Ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη και ώριμη τεχνολογία στην αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας και η εγκατεστημένη ισχύς του σταθμού παραγωγής ενέργειας μπορεί να φτάσει το επίπεδο των γιγαβάτ. Προς το παρόν, ο σταθμός παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια με την πιο ώριμη κλίμακα ανάπτυξης στον κόσμο.
Ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια έχει ώριμη και σταθερή τεχνολογία και υψηλά συνολικά οφέλη. Χρησιμοποιείται συχνά για αιχμή και εφεδρεία. Ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη και ώριμη τεχνολογία στην αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας και η εγκατεστημένη ισχύς του σταθμού παραγωγής ενέργειας μπορεί να φτάσει το επίπεδο του γιγαβάτ.
Σύμφωνα με τα ελλιπή στατιστικά στοιχεία της Επαγγελματικής Επιτροπής Αποθήκευσης Ενέργειας του Συνδέσμου Ενεργειακής Έρευνας της Κίνας, προς το παρόν, ο υδροηλεκτρικός σταθμός άντλησης με την πιο ώριμη ανάπτυξη και τη μεγαλύτερη εγκατεστημένη ισχύ στον κόσμο είναι ο υδροηλεκτρικός σταθμός άντλησης. Μέχρι το 2019, η παγκόσμια χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας είχε φτάσει τα 180 εκατομμύρια KW και η εγκατεστημένη χωρητικότητα των υδροηλεκτρικών σταθμών άντλησης είχε ξεπεράσει τα 170 εκατομμύρια KW, αντιπροσωπεύοντας το 94% της συνολικής παγκόσμιας αποθήκευσης ενέργειας.
Ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια χρησιμοποιεί την ενέργεια στο χαμηλό φορτίο του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας για να αντλεί νερό στο υψηλότερο σημείο για αποθήκευση και να εκβάλλει νερό για παραγωγή ενέργειας κατά την περίοδο αιχμής. Όταν το φορτίο είναι χαμηλό, ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια είναι ο χρήστης. Σε περίοδο αιχμής, είναι ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας.
Η μονάδα του υδροηλεκτρικού σταθμού αντλιοταμίευσης έχει δύο βασικές λειτουργίες: άντληση και παραγωγή ενέργειας. Η μονάδα λειτουργεί ως υδραυλικός στρόβιλος κατά τη διάρκεια του μέγιστου φορτίου του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Το άνοιγμα του οδηγού πτερυγίου του υδραυλικού στροβίλου ρυθμίζεται μέσω του συστήματος ρυθμιστή για να μετατρέψει τη δυναμική ενέργεια του νερού σε μηχανική ενέργεια περιστροφής της μονάδας και στη συνέχεια η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της γεννήτριας.
Όταν το φορτίο του συστήματος ισχύος είναι χαμηλό, χρησιμοποιείται ως αντλία νερού για λειτουργία. Η ηλεκτρική ενέργεια στο χαμηλό σημείο χρησιμοποιείται για την άντληση νερού από την κάτω δεξαμενή στην άνω δεξαμενή. Μέσω της αυτόματης ρύθμισης του συστήματος ρυθμιστή, το άνοιγμα του οδηγού πτερυγίου ρυθμίζεται αυτόματα ανάλογα με την κεφαλή της αντλίας και η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε δυναμική ενέργεια νερού για αποθήκευση.
Ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια είναι κυρίως υπεύθυνος για το ξύρισμα αιχμής, τη διαμόρφωση συχνότητας, την κατάσταση έκτακτης ανάγκης και την εκκίνηση από το μαύρο του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει και να εξισορροπήσει το φορτίο του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, να βελτιώσει την ποιότητα της παροχής ρεύματος και τα οικονομικά οφέλη του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας και αποτελεί τον πυλώνα για την ασφαλή, οικονομική και σταθερή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου. Ο υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλιοστάσια είναι γνωστός ως «σταθεροποιητής», «ρυθμιστής» και «εξισορροπητής» στην ασφαλή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου.
Η τάση ανάπτυξης των υδροηλεκτρικών σταθμών με αντλιοστάσια αποθήκευσης στον κόσμο είναι το υψηλό μανομετρικό ύψος, η μεγάλη χωρητικότητα και η υψηλή ταχύτητα. Το υψηλό μανομετρικό ύψος σημαίνει ότι η μονάδα αναπτύσσεται σε υψηλότερο μανομετρικό ύψος. Η μεγάλη χωρητικότητα σημαίνει ότι η χωρητικότητα μιας μεμονωμένης μονάδας αυξάνεται. Η υψηλή ταχύτητα σημαίνει ότι η μονάδα υιοθετεί υψηλότερη ειδική ταχύτητα.
Δομή και χαρακτηριστικά
Τα κύρια κτίρια του υδροηλεκτρικού σταθμού αντλιοταμίευσης περιλαμβάνουν γενικά την άνω δεξαμενή, την κάτω δεξαμενή, το σύστημα μεταφοράς νερού, το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας και άλλα ειδικά κτίρια. Σε σύγκριση με τους συμβατικούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς, οι υδραυλικές κατασκευές των υδροηλεκτρικών σταθμών αντλιοταμίευσης έχουν τα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά:
Υπάρχουν δύο ταμιευτήρες. Σε σύγκριση με τους συμβατικούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς με την ίδια εγκατεστημένη ισχύ, η χωρητικότητα των ταμιευτήρων των υδροηλεκτρικών σταθμών με αντλιοστάσια είναι συνήθως μικρή.
Η στάθμη του νερού της δεξαμενής μεταβάλλεται σημαντικά και ανεβαίνει και μειώνεται συχνά. Προκειμένου να αντιμετωπιστεί το έργο της πλήρωσης των κορυφών και της κοιλάδας στο ηλεκτρικό δίκτυο, το ημερήσιο εύρος διακύμανσης της στάθμης του νερού της δεξαμενής του υδροηλεκτρικού σταθμού άντλησης είναι συνήθως μεγάλο, γενικά περισσότερο από 10 ~ 20 m, και ορισμένοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί φτάνουν τα 30 ~ 40 m, και ο ρυθμός διακύμανσης της στάθμης του νερού της δεξαμενής είναι γρήγορος, γενικά έως 5 ~ 8 m/h, ή ακόμα και 8 ~ 10 m/h.
Οι απαιτήσεις για την αντιδιαρροή της δεξαμενής είναι υψηλές. Εάν ο υδροηλεκτρικός σταθμός καθαρής άντλησης χάσει πολύ νερό λόγω διαρροής της άνω δεξαμενής, η παραγωγή ενέργειας του σταθμού παραγωγής ενέργειας θα μειωθεί. Συνεπώς, οι απαιτήσεις για την αντιδιαρροή της δεξαμενής είναι υψηλές. Ταυτόχρονα, προκειμένου να αποφευχθεί η υποβάθμιση των υδρογεωλογικών συνθηκών στην περιοχή του έργου, οι ζημιές από διαρροές και οι συγκεντρωμένες διαρροές που προκαλούνται από τη διαρροή νερού, έχουν προταθεί υψηλότερες απαιτήσεις για την πρόληψη διαρροών της δεξαμενής.
Το ύψος άντλησης νερού είναι υψηλό. Το ύψος άντλησης νερού του υδροηλεκτρικού σταθμού αντλιοταμίευσης είναι γενικά υψηλό, κυρίως 200 ~ 800 μέτρα. Ο υδροηλεκτρικός σταθμός αντλιοταμίευσης Jixi με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 1,8 εκατομμύρια kW είναι το πρώτο έργο τμήματος ύψους 650 μέτρων στην Κίνα, και ο υδροηλεκτρικός σταθμός αντλιοταμίευσης Dunhua με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 1,4 εκατομμύρια kW είναι το πρώτο έργο τμήματος ύψους 700 μέτρων στην Κίνα. Με τη συνεχή ανάπτυξη του τεχνικού επιπέδου των υδροηλεκτρικών σταθμών αντλιοταμίευσης, ο αριθμός των υδροηλεκτρικών σταθμών υψηλού ύψους και μεγάλης χωρητικότητας στην Κίνα θα αυξάνεται όλο και περισσότερο.
Το υψόμετρο εγκατάστασης της μονάδας είναι χαμηλό. Προκειμένου να ξεπεραστεί η επίδραση της άνωσης και της διαρροής στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, οι μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί άντλησης-αποθήκευσης που κατασκευάζονται στην εγχώρια και διεθνή αγορά υιοθετούν ως επί το πλείστον τη μορφή υπόγειων σταθμών παραγωγής ενέργειας τα τελευταία χρόνια.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Απριλίου 2022
