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國外抽水蓄能電站的發(fā)展情況
日期:2023-08-07   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_oumingzhu 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
抽水蓄能電站從1882年在歐洲問世以來,已有100多年的歷史。在瑞士蘇黎世興建的世界上第一座蓄能電站,功率僅515kW,抽水揚(yáng)程153m,是一座季節(jié)型的抽水蓄能電站。此后這種電站逐年增加,1910年已建有14座,1930年達(dá)42座。到40年代中期,世界上已有50余座抽水蓄能電站投入運(yùn)行,其中有些蓄能電站抽水揚(yáng)程在300m以上。當(dāng)時(shí)最大單機(jī)容量為33MW,電站裝機(jī)容量達(dá)132MW。

早期的抽水蓄能電站以蓄水為主要目標(biāo),大多在汛期抽水齋存在上水庫中供枯水期發(fā)電用。本世紀(jì)50年代開始,隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,抽水蓄能電站進(jìn)而以調(diào)峰和調(diào)頻等為主要任務(wù)。60年代后抽水蓄能電站有了很快的發(fā)展,1961年世界各國投入運(yùn)行的蓄能電站裝機(jī)容量為6400MW,1972年約達(dá)35000MW,1980年世界上已建成的抽水蓄能電站有170多座,總裝機(jī)容量已近70000MW,20年中增長10倍。1990年世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量達(dá)到90000MW左右。

美國于19世紀(jì)20年代修建了第一座小型抽水蓄能電站。但大規(guī)模的發(fā)展是從60年代開始的。1960年建成4座抽水蓄能電站,總裝機(jī)容量僅87MW,至1980年擁有30座,裝機(jī)容量已發(fā)展到13270MW,20年內(nèi)平均年增長率達(dá)28.6%。1985年抽水蓄能電站裝機(jī)容量為16360MW,居世界第一位。預(yù)計(jì)2000年將達(dá)49800MW,已經(jīng)投入運(yùn)行的裝機(jī)容量超過1000MW的電站有7座。1974年建成的拉丁頓(Ludingion)抽水蓄能電站裝機(jī)容量為1872MW,1985年投入運(yùn)行的巴斯康蒂(BathCounty)電站裝機(jī)容量為2100MW,是當(dāng)今世界上已建成的最大的抽水蓄能電站。蓄能電站迅速發(fā)展的主要原因,是系統(tǒng)核電、火電容量大,極需抽水蓄能填谷調(diào)峰。美國近30年來所興建的抽水薔能電站,絕大部分是利用已建的水庫作下水庫,而在附近高處利用有利地形筑壩,形成上水庫。少數(shù)利用天然湖泊作下水庫,或攔河筑壩作下水庫,或不筑壩而直接以天然河流作下水庫。美國還成立了核電站一抽水蓄能電站一常規(guī)水電站聯(lián)合中心,分配核電站和火電站承擔(dān)基荷,抽水蓄能電站和常規(guī)水電站承擔(dān)峰荷,彼此配合,既可滿足用電需要,還可節(jié)省投資。

日本由于水力資源豐富,長期以來一直以水力發(fā)電為主。到1960年共建水電站1531座,總?cè)萘?2680MW。水電的經(jīng)濟(jì)壩址大都已開發(fā)完畢。60年代以后,因其經(jīng)濟(jì)空前增長,電力需要量急速上升,火電迅速發(fā)展,水電比重明顯下降,1980年水電裝機(jī)容量和發(fā)電量的比重,在總電源構(gòu)成中分別為20,7%和15.9%。大容量火電廠成為主要電源。為了解決具有調(diào)節(jié)性能水電站的不足,開始興建抽水蓄能電站,主要是混合式開發(fā),采用可逆式機(jī)組,揚(yáng)程為70~190m,單機(jī)容量一般在50~100MW之間。在70年代,由于興建高效率大容量火電站和開始發(fā)展核電站,更加迫切需要興建大型抽水蓄能電站,這一時(shí)期興建的電站水頭200~500m,單機(jī)容量200~300MW。至1985年抽水蓄能電站總裝機(jī)容量為11650MW,占水電總裝機(jī)的43%,其中1000MW以上抽水蓄能電站6座。日本通過研究認(rèn)為,在以火電和核電為主的電力系統(tǒng)中,需要占容量10%~15%的抽水蓄能電站。

蘇聯(lián)水能資源豐富,但分布很不平衡,遠(yuǎn)離歐洲經(jīng)濟(jì)中心。歐洲部分只占18.1%,且適于經(jīng)濟(jì)開發(fā)的水力資源幾乎已利用完,新增發(fā)電設(shè)備主要是大型凝汽式火電廠和核電站,水電比重較小。由于火峰負(fù)荷的增長速度比基本負(fù)荷的增長速度更快,從60年代開始研究修建抽水蓄能電站的可能性和合理性??紤]到遠(yuǎn)距離輸送調(diào)峰電力在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上存在的問題,蘇聯(lián)在歐洲部分的水電開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到抽水蓄能電站的建設(shè)上。1956年首次建成庫班抽水蓄能電站,蓄能周期為季調(diào)節(jié),容量19MW,水頭14.5~30m?;o(Kiev)混合式抽水蓄能電站于1972年建成,裝有3臺(tái)41.5MW常規(guī)機(jī)組和3臺(tái)33.4MW可逆式抽水蓄能機(jī)組,總裝機(jī)容量約225MW基輔電站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明建設(shè)抽水蓄能電站是經(jīng)濟(jì)有效的發(fā)展方向,70年代以后加速建設(shè)。80年代開始建設(shè)超過1000MW的抽水蓄能電站有6座,總裝機(jī)容量12000MW。其中卡涅夫(Kanev)抽水蓄能電站,裝機(jī)3600MW,是世界上在建的最大的抽水蓄能電站。據(jù)全蘇水工建筑物設(shè)計(jì)院論證,至1990年蘇聯(lián)歐洲部分需要投入的抽水蓄能電站不少于10座,總?cè)萘繛?0000~12000MW。蘇聯(lián)建設(shè)抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)分析表明,如果帶峰荷的抽水蓄能電站每天發(fā)電4~5h,抽水7h,單位千瓦投資不超過火電站投資的4~5倍是經(jīng)濟(jì)的;帶腰荷的抽水蓄能電站,每天抽水6~7h,發(fā)電10~16h,單位千瓦投資不超過同樣負(fù)荷火電站投資的4~5倍是經(jīng)濟(jì)的。

在西歐國家中,意大利的抽水蓄能電站占第一位,從1963~1985年抽水蓄能裝機(jī)由700MW猛增到6000MW,增長了8.6倍。60年代后,意大利電網(wǎng)中水電比重逐年下降,火電比重快速增長,以調(diào)節(jié)容量為主的抽水蓄能電站的大量投入,使電網(wǎng)提高了調(diào)節(jié)的靈活性,取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。法國是核電供電占很大比例的國家。它處于西歐聯(lián)合大電網(wǎng)的中心,進(jìn)行功率交換十分便利。近20年來,法國在大力發(fā)展核電站同時(shí),大力發(fā)展了抽水蓄能電站,以滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷要求?,F(xiàn)在法國擁有大型抽水蓄能電站9座,總?cè)萘繛?000MW。在開發(fā)方式上,法國抽水蓄能電站的特點(diǎn)是很多上水庫有天然來流,這樣有利于形成較大的上水庫庫容,增大電站容量,實(shí)現(xiàn)周、季蓄能循環(huán)。瑞士和奧地利是以水電為主的國家,1982年水電在總發(fā)電量中的比重分別占71%和72%。瑞士抽水蓄能電站總?cè)萘績H為900MW,主要是混合式開發(fā),它主要消耗核電站和徑流式電站所發(fā)出的低谷剩余電能。德國電網(wǎng)中主要由火電站供電,火電占總發(fā)電量的77%,須建設(shè)抽水蓄能電站,后者總?cè)萘窟_(dá)3100MW。1975年投入運(yùn)行的霍恩貝格(Hornbergstufe)純抽水蓄能電站,容量為4×250MW,水頭575m。盧森堡于60年代開始建設(shè)的菲安登(Vianden)抽水蓄能電站分兩期開發(fā),第一期9臺(tái)機(jī)組,單機(jī)容量100MW,為三機(jī)式橫軸地下廠房,第二期1臺(tái)機(jī)組,單機(jī)200MW,為可逆式機(jī)組井式廠房。英國電力系統(tǒng)以火電為主,從60年代開始建設(shè)抽水蓄能電站,1982年投入運(yùn)行的迪諾威克(Dinorwic)抽水蓄能電站,裝機(jī)容量1800MW(6×300MW),水頭超過500m,主要擔(dān)任調(diào)頻和備用容量。

此外,世界上許多地區(qū)的國家都在發(fā)展大容量的抽水蓄能電站。

從當(dāng)今世界各國發(fā)展抽水蓄能電站的情況,可以歸納出以下特點(diǎn):

1.自60年代以來,隨著抽水蓄能電站的大量興建,抽水蓄能技術(shù)有很大進(jìn)步,從而更進(jìn)一步促進(jìn)了抽水蓄能電站的建設(shè)向高水頭、大單機(jī)、大容量方向發(fā)展。如美國巴斯康蒂抽水蓄能電站裝機(jī)容量為2100MW,安裝了世界上容量最大的可逆混流式水泵水輪機(jī)(350MW),其直徑為6.35m。此外,在有適合地形地質(zhì)條件時(shí),總是修建地下廠房,英國迪諾威克蓄能電站地下洞室尺寸已達(dá)180×24×60m³。

2.抽水蓄能電站的建設(shè)是與電力系統(tǒng)的發(fā)展密切聯(lián)系在一起的,隨著系統(tǒng)中高參數(shù)、大容量火電機(jī)組和大型核電機(jī)組的投入以及電網(wǎng)供電負(fù)荷率的進(jìn)一步降低,抽水蓄能電站已成為系統(tǒng)電源構(gòu)成中一個(gè)不可缺少的組成部分。

3.世界上不僅以火電為主或擁有大量核電的國家在大力發(fā)展抽水蓄能電站,就是那些水力資源比較豐富的國家,如蘇聯(lián)和巴西,由于水力資源分布不均衡,考慮到遠(yuǎn)距離輸送調(diào)峰電力在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上所存在的問題,也加速在負(fù)荷中心地區(qū)修建抽水蓄能電站。

4.由于抽水蓄能電站運(yùn)行靈活,除了擔(dān)任調(diào)峰填谷外,它的作用進(jìn)一步擴(kuò)展。如英國迪諾威克抽水蓄能電站,其主要作用之一是在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻任務(wù),以保證系統(tǒng)對頻率穩(wěn)定的嚴(yán)格要求,另一個(gè)主要功能是為系統(tǒng)中核電站提供事故備用容量。

原標(biāo)題:國外抽水蓄能電站的發(fā)展情況
 
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來源:能源新視界
 
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