Pumpelektrijaam on suuremahulise energia salvestamise kõige laialdasemalt kasutatav ja küpsem tehnoloogia ning elektrijaamade paigaldatud võimsus võib ulatuda gigavattideni. Praegu on maailma kõige küpsem ja suurim paigaldatud energia salvestamise tehnoloogia pumphüdroelektrijaam.
Pumpelektrijaamade tehnoloogia on küps ja stabiilne, pakub laiaulatuslikke eeliseid ning seda kasutatakse sageli tippkoormuse reguleerimiseks ja varundamiseks. Pumpelektrijaam on laialdasemalt kasutatav ja küpsem tehnoloogia suuremahulise energia salvestamise valdkonnas ning elektrijaamade paigaldatud võimsus võib ulatuda gigavattideni.
Hiina Energiauuringute Assotsiatsiooni energiasalvestuse kutsekomitee mittetäieliku statistika kohaselt on pumphüdroelektrijad praegu maailma kõige küpsemad ja suurimad paigaldatud energiasalvestussüsteemid. 2019. aasta seisuga ulatus maailma operatiivne energiasalvestusvõimsus 180 miljoni kilovatini ja pumpelektrijaamade paigaldatud energiavõimsus ületas 170 miljonit kilovatti, moodustades 94% maailma kogu energiasalvestusest.
Pumpelektrijaamad kasutavad elektrisüsteemi madala koormuse perioodil toodetud elektrit vee pumpamiseks kõrgemale hoiustamiseks ja tippkoormuse ajal vee väljalaskmiseks elektri tootmiseks. Madala koormuse korral on kasutajaks pumpelektrijaam; tippkoormuse ajal elektrijaam.
Pumbaelektrijaamal on kaks põhifunktsiooni: vee pumpamine ja elektrienergia tootmine. Seade töötab veeturbiinina, kui elektrisüsteem on maksimaalse koormusega. Veeturbiini juhtlaba ava reguleeritakse regulaatorisüsteemi abil ja vee potentsiaalne energia muundatakse seadme pöörlemise mehaaniliseks energiaks ning seejärel muundatakse mehaaniline energia generaatori abil elektrienergiaks;
Kui elektrisüsteemi koormus on madal, kasutatakse veepumpa vee pumpamiseks alumisest reservuaarist ülemisse reservuaari. Regulaatori süsteemi automaatse reguleerimise abil reguleeritakse juhtlaba ava automaatselt vastavalt pumba tõstekõrgusele ning elektrienergia muundatakse vee potentsiaalseks energiaks ja salvestatakse.
Pumpelektrijaamad vastutavad peamiselt elektrisüsteemi tippkoormuse reguleerimise, sageduse reguleerimise, avariivarunduse ja mustkäivituse eest, mis aitab parandada ja tasakaalustada elektrisüsteemi koormust, parandada elektrivarustuse kvaliteeti ja elektrisüsteemi majanduslikku kasu ning on elektrivõrgu ohutu, ökonoomse ja stabiilse töö tagamise selgrooks. Pumpelektrijaamu nimetatakse elektrivõrkude ohutuks käitamiseks „stabilisaatoriteks“, „regulaatoriteks“ ja „tasakaalustajateks“.
Maailma pumpelektrijaamade arengusuund on suur pea, suur võimsus ja suur kiirus. Suur pea tähendab, et seade areneb suurema peani, suur võimsus tähendab, et üksiku seadme võimsus pidevalt suureneb ja suur kiirus tähendab, et seade võtab kasutusele suurema erikiiruse.
Elektrijaama struktuur ja omadused
Pumpelektrijaama peamised hooned hõlmavad üldiselt: ülemist reservuaari, alumist reservuaari, veevarustussüsteemi, töökoda ja muid erihooneid. Võrreldes tavapäraste hüdroelektrijaamadega on pumpelektrijaamade hüdrauliliste konstruktsioonide peamised omadused järgmised:
On olemas ülemised ja alumised reservuaarid. Võrreldes sama paigaldatud võimsusega tavapäraste hüdroelektrijaamadega on pump-akumulatsioonijaamade reservuaaride maht tavaliselt suhteliselt väike.
Veehoidla veetase kõigub suuresti ning tõuseb ja langeb sageli. Elektrivõrgu tippkoormuse vähendamiseks ja orgu täitmiseks on pumpelektrijaama veetaseme päevane kõikumine tavaliselt suhteliselt suur, üldiselt üle 10–20 meetri ja mõned elektrijaamad ulatuvad 30–40 meetrini, ning veehoidla veetaseme muutumise kiirus on suhteliselt kiire, üldiselt ulatudes 5–8 m/h ja isegi 8–10 m/h.
Reservuaari imbumise ennetamise nõuded on kõrged. Kui puhas pumpelektrijaam põhjustab ülemise reservuaari imbumise tõttu suure veekadu, väheneb elektrijaama energiatootmine. Samal ajal, et vältida vee imbumist projektipiirkonna hüdrogeoloogiliste tingimuste halvenemise tõttu, mis põhjustab imbumiskahjustusi ja kontsentreeritud imbumist, seatakse ka reservuaari imbumise ennetamisele kõrgemad nõuded.
Veesurve on kõrge. Pumpelektrijaamade surve on üldiselt kõrge, enamasti 200–800 meetrit. Jixi pumpelektrijaam, mille koguvõimsus on 1,8 miljonit kilovatti, on minu riigi esimene 650-meetrise survega sektsiooni projekt ja Dunhua pumpelektrijaam, mille koguvõimsus on 1,4 miljonit kilovatti, on minu riigi esimene 700-meetrise survega sektsiooni projekt. Pumpelektrijaamade tehnoloogia pideva arenguga suureneb minu riigis suure survega ja suure võimsusega elektrijaamade arv.
Seade on paigaldatud madalale kõrgusele. Ujuvuse ja imbumise mõju ületamiseks elektrijaamale on viimastel aastatel nii kodu- kui ka välismaal ehitatud suuremahulised pumpelektrijaamad enamasti maa-aluste elektrijaamade kujul.
Maailma varaseim pump-akumulatsioonelektrijaam on Netra pump-akumulatsioonelektrijaam Zürichis Šveitsis, mis ehitati 1882. aastal. Pump-akumulatsioonelektrijaamade ehitus Hiinas algas suhteliselt hilja. Esimene kaldvooluga pöördvooluga seade paigaldati Gangnani veehoidlasse 1968. aastal. Hiljem, koos kodumaise energiatööstuse kiire arenguga, suurenes kiiresti nii tuuma- kui ka soojusenergia paigaldatud võimsus, mis nõudis elektrisüsteemi varustamist vastavate pump-akumulatsioonseadmetega.
Alates 1980. aastatest on Hiina hakanud jõuliselt ehitama suuremahulisi pumpelektrijaamu. Viimastel aastatel on minu riigi majanduse ja energeetika kiire arenguga saavutatud viljakaid teaduslikke ja tehnoloogilisi saavutusi suuremahuliste pumpelektrijaamade seadmete autonoomia osas.
2020. aasta lõpuks oli minu riigi paigaldatud pumpelektrijaamade tootmisvõimsus 31,49 miljonit kilovatti, mis on 4,0% rohkem kui eelmisel aastal. 2020. aastal oli riigi pumpelektrijaamade tootmisvõimsus 33,5 miljardit kWh, mis on 5,0% rohkem kui eelmisel aastal; riigi äsja lisatud pumpelektrijaamade tootmisvõimsus oli 1,2 miljonit kWh. Minu riigi nii tootmises kui ka ehitamisel olevad pumpelektrijaamad on maailmas esikohal.
Hiina Riiklik Elektrivõrk on alati pidanud pumpelektrijaamade arendamist väga oluliseks. Praegu töötab Riiklikul Elektrivõrgul 22 pumpelektrijaama ja ehitamisel on 30 pumpelektrijaama.
2016. aastal alustati viie pumbaelektrijaama ehitamist Zhen'anis, Shaanxis, Jurongis, Jiangsus, Qingyuanis, Liaoningis, Xiamenis, Fujianis ja Fukangis Xinjiangis;
2017. aastal alustati kuue pumbaelektrijaama ehitamist Hebei Yi maakonnas, Sise-Mongoolia Zhiruis, Zhejiangi Ninghais, Zhejiangi Jinyunis, Henani Luoningis ja Hunanis Pingjiangis;
2019. aastal alustati viie pumbaelektrijaama ehitamist Funingis Hebeis, Jiaohes Jilinis, Qujiangis Zhejiangis, Weifangis Shandongis ja Hamis Xinjiangis;
2020. aastal alustatakse Shanxi Yuanqu'is, Shanxi Hunyuanis, Zhejiang Pan'anis ja Shandong Tai'anis nelja pumbaelektrijaama ehitamist II etapis.
Minu riigi esimene täielikult autonoomsete seadmetega pumpelektrijaam. Elektrijaam valmis edukalt 2011. aasta oktoobris, mis näitab, et minu riik on edukalt omandanud pumpelektrijaamade seadmete arendamise põhitehnoloogia.
2013. aasta aprillis võeti ametlikult kasutusele Fujiani Xianyou pumpelektrijaam elektri tootmiseks; 2016. aasta aprillis ühendati edukalt elektrivõrku Zhejiangi Xianju pumpelektrijaam, mille ühikuvõimsus on 375 000 kilovatti. Suuremahuliste pumpelektrijaamade autonoomsed seadmed on minu riigis pidevalt populaarseks saanud ja rakendatud.
Minu riigi esimene 700-meetrise peaga pump-akumulatsiooniga elektrijaam. Paigaldatud koguvõimsus on 1,4 miljonit kilovatti. 4. juunil 2021 pandi tööle esimene plokk elektri tootmiseks.
Maailma suurima installeeritud võimsusega pump-akumulatsioonijaam on praegu ehitusjärgus. Paigaldatud koguvõimsus on 3,6 miljonit kilovatti.
Pumpelektrijaam omab põhilisi, terviklikke ja avalikke omadusi. See saab osaleda uue elektrisüsteemi allika, võrgu, koormuse ja salvestusühenduste reguleerimisteenustes ning terviklikud eelised on märkimisväärsemad. See sisaldab elektrisüsteemi ohutut toiteallika stabilisaatorit, puhast ja vähese süsinikuheitega tasakaalustajat ning kõrge efektiivsusega tööregulaatori olulisi funktsioone.
Esimene on tõhusalt tegeleda elektrisüsteemi usaldusväärse reservvõimsuse puudumisega uue energia suure osakaalu tõttu. Topeltvõimsuse tippreguleerimise eelise abil saame parandada elektrisüsteemi suure võimsusega tippreguleerimisvõimsust ning leevendada tippkoormuse pakkumise probleemi, mis on põhjustatud uue energia ebastabiilsusest ja tippkoormuse langusest. Uue energia laiaulatusliku arendamisega kaasnevad tarbimisraskused võivad perioodil paremini soodustada uue energia tarbimist.
Teine eesmärk on tõhusalt tegeleda uue energia väljundkarakteristikute ja koormusnõudluse vahelise mittevastavusega, tuginedes kiire reageerimise paindlikule kohanemisvõimele, et paremini kohaneda uue energia juhuslikkuse ja volatiilsusega ning rahuldada uue energia poolt "ilmastikust olenevalt" tulenevat paindlikku kohanemisnõudlust.
Kolmandaks, uue suure osakaaluga energiasüsteemi ebapiisava inertsimomendi efektiivne lahendamine. Sünkroongeneraatori suure inertsimomendi eelise abil saab tõhusalt parandada süsteemi häiretevastast võimet ja säilitada süsteemi sageduse stabiilsust.
Neljas eesmärk on tõhusalt tegeleda uue elektrisüsteemi „topeltkõrge“ vormi võimaliku ohutusmõjuga, võtta üle avariivarundusfunktsioon ja reageerida ootamatutele reguleerimisvajadustele igal ajal kiire käivitamise-peatamise ja kiire võimsuse suurendamise võimalustega. Samal ajal saab see katkestatava koormusena ohutult eemaldada pumbaüksuse nimikoormuse millisekundilise reageerimisajaga ning parandada süsteemi ohutut ja stabiilset tööd.
Viiendaks, tuleb tõhusalt toime tulla uute suuremahuliste energiavõrguühendustega kaasnevate kõrgete kohandamiskuludega. Mõistlike töömeetodite ja soojusenergia kombineerimise abil tuleks vähendada süsinikuheidet ja suurendada tõhusust, vähendada tuule ja valguse hülgamist, edendada võimsuse jaotamist ning parandada kogu süsteemi üldist majanduslikku ja keskkonnasõbralikku toimimist.
Tugevdada taristuressursside optimeerimist ja integreerimist, koordineerida 30 ehitamisel oleva projekti ohutuse, kvaliteedi ja edenemise juhtimist, edendada jõuliselt mehhaniseeritud ehitust, intelligentset juhtimist ja standardiseeritud ehitust, optimeerida ehitusperioodi ning tagada, et pumpelektrijaamade võimsus ületab 20 miljonit kilovatti "14. viisaastakuplaani" perioodil ja 2030. aastaks ületab installeeritud töövõimsus 70 miljonit kilovatti.
Teiseks on vaja kõvasti tööd teha efektiivse juhtimise nimel. Tugevdada planeerimisjuhiseid, keskendudes „topeltsüsiniku“ eesmärgile ja ettevõtte strateegia elluviimisele, koostada pumpelektrijaamade „14. viisaastaku“ arendusplaan kvaliteetselt. Optimeerida teaduslikult projekti esialgseid tööprotseduure ning edendada projekti teostatavusuuringut ja heakskiitmist korrapäraselt. Keskendudes ohutusele, kvaliteedile, ehitusperioodile ja maksumusele, edendada jõuliselt intelligentset juhtimist ja kontrolli, mehhaniseeritud ehitust ja rohelist ehitust insener-ehituses, et tagada ehitamisel olevate projektide võimalikult kiire kasu saamine.
Süvendada seadmete elutsükli haldamist, süvendada üksuste elektrivõrgu teenuse uurimistööd, optimeerida üksuste tööstrateegiat ning tagada täielikult elektrivõrgu ohutu ja stabiilne töö. Süvendada mitmemõõtmelist tailihaldamist, kiirendada kaasaegse nutika tarneahela ehitamist, täiustada materjalihaldussüsteemi, jaotada teaduslikult kapitali, ressursse, tehnoloogiat, andmeid ja muid tootmistegureid, parandada jõuliselt kvaliteeti ja tõhusust ning parandada igakülgselt juhtimise tõhusust ja tegevuse efektiivsust.
Kolmas eesmärk on otsida läbimurdeid tehnoloogilise innovatsiooni valdkonnas. Teadusliku ja tehnoloogilise innovatsiooni uue edasimineku tegevuskava põhjalik rakendamine, investeeringute suurendamine teadusuuringutesse ja iseseisva innovatsiooni võimekuse parandamine. Muutuva kiirusega seadmete tehnoloogia rakendamise suurendamine, 400-megavatise võimsusega seadmete tehnoloogiaalase uurimis- ja arendustegevuse tugevdamine, pump-turbiinmudelite ja simulatsioonilaborite ehituse kiirendamine ning igakülgne pingutus sõltumatu teadusliku ja tehnoloogilise innovatsiooni platvormi loomiseks.
Optimeerida teadusliku uurimistöö paigutust ja ressursside jaotust, tugevdada pumpelektrijaamade põhitehnoloogia uurimistööd ja püüda ületada „kinnijäänud kaela“ tehniline probleem. Süvendada uurimistööd uute tehnoloogiate, näiteks „Big Cloud IoT Smart Chain“, rakendamise kohta, rakendada põhjalikult digitaalsete intelligentsete elektrijaamade ehitust ja kiirendada ettevõtete digitaalset transformatsiooni.
Postituse aeg: 07.03.2022
