تولید برق آبی یکی از بالغترین روشهای تولید برق است و به طور مداوم در فرآیند توسعه سیستم برق، نوآوری و توسعه یافته است. این روش از نظر مقیاس مستقل، سطح تجهیزات فنی و فناوری کنترل پیشرفت قابل توجهی داشته است. برق آبی به عنوان یک منبع انرژی تنظیمشده با کیفیت بالا و پایدار و قابل اعتماد، معمولاً شامل نیروگاههای برق آبی معمولی و نیروگاههای ذخیرهای تلمبهای میشود. آنها علاوه بر خدمت به عنوان یک تأمینکننده مهم برق، نقش مهمی در اصلاح پیک، مدولاسیون فرکانس، مدولاسیون فاز، شروع سیاه و آماده به کار اضطراری در طول کل عملیات سیستم برق نیز ایفا کردهاند. با توسعه سریع منابع انرژی جدید مانند تولید برق بادی و فتوولتائیک، افزایش اختلاف پیک تا دره در سیستمهای برق و کاهش اینرسی چرخشی ناشی از افزایش تجهیزات و ادوات الکترونیک قدرت، مسائل اساسی مانند برنامهریزی و ساخت سیستم برق، بهرهبرداری ایمن و توزیع اقتصادی با چالشهای عظیمی روبرو هستند و همچنین مسائل عمدهای هستند که باید در ساخت سیستمهای برق جدید در آینده مورد توجه قرار گیرند. در چارچوب موهبت منابع چین، انرژی برقآبی نقش مهمتری در نوع جدید سیستم برق ایفا خواهد کرد و با نیازها و فرصتهای توسعه نوآورانه قابل توجهی روبرو است و برای امنیت اقتصادی ساخت نوع جدیدی از سیستم برق بسیار مهم است.
تحلیل وضعیت فعلی و وضعیت توسعه نوآورانه تولید برق آبی
وضعیت توسعه نوآورانه
تحول جهانی انرژی پاک در حال شتاب گرفتن است و سهم انرژیهای نو مانند انرژی بادی و تولید برق فتوولتائیک به سرعت در حال افزایش است. برنامهریزی و ساخت، بهرهبرداری ایمن و برنامهریزی اقتصادی سیستمهای قدرت سنتی با چالشها و مسائل جدیدی روبرو است. از سال ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۱، نصب و راهاندازی انرژی بادی در جهان با رشد سریعی همراه بوده و نرخ رشد متوسط آن ۱۵٪ بوده است. نرخ رشد متوسط سالانه در چین به ۲۵٪ رسیده است. نرخ رشد نصب و راهاندازی تولید برق فتوولتائیک در جهان در ۱۰ سال گذشته به ۳۱٪ رسیده است. سیستم قدرت با سهم بالای انرژی نو، با مسائل عمدهای مانند دشواری در ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضا، افزایش دشواری در کنترل عملکرد سیستم و خطرات پایداری ناشی از کاهش اینرسی چرخشی و افزایش قابل توجه تقاضای ظرفیت اصلاح اوج مصرف مواجه است که منجر به افزایش هزینههای عملیاتی سیستم میشود. ضروری است که به طور مشترک حل این مسائل از طرف منبع تغذیه، شبکه و بار ترویج شود. تولید برق آبی یک منبع انرژی تنظیمشده مهم با ویژگیهایی مانند اینرسی چرخشی زیاد، سرعت پاسخ سریع و حالت عملکرد انعطافپذیر است. این فناوری مزایای طبیعی در حل این چالشها و مشکلات جدید دارد.
سطح برقرسانی همچنان در حال بهبود است و الزامات تأمین برق ایمن و قابل اعتماد از عملیات اقتصادی و اجتماعی همچنان در حال افزایش است. در طول 50 سال گذشته، سطح برقرسانی جهانی همچنان در حال بهبود بوده و سهم انرژی الکتریکی در مصرف انرژی ترمینال به تدریج افزایش یافته است. جایگزینی انرژی الکتریکی ترمینال که توسط وسایل نقلیه الکتریکی نشان داده میشود، سرعت گرفته است. جامعه اقتصادی مدرن به طور فزایندهای به برق متکی است و برق به وسیله اصلی تولید برای عملیات اقتصادی و اجتماعی تبدیل شده است. تأمین برق ایمن و قابل اعتماد تضمین مهمی برای تولید و زندگی مردم مدرن است. قطع برق در مناطق وسیع نه تنها خسارات اقتصادی هنگفتی را به همراه دارد، بلکه ممکن است هرج و مرج اجتماعی جدی را نیز به همراه داشته باشد. امنیت برق به محتوای اصلی امنیت انرژی، حتی امنیت ملی تبدیل شده است. خدمات خارجی سیستمهای برق جدید نیازمند بهبود مستمر قابلیت اطمینان تأمین برق ایمن است، در حالی که توسعه داخلی با افزایش مداوم عوامل خطری روبرو است که تهدیدی جدی برای امنیت برق محسوب میشوند.
فناوریهای جدید همچنان در سیستمهای قدرت پدیدار و به کار گرفته میشوند و به طور قابل توجهی درجه هوشمندی و پیچیدگی سیستمهای قدرت را بهبود میبخشند. کاربرد گسترده دستگاههای الکترونیک قدرت در جنبههای مختلف تولید، انتقال و توزیع برق منجر به تغییرات قابل توجهی در ویژگیهای بار و ویژگیهای سیستم سیستم قدرت شده است که منجر به تغییرات عمیق در مکانیسم عملکرد سیستم قدرت میشود. فناوریهای ارتباطات اطلاعاتی، کنترل و هوشمندی به طور گسترده در تمام جنبههای تولید و مدیریت سیستم قدرت مورد استفاده قرار میگیرند. درجه هوشمندی سیستمهای قدرت به طور قابل توجهی بهبود یافته است و میتوانند با تجزیه و تحلیل آنلاین در مقیاس بزرگ و تجزیه و تحلیل پشتیبانی تصمیمگیری سازگار شوند. تولید پراکنده برق در مقیاس بزرگ به سمت کاربر شبکه توزیع متصل است و جهت جریان برق شبکه از یک طرفه به دو طرفه یا حتی چند جهته تغییر کرده است. انواع مختلفی از تجهیزات الکتریکی هوشمند در یک جریان بیپایان در حال ظهور هستند، کنتورهای هوشمند به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند و تعداد پایانههای دسترسی به سیستم قدرت به صورت تصاعدی در حال افزایش است. امنیت اطلاعات به منبع مهمی از خطر برای سیستم قدرت تبدیل شده است.
اصلاحات و توسعه انرژی الکتریکی به تدریج در حال ورود به وضعیت مطلوبی است و محیط سیاستگذاری مانند قیمت برق به تدریج در حال بهبود است. با توسعه سریع اقتصاد و جامعه چین، صنعت برق جهش بزرگی از کوچک به بزرگ، از ضعیف به قوی و از دنبالهرو به پیشرو را تجربه کرده است. از نظر سیستم، از دولت به بنگاه، از یک کارخانه به یک شبکه، به جداسازی کارخانهها و شبکهها، رقابت متوسط و حرکت تدریجی از برنامهریزی به بازار، منجر به مسیری از توسعه انرژی الکتریکی شده است که برای شرایط ملی چین مناسب است. ظرفیت تولید و ساخت و سطح فناوری و تجهیزات انرژی الکتریکی چین در بین آرایههای درجه یک جهان قرار دارد. شاخصهای خدمات جهانی و زیستمحیطی برای تجارت انرژی الکتریکی به تدریج در حال بهبود است و بزرگترین و پیشرفتهترین سیستم انرژی الکتریکی جهان ساخته و بهرهبرداری شده است. بازار برق چین به طور پیوسته در حال پیشرفت بوده است و مسیری روشن برای ساخت یک بازار برق یکپارچه از سطوح محلی به منطقهای و ملی دارد و به خط مشی چین در جستجوی حقیقت از واقعیتها پایبند بوده است. سازوکارهای سیاستی مانند قیمت برق به تدریج منطقی شدهاند و در ابتدا یک سازوکار قیمت برق مناسب برای توسعه انرژی تلمبه ذخیرهای ایجاد شده است که محیطی سیاستی برای تحقق ارزش اقتصادی نوآوری و توسعه برق آبی فراهم میکند.
تغییرات قابل توجهی در شرایط مرزی برای برنامهریزی، طراحی و بهرهبرداری از نیروگاههای آبی رخ داده است. وظیفه اصلی برنامهریزی و طراحی سنتی نیروگاههای آبی، انتخاب مقیاس و حالت بهرهبرداری از نظر فنی امکانپذیر و از نظر اقتصادی معقول است. معمولاً مسائل برنامهریزی پروژه نیروگاههای آبی با فرض هدف بهینه بهرهبرداری جامع از منابع آب در نظر گرفته میشود. لازم است الزاماتی مانند کنترل سیل، آبیاری، حمل و نقل و تأمین آب به طور جامع در نظر گرفته شود و مقایسههای جامعی از مزایای اقتصادی، اجتماعی و زیستمحیطی انجام شود. در زمینه پیشرفتهای مداوم فناوری و افزایش مداوم نسبت انرژی بادی و فتوولتائیک، سیستم برق به طور عینی نیاز به استفاده کاملتر از منابع هیدرولیکی، غنیسازی حالت بهرهبرداری از نیروگاههای آبی و ایفای نقش بیشتر در اصلاح پیک، مدولاسیون فرکانس و تنظیم تراز دارد. بسیاری از اهدافی که در گذشته از نظر فناوری، تجهیزات و ساختوساز امکانپذیر نبودند، از نظر اقتصادی و فنی امکانپذیر شدهاند. حالت یکطرفه اولیه ذخیرهسازی آب و تولید برق از طریق تخلیه برای نیروگاههای برقآبی دیگر نمیتواند الزامات سیستمهای برق جدید را برآورده کند و لازم است حالت نیروگاههای تلمبه ذخیرهای ترکیب شود تا ظرفیت تنظیمی نیروگاههای برقآبی به طور قابل توجهی بهبود یابد؛ در عین حال، با توجه به محدودیتهای منابع برق تنظیمی کوتاهمدت مانند نیروگاههای تلمبه ذخیرهای در ترویج مصرف منابع انرژی جدید مانند انرژی بادی و تولید برق فتوولتائیک و دشواری انجام وظیفه تأمین برق ایمن و مقرون به صرفه، افزایش ظرفیت مخزن برای بهبود چرخه زمانی تنظیم برقآبی متعارف به طور عینی ضروری است تا شکاف موجود در ظرفیت تنظیم سیستم که هنگام حذف انرژی زغالسنگ ایجاد میشود، پر شود.
نیازهای توسعه نوآورانه
نیاز مبرمی به تسریع توسعه منابع برق آبی، افزایش سهم برق آبی در سیستم جدید برق و ایفای نقش بیشتر وجود دارد. در چارچوب هدف «کربن دوگانه»، کل ظرفیت نصب شده تولید برق بادی و فتوولتائیک تا سال ۲۰۳۰ به بیش از ۱.۲ میلیارد کیلووات خواهد رسید؛ انتظار میرود در سال ۲۰۶۰ به ۵ تا ۶ میلیارد کیلووات برسد. در آینده، تقاضای زیادی برای تنظیم منابع در سیستمهای جدید برق وجود خواهد داشت و تولید برق آبی باکیفیتترین منبع تنظیم کننده برق است. فناوری برق آبی چین میتواند ظرفیت نصب شده ۶۸۷ میلیون کیلووات را توسعه دهد. تا پایان سال ۲۰۲۱، ۳۹۱ میلیون کیلووات توسعه یافته است که نرخ توسعه آن حدود ۵۷ درصد است که بسیار کمتر از نرخ توسعه ۹۰ درصدی برخی از کشورهای توسعه یافته در اروپا و ایالات متحده است. با توجه به اینکه چرخه توسعه پروژههای برق آبی طولانی است (معمولاً ۵ تا ۱۰ سال)، در حالی که چرخه توسعه پروژههای تولید برق بادی و فتوولتائیک نسبتاً کوتاه است (معمولاً ۰.۵ تا ۱ سال یا حتی کوتاهتر) و به سرعت در حال توسعه است، تسریع روند توسعه پروژههای برق آبی، تکمیل آنها در اسرع وقت و ایفای نقش آنها در کوتاهترین زمان ممکن، ضروری است.
نیاز مبرمی به تغییر شیوه توسعه برق آبی برای برآورده کردن الزامات جدید اصلاح پیک در سیستمهای قدرت جدید وجود دارد. تحت محدودیتهای هدف "کربن دوگانه"، ساختار تامین برق آینده، الزامات عظیم بهرهبرداری از سیستم قدرت برای اصلاح پیک را تعیین میکند و این مشکلی نیست که ترکیب برنامهریزی و نیروهای بازار بتوانند آن را حل کنند، بلکه یک مسئله امکانسنجی فنی اساسی است. بهرهبرداری اقتصادی، ایمن و پایدار از سیستم قدرت تنها از طریق هدایت بازار، برنامهریزی و کنترل بهرهبرداری با فرض امکانپذیر بودن فناوری قابل دستیابی است. برای نیروگاههای برق آبی سنتی در حال بهرهبرداری، نیاز مبرمی به بهینهسازی سیستماتیک استفاده از ظرفیت و تأسیسات ذخیرهسازی موجود، افزایش مناسب سرمایهگذاری در صورت لزوم در زمینه تحول و انجام تمام تلاشها برای بهبود ظرفیت تنظیم وجود دارد. برای نیروگاههای برق آبی متعارف که به تازگی برنامهریزی و ساخته شدهاند، ضروری است که تغییرات قابل توجه در شرایط مرزی ناشی از سیستم قدرت جدید در نظر گرفته شود و نیروگاههای برق آبی انعطافپذیر و قابل تنظیم با ترکیبی از مقیاسهای زمانی بلند مدت و کوتاه مدت با توجه به شرایط محلی برنامهریزی و ساخته شوند. در مورد ذخیرهسازی پمپدار، ساخت و ساز باید در شرایط فعلی که ظرفیت تنظیم کوتاه مدت به طور جدی ناکافی است، تسریع شود. در درازمدت، نیاز سیستم به قابلیتهای اصلاح پیک کوتاهمدت باید در نظر گرفته شود و طرح توسعه آن به صورت علمی تدوین گردد. برای نیروگاههای تلمبهذخیرهای از نوع انتقال آب، لازم است نیازهای منابع آب ملی برای انتقال آب منطقهای، هم به عنوان یک پروژه انتقال آب بین حوضهای و هم به عنوان یک بهرهبرداری جامع از منابع تنظیم سیستم برق، ترکیب شود. در صورت لزوم، میتوان آن را با برنامهریزی و طراحی کلی پروژههای نمکزدایی آب دریا نیز ترکیب کرد.
نیاز مبرمی به ترویج تولید برق آبی برای ایجاد ارزش اقتصادی و اجتماعی بیشتر و در عین حال تضمین عملکرد اقتصادی و ایمن سیستمهای جدید برق وجود دارد. بر اساس محدودیتهای هدف توسعه در مورد اوج انتشار کربن و خنثی بودن کربن در سیستم برق، انرژیهای نو به تدریج به نیروی اصلی در ساختار تامین برق سیستم برق آینده تبدیل خواهند شد و نسبت منابع انرژی پرکربن مانند برق زغالسنگ به تدریج کاهش خواهد یافت. طبق دادههای چندین موسسه تحقیقاتی، تحت سناریوی حذف گسترده برق زغالسنگ، تا سال 2060، ظرفیت نصبشده تولید برق بادی و فتوولتائیک چین حدود 70 درصد خواهد بود. کل ظرفیت نصبشده برق آبی با در نظر گرفتن ذخیرهسازی تلمبهای حدود 800 میلیون کیلووات است که حدود 10 درصد را تشکیل میدهد. در ساختار برق آینده، برق آبی یک منبع انرژی نسبتاً قابل اعتماد، انعطافپذیر و قابل تنظیم است که سنگ بنای تضمین عملکرد ایمن، پایدار و اقتصادی سیستمهای جدید برق است. تغییر از حالت توسعه و بهرهبرداری فعلی "مبتنی بر تولید برق، با مقررات تکمیلی" به "مبتنی بر مقررات، با تولید برق تکمیلی" ضروری است. بر این اساس، مزایای اقتصادی شرکتهای برق آبی باید در چارچوب ارزش بیشتر به کار گرفته شود و مزایای شرکتهای برق آبی نیز باید درآمد حاصل از ارائه خدمات تنظیم مقررات به سیستم را بر اساس درآمد اولیه تولید برق به طور قابل توجهی افزایش دهد.
نیاز مبرمی به نوآوری در استانداردها، سیاستها و سیستمهای فناوری برق آبی برای تضمین توسعه کارآمد و پایدار برق آبی وجود دارد. در آینده، الزام عینی سیستمهای جدید برق این است که توسعه نوآورانه برق آبی تسریع شود و استانداردها، سیاستها و سیستمهای فنی مربوطه موجود نیز باید فوراً با توسعه نوآورانه مطابقت داشته باشند تا توسعه کارآمد برق آبی را ارتقا دهند. از نظر استانداردها و مشخصات، بهینهسازی استانداردها و مشخصات برنامهریزی، طراحی، بهرهبرداری و نگهداری بر اساس نمایش آزمایشی و تأیید مطابق با الزامات فنی سیستم برق جدید برای نیروگاههای برق آبی متعارف، نیروگاههای تلمبه ذخیرهای، نیروگاههای هیبریدی و نیروگاههای تلمبه ذخیرهای انتقال آب (از جمله ایستگاههای پمپاژ) ضروری است تا توسعه منظم و کارآمد نوآوری برق آبی تضمین شود. از نظر سیاستها و سیستمها، نیاز مبرمی به مطالعه و تدوین سیاستهای تشویقی برای هدایت، حمایت و تشویق توسعه نوآورانه برق آبی وجود دارد. در عین حال، نیاز مبرمی به ایجاد طرحهای نهادی مانند قیمتهای بازار و برق برای تبدیل ارزشهای جدید انرژی برقآبی به منافع اقتصادی و تشویق نهادهای اقتصادی به انجام فعال سرمایهگذاری در فناوریهای توسعه نوآورانه، اجرای آزمایشی و توسعه در مقیاس بزرگ وجود دارد.
مسیر توسعه نوآورانه و چشمانداز انرژی برقآبی
توسعه نوآورانه انرژی برق آبی، نیاز مبرمی به ساخت نوع جدیدی از سیستم برق است. رعایت اصل تطبیق اقدامات با شرایط محلی و اجرای سیاستهای جامع ضروری است. برای انواع مختلف پروژههای برق آبی که ساخته و برنامهریزی شدهاند، باید طرحهای فنی مختلفی اتخاذ شود. لازم است نه تنها نیازهای عملکردی تولید برق و اصلاح پیک، مدولاسیون فرکانس و متعادلسازی، بلکه استفاده جامع از منابع آب، ساخت بار قابل تنظیم برق و سایر جنبهها نیز در نظر گرفته شود. در نهایت، طرح بهینه باید از طریق ارزیابی جامع مزایا تعیین شود. با بهبود ظرفیت تنظیم انرژی برق آبی متعارف و ساخت نیروگاههای تلمبه ذخیرهای (ایستگاههای پمپاژ) جامع انتقال آب بین حوضهای، مزایای اقتصادی قابل توجهی در مقایسه با نیروگاههای تلمبه ذخیرهای تازه ساخته شده وجود دارد. در مجموع، هیچ مانع فنی غیرقابل عبوری برای توسعه نوآورانه انرژی برق آبی، با فضای توسعه عظیم و مزایای اقتصادی و زیستمحیطی برجسته، وجود ندارد. ارزش توجه زیاد و تسریع توسعه در مقیاس بزرگ بر اساس شیوههای آزمایشی را دارد.
«تولید برق + پمپاژ»
حالت «تولید برق + پمپاژ» به استفاده از سازههای هیدرولیکی مانند نیروگاههای برق آبی و سدهای موجود، و همچنین تأسیسات انتقال و تبدیل برق، برای انتخاب مکانهای مناسب در پاییندست خروجی آب نیروگاه برق آبی جهت ساخت یک سد انحرافی آب برای تشکیل یک مخزن پایینتر، اضافه کردن پمپهای پمپاژ، خطوط لوله و سایر تجهیزات و تأسیسات و استفاده از مخزن اصلی به عنوان مخزن بالایی اشاره دارد. بر اساس عملکرد تولید برق نیروگاه برق آبی اصلی، عملکرد پمپاژ سیستم برق را در طول بار کم افزایش دهید و همچنان از واحدهای ژنراتور توربین هیدرولیکی اصلی برای تولید برق استفاده کنید تا ظرفیت پمپاژ و ذخیرهسازی نیروگاه برق آبی اصلی افزایش یابد و در نتیجه ظرفیت تنظیم نیروگاه برق آبی بهبود یابد (شکل 1 را ببینید). مخزن پایینتر را میتوان به طور جداگانه در مکانی مناسب در پاییندست نیروگاه برق آبی نیز ساخت. هنگام ساخت مخزن پایینتر در پاییندست خروجی آب یک نیروگاه برق آبی، توصیه میشود سطح آب را کنترل کنید تا بر راندمان تولید برق نیروگاه برق آبی اصلی تأثیر نگذارد. با توجه به بهینهسازی حالت بهرهبرداری و الزامات عملکردی برای شرکت در ترازیابی، توصیه میشود پمپ به موتور سنکرون مجهز شود. این حالت عموماً برای تغییر عملکرد نیروگاههای برق آبی در حال بهرهبرداری قابل استفاده است. تجهیزات و تأسیسات انعطافپذیر و ساده هستند و دارای ویژگیهای سرمایهگذاری کم، دوره ساخت کوتاه و نتایج سریع میباشند.
«تولید برق + تولید برق پمپشده»
تفاوت اصلی بین حالت «تولید برق + پمپاژ برق» و حالت «تولید برق + پمپاژ» این است که تغییر پمپ پمپاژ به یک واحد ذخیره پمپی، عملکرد ذخیره پمپی نیروگاه برق آبی معمولی اصلی را مستقیماً افزایش میدهد و در نتیجه ظرفیت تنظیمی نیروگاه برق آبی را بهبود میبخشد. اصل تنظیم مخزن پایینی با حالت «تولید برق + پمپاژ» سازگار است. این مدل همچنین میتواند از مخزن اصلی به عنوان مخزن پایینی استفاده کند و یک مخزن بالایی در مکانی مناسب بسازد. برای نیروگاههای برق آبی جدید، علاوه بر نصب برخی از ژنراتورهای معمولی، میتوان واحدهای ذخیره پمپی با ظرفیت مشخص نصب کرد. با فرض اینکه حداکثر خروجی یک نیروگاه برق آبی واحد P1 و افزایش توان ذخیره پمپی P2 باشد، محدوده عملکرد توان نیروگاه نسبت به سیستم برق از (0، P1) به (- P2، P1+P2) گسترش مییابد.
بازیافت نیروگاههای برق آبی آبشاری
حالت توسعه آبشاری برای توسعه بسیاری از رودخانهها در چین اتخاذ شده است و مجموعهای از ایستگاههای برق آبی، مانند رودخانه جینشا و رودخانه دادو، ساخته میشوند. برای یک گروه ایستگاه برق آبی آبشاری جدید یا موجود، در دو ایستگاه برق آبی مجاور، مخزن ایستگاه برق آبی آبشار بالایی به عنوان مخزن بالایی و ایستگاه برق آبی آبشار پایینی به عنوان مخزن پایینی عمل میکند. با توجه به زمین واقعی، میتوان آبگیرهای مناسب را انتخاب کرد و توسعه را میتوان با ترکیب دو حالت "تولید برق + پمپاژ" و "تولید برق + پمپاژ تولید برق" انجام داد. این حالت برای بازسازی ایستگاههای برق آبی آبشاری مناسب است که میتواند ظرفیت تنظیم و چرخه زمانی تنظیم ایستگاههای برق آبی آبشاری را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و مزایای قابل توجهی داشته باشد. شکل 2 طرح یک ایستگاه برق آبی توسعه یافته در آبشار یک رودخانه در چین را نشان میدهد. فاصله از محل سد ایستگاه برق آبی بالادست تا آبگیر پایین دست اساساً کمتر از 50 کیلومتر است.
متعادلسازی محلی
حالت «متعادلسازی محلی» به ساخت پروژههای تولید برق بادی و فتوولتائیک در نزدیکی نیروگاههای برق آبی و خودتنظیمی و متعادلسازی عملیات نیروگاههای برق آبی برای دستیابی به خروجی برق پایدار مطابق با الزامات برنامهریزی اشاره دارد. با توجه به اینکه واحدهای اصلی برق آبی همگی طبق دیسپاچینگ سیستم برق اداره میشوند، این حالت را میتوان در نیروگاههای جریان شعاعی و برخی از نیروگاههای برق آبی کوچک که برای تبدیل در مقیاس بزرگ مناسب نیستند و معمولاً به عنوان توابع اصلاح پیک و مدولاسیون فرکانس مرسوم برنامهریزی نمیشوند، اعمال کرد. خروجی عملیات واحدهای برق آبی را میتوان به صورت انعطافپذیر کنترل کرد، از ظرفیت تنظیم کوتاهمدت آنها میتوان بهرهبرداری کرد و به تعادل محلی و خروجی برق پایدار دست یافت، در حالی که نرخ بهرهبرداری از دارایی خطوط انتقال موجود را بهبود میبخشد.
مجتمع تنظیم پیک مصرف آب و برق
شیوه «مجتمع تنظیم آب و تنظیم اوج مصرف برق» بر اساس مفهوم ساخت نیروگاههای تلمبه ذخیرهای تنظیم آب، همراه با پروژههای بزرگ حفاظت از آب مانند انتقال آب بین حوضهای در مقیاس بزرگ، برای ساخت مجموعهای از مخازن و تأسیسات انحراف و استفاده از افت فشار بین مخازن برای ساخت مجموعهای از ایستگاههای پمپاژ، نیروگاههای برق آبی متعارف و نیروگاههای تلمبه ذخیرهای برای تشکیل یک مجتمع تولید و ذخیرهسازی برق است. در فرآیند انتقال آب از منابع آب مرتفع به مناطق کمارتفاع، «مجتمع اصلاح اوج مصرف برق و انتقال آب» میتواند به طور کامل از افت فشار برای دستیابی به مزایای تولید برق استفاده کند، ضمن اینکه به انتقال آب در مسافتهای طولانی و کاهش هزینههای انتقال آب دست یابد. در عین حال، «مجتمع اصلاح اوج مصرف برق و آب» میتواند به عنوان یک منبع بار و برق قابل توزیع در مقیاس بزرگ برای سیستم برق عمل کند و خدمات تنظیم فشار را برای سیستم ارائه دهد. علاوه بر این، این مجتمع همچنین میتواند با پروژههای نمکزدایی آب دریا ترکیب شود تا به کاربرد جامع توسعه منابع آب و تنظیم سیستم برق دست یابد.
ذخیره سازی پمپ شده آب دریا
نیروگاههای ذخیرهای تلمبهای آب دریا میتوانند مکان مناسبی را در ساحل برای ساخت مخزن بالایی انتخاب کنند و از دریا به عنوان مخزن پایینی استفاده کنند. با توجه به دشوار شدن روزافزون مکانیابی نیروگاههای ذخیرهای تلمبهای مرسوم، نیروگاههای ذخیرهای تلمبهای آب دریا مورد توجه ادارات ملی مربوطه قرار گرفتهاند و بررسیهای منابع و آزمایشهای تحقیقاتی فنی آیندهنگرانه انجام دادهاند. همچنین میتوان ذخیره تلمبهای آب دریا را با توسعه جامع انرژی جزر و مدی، انرژی موج، انرژی باد فراساحلی و غیره ترکیب کرد تا ظرفیت ذخیرهسازی بزرگ و نیروگاههای ذخیرهای تلمبهای با چرخه تنظیم طولانی ایجاد شود.
به جز نیروگاههای برق آبی رودخانهای و برخی نیروگاههای برق آبی کوچک بدون ظرفیت ذخیرهسازی، اکثر نیروگاههای برق آبی با ظرفیت مخزن مشخص میتوانند تبدیل عملکرد ذخیرهسازی تلمبهای را مطالعه و انجام دهند. در نیروگاه برق آبی تازه ساخته شده، میتوان ظرفیت مشخصی از واحدهای ذخیرهسازی تلمبهای را به طور کلی طراحی و تنظیم کرد. تخمین اولیه این است که استفاده از روشهای جدید توسعه میتواند به سرعت مقیاس ظرفیت اصلاح اوج با کیفیت بالا را حداقل 100 میلیون کیلووات افزایش دهد. استفاده از "مجموعه اصلاح اوج تنظیم آب و توان" و تولید برق با ذخیره پمپ آب دریا نیز میتواند ظرفیت اصلاح اوج با کیفیت بسیار بالایی را به ارمغان بیاورد که برای ساخت و بهرهبرداری ایمن و پایدار از سیستمهای برق جدید از اهمیت بالایی برخوردار است و مزایای اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی را به همراه دارد.
پیشنهادهایی برای نوآوری و توسعه انرژی برق آبی
اول، در اسرع وقت، طراحی سطح بالای نوآوری و توسعه برق آبی را سازماندهی کنید و بر اساس این کار، راهنماییهایی را برای حمایت از توسعه نوآوری و توسعه برق آبی صادر کنید. تحقیقاتی را در مورد مسائل اصلی مانند ایدئولوژی راهنما، موقعیت توسعه، اصول اساسی، اولویتهای برنامهریزی و طرح توسعه نوآورانه برق آبی انجام دهید و بر این اساس برنامههای توسعه را تهیه کنید، مراحل و انتظارات توسعه را روشن کنید و نهادهای بازار را برای انجام منظم توسعه پروژه راهنمایی کنید.
دوم، سازماندهی و انجام تجزیه و تحلیل امکانسنجی فنی و اقتصادی و پروژههای نمایشی است. در کنار ساخت سیستمهای جدید برق، سازماندهی و انجام بررسیهای منابع نیروگاههای برق آبی و تجزیه و تحلیل فنی و اقتصادی پروژهها، ارائه طرحهای ساختمانی مهندسی، انتخاب پروژههای مهندسی نمونه برای انجام آزمایشهای مهندسی و جمعآوری تجربه برای توسعه در مقیاس بزرگ.
سوم، حمایت از تحقیق و نمایش فناوریهای کلیدی. با راهاندازی پروژههای ملی علم و فناوری و سایر روشها، ما از پیشرفتهای فنی اساسی و جهانی، توسعه تجهیزات کلیدی و کاربردهای نمایشی در زمینه نوآوری و توسعه برق آبی، از جمله مواد پره برای پمپاژ آب دریا و توربینهای پمپ ذخیرهسازی، و بررسی و طراحی مجتمعهای بزرگ انتقال آب منطقهای و اصلاح اوج مصرف برق، حمایت خواهیم کرد.
چهارم، تدوین سیاستهای مالی و مالیاتی، تصویب پروژه و سیاستهای قیمتگذاری برق برای ترویج توسعه نوآورانه برق آبی. با تمرکز بر تمام جنبههای توسعه نوآورانه تولید برق آبی، سیاستهایی مانند تخفیفهای بهره مالی، یارانههای سرمایهگذاری و مشوقهای مالیاتی باید مطابق با شرایط محلی در مراحل اولیه توسعه پروژه، از جمله حمایت مالی سبز، تدوین شوند تا هزینههای مالی پروژه کاهش یابد؛ برای پروژههای نوسازی نیروگاههای تلمبه ذخیرهای که تغییرات اساسی در ویژگیهای هیدرولوژیکی رودخانهها ایجاد نمیکنند، باید رویههای تصویب سادهای اجرا شود تا چرخه تصویب اداری کاهش یابد؛ سازوکار قیمتگذاری برق ظرفیت برای واحدهای تلمبه ذخیرهای و سازوکار قیمتگذاری برق برای تولید برق تلمبهای منطقی شود تا بازگشت ارزش معقول تضمین شود.
زمان ارسال: ۲۲ مارس ۲۰۲۳
