2023-06-08-国家电网-我国抽水蓄能开发情况及储能支撑新型电力系统构建的认识与思考_44页_4mb

我国抽水蓄能开发情况及储能支撑新型电力系统构建的总结

核心内容概述

我国抽水蓄能技术已实现从工程勘察设计施工、成套设备制造到电站运行的全面国产化，形成较为完备的产业体系。抽水蓄能作为重要的储能方式，在新型电力系统构建中发挥着关键作用，尤其是在保障系统安全、提升调节能力、支持新能源消纳等方面。随着新能源装机容量的持续增长，抽水蓄能的资源价值和功能演进也得到进一步认识和优化。

主要观点

• 抽水蓄能具有发电、储能、调相机等多种运行工况，是灵活调节电源。
• 抽水蓄能机组具备快速响应能力，单机工况转换时间在几十秒至几百秒之间。
• 抽水蓄能的资源稀缺性较高，对地形、地质、水源等条件要求严格。
• 抽水蓄能的开发周期较长，通常在9-10年。
• 国家能源局已发布《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》，明确抽水蓄能发展重点和方向。
• 抽水蓄能电价政策在电力市场形成前，仍实行两部制电价，容量电费和抽发损耗由电网统一核算。
• 截至2022年底，我国抽水蓄能总装机达4539万千瓦，占储能总装机的83.9%。
• 国网公司是抽水蓄能行业的主要参与者，截至2022年底，其在运在建电站装机容量合计达7789万千瓦。

关键信息

1. 抽水蓄能的基本原理与功能演进

• 抽水蓄能是一种利用水能进行储能和发电的循环过程，具备多种运行工况。
• 随着电力系统升级，抽水蓄能的功能也在不断演进，从单纯的储能功能向多能互补、灵活调节方向发展。

2. 抽水蓄能的资源价值

• 抽水蓄能可将低价值能源转换为高价值能源，具有较高的经济价值。
• 优良站址资源稀缺，对地形、地质、水源等条件要求较高。

3. 抽水蓄能的成套设备

• 水力机械：包括水泵水轮机、球阀、调速器、水力监视测量系统等。
• 电气一次：发电电动机、主变压器、发电机侧开关设备、封闭母线等。
• 电气二次：计算机监控、机组状态在线监测系统、继电保护、励磁系统等。
• 金属结构：钢盆管、尾水闸门、上、下库闸门等。

4. 抽水蓄能的开发条件与原则

• 抽水蓄能开发需考虑地形、地质、水源等条件，优良站址资源有限。
• 抽水蓄能开发秉持七个原则，避免两个错误认识，如“只要有落差就可以建设抽水蓄能”等。
• 抽水蓄能应纳入区域、省级电力发展规划的电力电量平衡分析中。

5. 抽水蓄能的发展规模与运行情况

• 截至2022年底，我国抽水蓄能总装机容量达4539万千瓦，占储能总装机的83.9%。
• 抽水蓄能机组利用小时数在2500-3200小时之间，效率≥75%。
• 抽水蓄能运行呈现“冬夏双高峰”特点，冬高峰主要满足“大风期”“供暖期”系统调节需求，夏高峰满足“大负荷期”顶峰需求。
• 抽水蓄能的调用规则需适应新能源占比提升的新型电力系统，以保障系统安全和经济性。

6. 新型电力系统构建的思考

• 增强系统扰动应对能力：新型电力系统面临扰动增加与抗扰动能力下降的矛盾，需提升系统内在“强度”（如转动惯量、短路容量）和丰富应对“工具”（如AGC/AVC、继电保护、调相机等）。
• 适应高比例新能源接入的运行机制：需构建校核支撑性设备开机水平、调节性设备备用水平的运行机制，实现实时运行在线化、决策智能化、执行自动化。
• 适应高需求的市场机制：完善电力市场尤其是辅助服务市场交易机制，为储能提供价值实现方式。

7. 储能技术发展与突破

• 突破储能核心技术：提升储能安全性、寿命和成本，实现高安全、长寿命、低成本的储能技术。
• 突破网储协调技术：电化学储能通过电力电子装置并网，具有复杂动态行为，需完善网储协调技术标准与管理职责。
• 突破长时储能技术：解决日间至中长期电力存储调节难题，为新型电力系统提供更全面的调节能力。

总结

抽水蓄能作为我国重要的储能方式，具有显著的资源价值和灵活的运行特性，是构建新型电力系统不可或缺的重要支撑。随着新能源装机容量的持续增长，抽水蓄能的规划、运行、市场机制等方面需不断优化，以适应高比例新能源接入和高需求的电力系统运行。未来应加快核心技术突破，完善网储协调技术，推动长时储能技术发展，以保障电力系统的安全、稳定和经济运行。