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电力系统与抽水蓄能

2018-4-22 21:34| 发布者: dymodel| 查看: 220| 评论: 0|原作者: 水利发电

摘要: 抽水蓄能电站安装有抽水—发电可逆式机组,在电网用电高峰时,将上水库水放至下水库,把水势能转化为电能输送电网;用电低谷时将下水库的水抽到上水库,将电能以势能形式存储下来,消纳电网中多余的电量,发挥“调峰 ...
抽水蓄能电站安装有抽水—发电可逆式机组,在电网用电高峰时,将上水库水放至下水库,把水势能转化为电能输送电网;用电低谷时将下水库的水抽到上水库,将电能以势能形式存储下来,消纳电网中多余的电量,发挥“调峰填谷”作用。抽水蓄能电站既是水电站,又是电网管理的工具,我国抽水蓄能电站起步较晚,但发展快,本栏目将把抽水蓄能的一些常识介绍给大家。抽水蓄能电站既可以抽水到上水库,又可以把上水库的水放下发电。电力系统负荷变化频繁、变动速度快,为了电网的稳定,需要抽水蓄能电站进行调峰。
电力系统运行的特点
在电力系统中电气设备开机所需用的电功率之和称为负荷或电力负荷。
图1是某地区某天的电力系统负荷图,横坐标是时间(24小时),纵坐标是电力系统负荷,在上午、下午与晚上用电量大,夜间用电量少。
电力系统与抽水蓄能
图1  电力系统负荷图
电力负荷在某个时间段内出现的用电最大值称为最大负荷;在一段时间范围内统计的电力负荷的平均值称为平均负荷(本图是日平均负荷);某个时间段内出现的用电最小值称为最小负荷。把平均负荷水平线以上的部分称为峰荷;把最小负荷与平均负荷之间的部分称为腰荷,把最小负荷水平线以下部分称为基荷,把平均负荷水平线以下的最低时段称为低谷。 
电力系统电力的生产、输送、分配使用不同于其他物品,有自己的特点,一是电力不能储存;二是电力负荷变化频繁、变动速度快;三是国民经济、人民生活对电力依赖强,要求电力稳定。 
目前电力系统的电力大部分由火电厂(燃煤、燃油、燃气)供给,其余部分由大型水电站、核电站等供给,大多数地区基本靠火电。火电核电的特点是在额定负荷运行时效率高、能耗少,火电机组在低于额定负荷运行时效率下降,煤耗上升,规定最小运行负荷为额定负荷的70%,核电要求机组必须运行在额定负荷的80%以上以保证安全运行。火电机组的停机与启动时间很长,停机时(不包括彻底停产)仍有较大的能耗,而且设备损耗较大,核电机组也是同样,无法跟上电力系统的频繁变化。 
建设电厂的容量小于最大负荷时则无法满足在用电高峰期的电量需求,按最大负荷建设电厂不但投资加大,电厂在大多数时候要运行在低于额定负荷的状态,造成发电成本与能耗大大增加。理想的办法是按平均负荷建电厂,采用高速蓄电设备来蓄能,在用电低谷期把电能储存起来,在用电高峰期把电能释放出来返回电网,补充供电不足的情况,这是电力系统理想的调峰技术。调峰储存的电量是巨大的,现有的蓄电池根本无法解决,有什么蓄能设备能有这么大的容量呢,那就是抽水蓄能电站。
   什么是抽水蓄能电站
抽水蓄能电站与一般的水力发电站有许多相同之处,也有许多不同之处,抽水蓄能电站有上水库,上水库水可流向下方的水轮发电机,推动水轮发电机发电,这是相同之处;但抽水蓄能电站有下水库,推动水轮发电机发电后的水不是随便流走,是储存在下水库,抽水蓄能电站还可以把下水库的水泵到上水库,这是最大的不同,也就是说,抽水蓄能电站的水流是双向运行的。图2是抽水蓄能电站的示意图。 
 
图2  抽水蓄能电站主要组成

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