Le pompage-turbinage est la technologie la plus largement utilisée et la plus mature dans le stockage d'énergie à grande échelle, et la capacité installée des centrales électriques peut atteindre des gigawatts.À l'heure actuelle, le stockage d'énergie installé le plus mature et le plus important au monde est l'hydroélectricité par pompage.
La technologie de stockage pompé est mature et stable, avec des avantages complets élevés, et est souvent utilisée pour la régulation et la sauvegarde des pics.Le pompage-turbinage est la technologie la plus largement utilisée et la plus mature dans le stockage d'énergie à grande échelle, et la capacité installée des centrales électriques peut atteindre des gigawatts.
Selon les statistiques incomplètes du Comité professionnel du stockage de l'énergie de l'Association chinoise de recherche sur l'énergie, l'hydroélectricité pompée est actuellement le stockage d'énergie installé le plus mature et le plus grand au monde.En 2019, la capacité mondiale de stockage d'énergie opérationnelle atteignait 180 millions de kilowatts et la capacité installée d'énergie de stockage par pompage dépassait 170 millions de kilowatts, ce qui représente 94% du stockage total d'énergie dans le monde.
Les centrales électriques à accumulation par pompage utilisent l'électricité produite pendant la période de faible charge du système électrique pour pomper l'eau vers un endroit élevé pour le stockage, et libèrent de l'eau pour produire de l'électricité pendant les périodes de charge de pointe.Lorsque la charge est faible, la centrale de pompage-turbinage est utilisatrice ;lorsque la charge est maximale, c'est la centrale électrique.
L'unité de stockage pompé a deux fonctions de base : pomper de l'eau et produire de l'électricité.L'unité fonctionne comme une turbine à eau lorsque la charge du système électrique est à son maximum.L'ouverture de l'aube directrice de la turbine à eau est ajustée via le système de régulateur, et l'énergie potentielle de l'eau est convertie en énergie mécanique de la rotation de l'unité, puis l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique via le générateur ;
Lorsque la charge du système d'alimentation est faible, la pompe à eau est utilisée pour pomper l'eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur.Grâce au réglage automatique du système de régulateur, l'ouverture des aubes directrices est automatiquement ajustée en fonction de la levée de la pompe et l'énergie électrique est convertie en énergie potentielle de l'eau et stockée..
Les centrales électriques à accumulation par pompage sont principalement responsables de la régulation de pointe, de la régulation de la fréquence, de la sauvegarde d'urgence et du démarrage au noir du système électrique, ce qui peut améliorer et équilibrer la charge du système électrique, améliorer la qualité de l'alimentation électrique et les avantages économiques du système électrique, et sont l'épine dorsale pour assurer le fonctionnement sûr, économique et stable du réseau électrique..Les centrales à accumulation par pompage sont appelées « stabilisateurs », « régulateurs » et « équilibreurs » dans le fonctionnement sûr des réseaux électriques.
La tendance de développement des centrales électriques à accumulation par pompage dans le monde est la haute chute, la grande capacité et la grande vitesse.Une tête haute signifie que l'unité se développe à une tête plus élevée, une grande capacité signifie que la capacité d'une seule unité augmente continuellement, et une vitesse élevée signifie que l'unité adopte une vitesse spécifique plus élevée.
Structure et caractéristiques de la centrale
Les principaux bâtiments de la centrale à accumulation par pompage comprennent généralement : le réservoir supérieur, le réservoir inférieur, le système de distribution d'eau, l'atelier et d'autres bâtiments spéciaux.Par rapport aux centrales hydroélectriques conventionnelles, les ouvrages hydrauliques des centrales à accumulation par pompage présentent les principales caractéristiques suivantes :
Il y a des réservoirs supérieurs et inférieurs.Par rapport aux centrales hydroélectriques conventionnelles de même capacité installée, la capacité de réservoir des centrales à accumulation par pompage est généralement relativement faible.
Le niveau d'eau du réservoir fluctue considérablement et monte et descend fréquemment.Afin d'entreprendre la tâche d'écrêtage des pics et de remplissage des vallées dans le réseau électrique, la variation quotidienne du niveau d'eau du réservoir de la centrale de pompage-turbinage est généralement relativement importante, dépassant généralement 10 à 20 mètres, et certaines centrales électriques atteignent 30- 40 mètres, et le taux de variation du niveau d'eau du réservoir est relativement rapide, atteignant généralement 5 ~ 8 m/h, voire 8 ~ 10 m/h.
Les exigences en matière de prévention des infiltrations des réservoirs sont élevées.Si la centrale électrique de stockage par pompage pur provoque une grande quantité d'eau en raison de l'infiltration du réservoir supérieur, la production d'électricité de la centrale électrique sera réduite.Dans le même temps, afin d'empêcher les infiltrations d'eau de détériorer les conditions hydrogéologiques dans la zone du projet, entraînant des dommages par infiltration et des infiltrations concentrées, des exigences plus élevées sont également imposées à la prévention des infiltrations dans les réservoirs.
La charge d'eau est élevée.La tête de la centrale électrique à accumulation par pompage est généralement élevée, généralement de 200 à 800 mètres.La centrale électrique à accumulation par pompage de Jixi, d'une capacité installée totale de 1,8 million de kilowatts, est le premier projet de section de tête de 650 mètres de mon pays, et la centrale électrique à accumulation par pompage de Dunhua, d'une capacité installée totale de 1,4 million de kilowatts, est la première de mon pays à 700- projet de section de tête de compteur.Avec le développement continu de la technologie de stockage par pompage, le nombre de centrales électriques à haute chute et à grande capacité dans mon pays augmentera.
L'unité est installée à basse altitude.Afin de surmonter l'influence de la flottabilité et des infiltrations sur la centrale électrique, les centrales électriques à accumulation par pompage à grande échelle construites au pays et à l'étranger ces dernières années adoptent principalement la forme de centrales électriques souterraines.
La plus ancienne centrale électrique à accumulation par pompage au monde est la centrale électrique à accumulation par pompage de Netra à Zurich, en Suisse, construite en 1882. La construction de centrales à accumulation par pompage en Chine a commencé relativement tard.La première unité réversible à flux oblique a été installée dans le réservoir de Gangnan en 1968. Plus tard, avec le développement rapide de l'industrie énergétique nationale, la capacité installée de l'énergie nucléaire et de l'énergie thermique a augmenté rapidement, nécessitant que le système électrique soit équipé d'unités de stockage par pompage correspondantes. .
Depuis les années 1980, la Chine a commencé à construire vigoureusement des centrales électriques à accumulation par pompage à grande échelle.Ces dernières années, avec le développement rapide de l'économie et de l'industrie énergétique de mon pays, mon pays a réalisé des réalisations scientifiques et technologiques fructueuses dans l'autonomie des équipements des unités de stockage par pompage à grande échelle.
À la fin de 2020, la capacité installée de production d'électricité par pompage de mon pays était de 31,49 millions de kilowatts, soit une augmentation de 4,0 % par rapport à l'année précédente.En 2020, la capacité nationale de production d'électricité par pompage était de 33,5 milliards de kWh, soit une augmentation de 5,0 % par rapport à l'année précédente ;la capacité de production d'électricité par pompage nouvellement ajoutée du pays était de 1,2 million de kWh.les centrales à accumulation par pompage de mon pays, tant en production qu'en construction, sont au premier rang mondial.
State Grid Corporation of China a toujours attaché une grande importance au développement du stockage pompé.À l'heure actuelle, State Grid compte 22 centrales de pompage-turbinage en service et 30 centrales de pompage-turbinage en construction.
En 2016, la construction de cinq centrales électriques à accumulation par pompage à Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian et Fukang, Xinjiang a commencé ;
En 2017, la construction de six centrales électriques à accumulation par pompage dans le comté de Yi du Hebei, Zhirui de la Mongolie intérieure, Ninghai du Zhejiang, Jinyun du Zhejiang, Luoning du Henan et Pingjiang du Hunan a commencé ;
En 2019, la construction de cinq centrales électriques à accumulation par pompage à Funing dans le Hebei, Jiaohe dans le Jilin, Qujiang dans le Zhejiang, Weifang dans le Shandong et Hami dans le Xinjiang a commencé ;
En 2020, quatre centrales électriques à accumulation par pompage à Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an et Shandong Tai'an Phase II commenceront la construction.
la première centrale électrique à accumulation par pompage de mon pays dotée d'équipements entièrement autonomes.En octobre 2011, la centrale électrique a été achevée avec succès, ce qui indique que mon pays a maîtrisé avec succès la technologie de base du développement d'équipements d'unités de stockage par pompage.
En avril 2013, la centrale électrique de stockage par pompage de Fujian Xianyou a été officiellement mise en service pour la production d'électricité;en avril 2016, la centrale électrique de stockage par pompage du Zhejiang Xianju d'une capacité unitaire de 375 000 kilowatts a été connectée avec succès au réseau.L'équipement autonome d'unités de pompage-turbinage à grande échelle dans mon pays a été vulgarisé et appliqué de manière continue.
la première centrale électrique à accumulation par pompage de 700 mètres de tête de mon pays.La capacité totale installée est de 1,4 million de kilowatts.Le 4 juin 2021, l'unité 1 a été mise en service pour produire de l'électricité.
La centrale électrique à accumulation par pompage avec la plus grande capacité installée au monde est actuellement en construction.La capacité totale installée est de 3,6 millions de kilowatts.
Le stockage pompé a les caractéristiques de base, complet et public.Il peut participer aux services de régulation des nouveaux liens de source, de réseau, de charge et de stockage du système électrique, et les avantages globaux sont plus importants.Il porte le stabilisateur d'alimentation électrique sûr du système d'alimentation, un équilibreur propre à faible teneur en carbone et une fonction importante du régulateur de fonctionnement à haut rendement.
Le premier est de traiter efficacement le manque de capacité de réserve fiable du système électrique sous la pénétration d'une forte proportion d'énergie nouvelle.Avec l'avantage de la régulation de pointe à double capacité, nous pouvons améliorer la capacité de régulation de pointe à grande capacité du système électrique et atténuer le problème d'alimentation de charge de pointe causé par l'instabilité de la nouvelle énergie et la charge de pointe causée par le creux.Les difficultés de consommation causées par le développement à grande échelle des énergies nouvelles au cours de la période peuvent mieux favoriser la consommation d'énergies nouvelles.
La seconde consiste à traiter efficacement l'inadéquation entre les caractéristiques de sortie de la nouvelle énergie et la demande de charge, en s'appuyant sur la capacité d'ajustement flexible de la réponse rapide, pour mieux s'adapter au caractère aléatoire et à la volatilité de la nouvelle énergie et pour répondre à la demande d'ajustement flexible. apportée par une nouvelle énergie « en fonction de la météo ».
Le troisième est de traiter efficacement le moment d'inertie insuffisant du nouveau système d'énergie à haute proportion.Avec l'avantage du moment d'inertie élevé du générateur synchrone, il peut améliorer efficacement la capacité anti-perturbation du système et maintenir la stabilité de la fréquence du système.
Le quatrième consiste à gérer efficacement l'impact potentiel sur la sécurité de la forme «double-haut» sur le nouveau système d'alimentation, à assumer la fonction de secours d'urgence et à répondre aux besoins d'ajustement soudains à tout moment avec des capacités de démarrage-arrêt et de montée en puissance rapides. .En même temps, en tant que charge interruptible, il peut supprimer en toute sécurité la charge nominale de l'unité de pompage avec une réponse en millisecondes et améliorer le fonctionnement sûr et stable du système.
Le cinquième est de gérer efficacement les coûts d'ajustement élevés entraînés par une nouvelle connexion au réseau énergétique à grande échelle.Grâce à des méthodes d'exploitation raisonnables, combinées à l'énergie thermique pour réduire le carbone et augmenter l'efficacité, réduire l'abandon du vent et de la lumière, promouvoir l'allocation des capacités et améliorer l'économie globale et le fonctionnement propre de l'ensemble du système.
Renforcer l'optimisation et l'intégration des ressources d'infrastructure, coordonner la sécurité, la qualité et la gestion de l'avancement de 30 projets en construction, promouvoir vigoureusement la construction mécanisée, le contrôle intelligent et la construction standardisée, optimiser la période de construction et garantir que la capacité de stockage pompé dépassera 20 millions pendant la période du « 14e plan quinquennal ».kilowatts, et la capacité installée en exploitation dépassera 70 millions de kilowatts d'ici 2030.
La seconde est de travailler dur sur la gestion allégée.Renforcement des orientations de planification, centrées sur l'objectif « double carbone » et la mise en œuvre de la stratégie de l'entreprise, élaboration de qualité du « 14e plan quinquennal » de développement du pompage-turbinage.Optimiser scientifiquement les procédures de travail préliminaires du projet et faire avancer l'étude de faisabilité et l'approbation du projet de manière ordonnée.En se concentrant sur la sécurité, la qualité, la période de construction et le coût, promouvoir vigoureusement la gestion et le contrôle intelligents, la construction mécanisée et la construction écologique de la construction technique pour garantir que les projets en construction puissent réaliser des bénéfices dès que possible.
Approfondir la gestion du cycle de vie des équipements, approfondir la recherche sur le service du réseau électrique des unités, optimiser la stratégie d'exploitation des unités et servir pleinement le fonctionnement sûr et stable du réseau électrique.Approfondir la gestion allégée multidimensionnelle, accélérer la construction d'une chaîne d'approvisionnement intelligente moderne, améliorer le système de gestion du matériel, allouer scientifiquement le capital, les ressources, la technologie, les données et d'autres facteurs de production, améliorer vigoureusement la qualité et l'efficacité et améliorer globalement l'efficacité de la gestion et efficacité de fonctionnement.
Le troisième est de rechercher des percées dans l'innovation technologique.Mise en œuvre approfondie du « Plan d'action Nouveau bond en avant » pour l'innovation scientifique et technologique, augmentation des investissements dans la recherche scientifique et amélioration de la capacité d'innovation indépendante.Accroître l'application de la technologie des unités à vitesse variable, renforcer la recherche et le développement technologiques des unités de grande capacité de 400 mégawatts, accélérer la construction de laboratoires de modèles de pompes-turbines et de laboratoires de simulation, et tout mettre en œuvre pour construire une innovation scientifique et technologique indépendante Plate-forme.
Optimisez la disposition de la recherche scientifique et l'allocation des ressources, renforcez la recherche sur la technologie de base du stockage pompé et efforcez-vous de surmonter le problème technique du « col coincé ».Approfondir la recherche sur l'application de nouvelles technologies telles que la "Big Cloud IoT Smart Chain", déployer de manière globale la construction de centrales électriques intelligentes numériques et accélérer la transformation numérique des entreprises.
Heure de publication : 07 mars 2022
