措，不断解决抽水蓄能建设施工周期长、投入大、回收成本长摘 要抽水蓄能是当前我国新型电力系统中较为重要的组成部分，也是当前我国具备清洁灵活性、经济性的一种可调节的电源。抽水蓄能在新型电力系统中的应用可以达成与主系统的有效衔接，文章从电力系统整体的角度作出分析，统筹协调抽水储能的发展应用，以此达成多样化开发的目标。关键词抽水蓄能；新型电力系统；发展；思考中图分类号TM73 文献标志码A 文章编号1001523X（2023）06009903Development and Thinking of Pumped Storage Energy in New Power SystemsYU Shan，SUN Huifang，DU YananAbstractPumped storage energy is an important component of the current new type of power system,and it is also an adjustable power source with clean flexibility and economy in China.The application of pumped storage energy in new power systems can achieve effective connection with the main system,and can also be analyzed from the perspective of the system as a whole,continuously coordinating and coordinating new energy storage,in order to achieve the goal of diversified development.Keywordspumped storage;new power system;development;reflection抽水蓄能在新型电力系统中的发展与思考于姗，孙慧芳，杜雅楠（国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院，北京100053）电力系统100丨电力系统装备 2023.6Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment等相关问题，从而有效促进此项工作的可持续发展。（2）构建抽水蓄能价值链的整合平台，在设计方面达到一体化需求，设备制造满足标准化，基础建设也需形成标准化的要求，总结相关建设经验，以此形成新标准，从而加快工程的构建规模，确保此项工作可以快速发展。（3）针对地方和当地民众也需纳入利益共同体，不断对地方税收和乡村振兴等多方面内容作出完善，从而加快解决项目落地难的问题。（4）针对抽水蓄能电站建设方面，需要达成低价构建的需求，以竞标的形式降低构建的成本，不断对体制和各类机制作出优化，从而实现良性循环的目标。3.2 科技创新（1）从市场和实际情况出发，选择适用性较强的技术，依托行业先进科技对抽水蓄能等相关设备进行试点操作，比如芯片技术和电力电子器件等相关产品。（2）针对技术方面的应用，设备厂家需与当地科研单位针对相关项目进行联合研制和试点操作，如大电流频繁开断的断路器和直流开关系统等相关设备的研究。（3）在材料方面也需作出科学研究。在实际研究过程中，需要依托科研院所和相关制造企业进行联合，从而促进抽水蓄能相关行业的发展，确保可以达成规模化需求，以此推进相关科研工作，保障各项工作的协调，从而实现发展目标。3.3 智能调度（1）需要构建抽水蓄能和新能源之间灵活调用的机制，尽可能有效使用新能源，确保电网工作的安全性，降低综合成本。此时需明确数字电网构建的载体，构建较为智能的调度策略。（2）针对抽水蓄能综合评价机制也需作出明确，以此解决抽水蓄能功能方面的问题，从而解决各类冲突，尤其针对评价方面，确保调度工作可以在机制引导下达成相应的需求，最大化发挥出抽水蓄能的优势和作用。（3）针对奖惩机制方面也需作出明确，尽可能针对抽水蓄能功能的发挥作出相应的考核，不断提高运营管理水平，从而优化整体调度水平。3.4 综合利用效能（1）需构建符合抽水蓄能特点资产的生命周期管理体系，通过生命周期管理体系的支持，可以实现管理体系的标准化，还可以构建相应的业务框架，按照职能需求形成不同的管理标准。此时可以对设计作出规划，有效对设备作出选型，还可以针对工程建设需求进行构建，为后续维护检修工作提供支持和引导，最终发挥出抽水蓄能项目的最大效应和价值，在满足效益需求的同时，降低相应成本，规避各类风险问题。（2）针对抽水蓄能设备进行状态检修工作，需要不断借鉴先进的管理理念，提升设备可靠性，满足设备使用的效能，从而达成抽水蓄能电站应用的目的。（3）针对数字化建设方面，也需不断对抽水蓄能作出优化，从而提升自产设备应用，优化系统感知能力，以此有效提升管理的水平和效率。3.5 促进经营的合规高效发展（1）应积极进行抽水蓄能试点工作，鼓励市场独立主体都可参与到此项试点工作之中。加强市场化交易，不断对电力项目的中长期交易作出探索，明确现货交易，以此辅助交易市场，从而达成盈利模式。抽水蓄能项目的市场化也需遵循相应的交易规则，才可达到预期目标。（2）针对抽水蓄能和新能源等方面的合作，需要对交易方式作出明确，尽可能实现盈收模式，保障模式的多元化发展。（3）针对抽水蓄能规模化发展的探索需要对社会整体电价作出调控，尽可能充分反映用电成本和供求关系，通过上述关系对电价机制作出优化，同时也需重视资源的情况，有效考虑资源稀缺的相关问题。3.6 抽水蓄能与新型储能的协同发展随着当前我国风、光等新能源在新型电力系统中的有效应用，为了发挥出新能源应用的价值，需要针对新能源不连续、和不稳定、等各类问题作出解决，因此需要配置一定比例的储能，才可确保电力系统运行的稳定性和安全性。我国在风电和光电总容量在2030年可以达到12亿 kW 左右，所配置储能规模可以达到15，即在储能方面可以达到1.8亿 kW 左右。从当前我国新型储能和抽水蓄能项目的发展规模可以看出，在新型储能和抽水蓄能容量方面需要共同发展，协同发展，才可以满足电力系统实际运行的需要。新型储能主要包括了电化学储能、飞轮、压缩空气储能等。目前的新型储能电站存在一定问题，比如建设周期短，选址较为简单，因此整体经济性并不理想。其中的电化学储能规模建设较为良好，响应速度较快，能量密度较高，因此在调节方面可以满足各方面需求。但是在规模化发展过程中，容易受到环保因素的限制，所以需要融入分布式调峰场景，接入低压配网。在压缩空气储能方面，通过空气介质，规模容量较大，充放电循环次数较多，使用寿命较长，但是效率方面并不能满足当前实际需求。此类技术与抽水储能技术相似，在沙漠环境下并不适合布置。如果选择使用压缩空气储能布置，则需配合大型风光新能源才可满足需求，整体的发展潜力较大。当前我国在氢能方面，作为再生能源规模化发展中较为重要的载体，整体规模较大，具备长周期储能的特点，电力系统2023.6 电力系统装备丨101Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment可以满足能源跨地区和跨季节的配置。因此现已成为国家能源体系中较为重要的部分，也具备良好的推广前景。抽水蓄能电站技术整体成熟度较高，容量较大，寿命较长，在可靠性方面较高，因此可以满足调峰容量方面的需求，需要以较高的电压等级接入电网之中。考虑新型电力系统在调节方面的需求，抽水蓄能需要保证多样化发展的目标。加强中小型抽水蓄能项目的开展，重视中小型抽水蓄能站点。保证资源的丰富性，确保布局的灵活性，尽可能离负荷中心较近，整体与分布式新能源相结合，有效对抽水蓄能发展进行补充。还需保证因地制宜的需求，尽可能开发混合式抽水蓄能，优化我国较为常规的开发工作。确保电站内水资源的丰富性，有效选择水电站的地址，此过程也需构建可逆机组，保证混合式抽水蓄能电站可以在短时间内构建成功，完善基础设施，节省工程量，此时也需重视投资工作3。混合式抽水蓄能电站的应用，可以满足常规对水的需求，还可以提高自身的调节能力，确保可以达成连续发电的目标。对海水抽水蓄能项目进行开发，需要结合海水抽水蓄能电站资源相关特征作出分析。可以看出，我国东部沿海抽水蓄能资源的应用前景较好。综上所述，我国电力系统的发展需要保证对资源的灵活应用。但是由于传统的化石资源的严重匮乏，使得抽水蓄能与新型储能都具备较为良好的推广前景。此时结合技术特点和电力系统的需要，确保新能源消纳，可以满足电力安全稳定供应的需要，同时针对条件和约束，在容量和布局方面尽可能达到协同部署的目标。3.7 正确认识抽水蓄能的碳减排作用抽水蓄能电站具有较为显著的减排能力。在传统的电力系统中，抽水蓄能节能减排工作主要表现在两个方面，在系统中进行调峰操作，发挥出调频作用。针对调峰工作，主要是控制火电机组的启停次数。针对负荷较高的情况下，可以用于发电；如果是负荷较低的情况下，则进行抽水，促使火电机组负荷波动幅度下降，以此达到节能减排的目的。针对调频工作，需要安排事故备用，对安全稳定具有支撑作用的电机组，以备不时之需。在火电机组中负荷率的升高，可以降低火电机组在资源方面的损耗，以此达到节能减排的目的，从而发挥出抽水蓄能的功能。随着当前我国新能源在新型电力系统的应用，抽水蓄能节能减排的作用呈现出新的特点。比如说，在调峰作用方面需要应对大规模的风光能源消纳，针对系统具体情况，形成减排效益；针对调频方面需要，确保可以帮助系统解决出力不稳定等惯量缺失方面的问题，从而提升新能源在新型电力系统中的应用比例，减少不可再生能源的消耗，解决排放问题。针对当前我国“碳达峰、碳中和”的任务，可以看出，此项工作时间紧任务重，因此我国对双控制度设定了相应的方案，并且下达了合理控制能源消费的指标，此过程在主体方面更加重视能耗的评价。针对实际情况分析可以看出，抽水蓄能暂时并未得到有效认知，其中个别排放在核算过程中存在问题，因此给抽水蓄能电站带来了发展困难。4 结束语构建新型电力系统符合当前发展需求，此时针对抽水蓄能的发展也提出了更高的要求，抽水蓄能需要满足规模建设的速度，在设备制造方面应该达成自主可控的需要，确保智能调度，满足资产的有效管理，有效通过市场运营对各类关键问题作出解决，从而更好地发挥出电网稳定性。参考文献1 倪晋兵，张云飞.抽水蓄能在新型电力系统中发展的思考J.水电与抽水蓄能，2022，8（6）：5-7.2 张祥成，张桂红，樊恒建.新型电力系统下抽水蓄能电站容量效益分析 J.哈尔滨理工大学学报，2023（1）：105-113.3 李凌阳，吴梦凯，陈鸿鑫.分布式抽水蓄能电站与新能源发电联合参与现货市场的两阶段优化运行策略 J.浙江电力，2023，42（2）：50-58.