O almacenamento por bombeo é a tecnoloxía máis empregada e madura no almacenamento de enerxía a grande escala, e a capacidade instalada das centrais eléctricas pode alcanzar os gigavatios. Na actualidade, o almacenamento de enerxía instalado máis maduro e grande do mundo é a enerxía hidroeléctrica bombeada.
A tecnoloxía de almacenamento por bombeo é madura e estable, con grandes beneficios integrais, e úsase a miúdo para a regulación de picos e o respaldo. O almacenamento por bombeo é a tecnoloxía máis empregada e madura no almacenamento de enerxía a grande escala, e a capacidade instalada das centrais eléctricas pode alcanzar os gigavatios.
Segundo as estatísticas incompletas do Comité Profesional de Almacenamento de Enerxía da Asociación Chinesa de Investigación de Enerxía, a enerxía hidroeléctrica bombeada é actualmente o sistema de almacenamento de enerxía instalado máis maduro e grande do mundo. En 2019, a capacidade operativa de almacenamento de enerxía no mundo alcanzou os 180 millóns de quilovatios, e a capacidade instalada de enerxía de almacenamento por bombeo superou os 170 millóns de quilovatios, o que representa o 94 % do almacenamento total de enerxía no mundo.
As centrais eléctricas de bombeo usan a electricidade xerada durante o período de baixa carga do sistema eléctrico para bombear auga a un lugar alto para o seu almacenamento e liberar auga para xerar electricidade durante os períodos de carga máxima. Cando a carga é baixa, a central eléctrica de bombeo é o usuario; cando a carga é máxima, é a central eléctrica.
A unidade de almacenamento por bombeo ten dúas funcións básicas: bombear auga e xerar electricidade. A unidade funciona como unha turbina de auga cando a carga do sistema eléctrico está no seu punto máximo. A apertura da paleta guía da turbina de auga axústase mediante o sistema regulador e a enerxía potencial da auga convértese na enerxía mecánica da rotación da unidade e, a continuación, a enerxía mecánica convértese en enerxía eléctrica a través do xerador;
Cando a carga do sistema eléctrico é baixa, a bomba de auga úsase para bombear auga desde o depósito inferior ao depósito superior. Mediante o axuste automático do sistema regulador, a abertura da paleta guía axústase automaticamente segundo a elevación da bomba e a enerxía eléctrica convértese en enerxía potencial da auga e almacénase.
As centrais eléctricas de almacenamento por bombeo son as principais responsables da regulación de picos, a regulación de frecuencia, a copia de seguridade de emerxencia e o arranque en negro do sistema eléctrico, o que pode mellorar e equilibrar a carga do sistema eléctrico, mellorar a calidade do subministro de enerxía e os beneficios económicos do sistema eléctrico, e son a columna vertebral para garantir o funcionamento seguro, económico e estable da rede eléctrica. As centrais eléctricas de almacenamento por bombeo coñécense como "estabilizadores", "reguladores" e "equilibradores" no funcionamento seguro das redes eléctricas.
A tendencia de desenvolvemento das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo do mundo é de alta altura, gran capacidade e alta velocidade. Altura elevada significa que a unidade se desenvolve a unha altura maior, gran capacidade significa que a capacidade dunha soa unidade aumenta continuamente e alta velocidade significa que a unidade adopta unha velocidade específica máis alta.
Estrutura e características da central eléctrica
Os edificios principais da central eléctrica de almacenamento por bombeo xeralmente inclúen: depósito superior, depósito inferior, sistema de subministración de auga, taller e outros edificios especiais. En comparación coas centrais hidroeléctricas convencionais, as estruturas hidráulicas das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo teñen as seguintes características principais:
Hai encoros superiores e inferiores. En comparación coas centrais hidroeléctricas convencionais coa mesma capacidade instalada, a capacidade do encoro das centrais de bombeo adoita ser relativamente pequena.
O nivel da auga do encoro flutúa moito e sobe e baixa con frecuencia. Para levar a cabo a tarefa de axustar os picos e encher os vales na rede eléctrica, a variación diaria do nivel da auga do encoro da central eléctrica de almacenamento por bombeo adoita ser relativamente grande, xeralmente superior aos 10-20 metros, e algunhas centrais eléctricas alcanzan os 30-40 metros, e a taxa de cambio do nivel da auga do encoro é relativamente rápida, xeralmente alcanzando os 5~8 m/h e incluso os 8~10 m/h.
Os requisitos de prevención de filtracións no encoro son elevados. Se a central eléctrica de almacenamento por bombeo puro provoca unha gran cantidade de perda de auga debido á filtración do encoro superior, a xeración de enerxía da central reducirase. Ao mesmo tempo, para evitar que a filtración de auga deteriore as condicións hidroxeolóxicas na área do proxecto, o que provocará danos por filtración e filtracións concentradas, tamén se aplican requisitos máis elevados á prevención de filtracións no encoro.
A altura da auga é alta. A altura da central eléctrica de almacenamento por bombeo é xeralmente alta, principalmente de 200 a 800 metros. A central eléctrica de almacenamento por bombeo de Jixi, cunha capacidade instalada total de 1,8 millóns de quilovatios, é o primeiro proxecto de sección de altura de 650 metros do meu país, e a central eléctrica de almacenamento por bombeo de Dunhua, cunha capacidade instalada total de 1,4 millóns de quilovatios, é o primeiro proxecto de sección de altura de 700 metros do meu país. Co desenvolvemento continuo da tecnoloxía de almacenamento por bombeo, o número de centrais eléctricas de alta altura e gran capacidade no meu país aumentará.
A unidade está instalada a baixa altitude. Para superar a influencia da flotabilidade e as filtracións na central eléctrica, as centrais eléctricas de almacenamento por bombeo a grande escala construídas no país e no estranxeiro nos últimos anos adoptan principalmente a forma de centrais eléctricas subterráneas.
A central eléctrica de bombeo máis antiga do mundo é a central eléctrica de bombeo Netra en Zúric, Suíza, construída en 1882. A construción de centrais eléctricas de bombeo na China comezou relativamente tarde. A primeira unidade reversible de fluxo oblicuo instalouse no encoro de Gangnan en 1968. Posteriormente, co rápido desenvolvemento da industria enerxética nacional, a capacidade instalada de enerxía nuclear e térmica aumentou rapidamente, o que obrigou a equipar o sistema eléctrico coas unidades de bombeo correspondentes.
Desde a década de 1980, China comezou a construír con vigor centrais eléctricas de almacenamento por bombeo a grande escala. Nos últimos anos, co rápido desenvolvemento da economía e da industria enerxética do meu país, o meu país acadou frutíferos logros científicos e tecnolóxicos na autonomía dos equipos de unidades de almacenamento por bombeo a grande escala.
A finais de 2020, a capacidade instalada de xeración de enerxía por bombeo do meu país era de 31,49 millóns de quilovatios, un aumento do 4,0 % con respecto ao ano anterior. En 2020, a capacidade nacional de xeración de enerxía por bombeo foi de 33,5 mil millóns de kWh, un aumento do 5,0 % con respecto ao ano anterior; a capacidade de xeración de enerxía por bombeo recentemente engadida do país foi de 1,2 millóns de kWh. As centrais eléctricas por bombeo do meu país, tanto en produción como en construción, están no primeiro posto do mundo.
A Corporación State Grid de China sempre lle deu grande importancia ao desenvolvemento do almacenamento por bombeo. Na actualidade, State Grid ten 22 centrais eléctricas de almacenamento por bombeo en funcionamento e 30 centrais eléctricas de almacenamento por bombeo en construción.
En 2016, comezou a construción de cinco centrais de bombeo en Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian e Fukang, Xinjiang;
En 2017, comezou a construción de seis centrais de bombeo no condado de Yi de Hebei, Zhirui de Mongolia Interior, Ninghai de Zhejiang, Jinyun de Zhejiang, Luoning de Henan e Pingjiang de Hunan;
En 2019, comezou a construción de cinco centrais de bombeo en Funing en Hebei, Jiaohe en Jilin, Qujiang en Zhejiang, Weifang en Shandong e Hami en Xinjiang;
En 2020, comezarán a construírse catro centrais de almacenamento por bombeo en Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an e Shandong Tai'an Fase II.
a primeira central eléctrica de almacenamento por bombeo do meu país con equipos de unidades totalmente autónomos. En outubro de 2011, a central eléctrica completouse con éxito, o que indica que o meu país dominou con éxito a tecnoloxía básica do desenvolvemento de equipos de unidades de almacenamento por bombeo.
En abril de 2013, a central eléctrica de almacenamento por bombeo de Fujian Xianyou púxose oficialmente en funcionamento para a xeración de enerxía; en abril de 2016, a central eléctrica de almacenamento por bombeo de Zhejiang Xianju, cunha capacidade unitaria de 375.000 quilovatios, conectouse con éxito á rede. Os equipos autónomos das unidades de almacenamento por bombeo a grande escala no meu país popularizáronse e aplicáronse continuamente.
a primeira central eléctrica de bombeo de 700 metros de altura do meu país. A capacidade total instalada é de 1,4 millóns de quilovatios. O 4 de xuño de 2021, púxose en funcionamento a unidade 1 para xerar electricidade.
A central eléctrica de bombeo con maior capacidade instalada do mundo está actualmente en construción. A capacidade total instalada é de 3,6 millóns de quilovatios.
O almacenamento por bombeo ten as características básicas, completas e públicas. Pode participar nos servizos de regulación da nova fonte do sistema de enerxía, rede, carga e conexións de almacenamento, e os beneficios completos son máis significativos. Leva o estabilizador de subministración de enerxía segura do sistema de enerxía, un equilibrador limpo de baixas emisións de carbono e unha función importante de alta eficiencia do regulador de funcionamento.
O primeiro é abordar eficazmente a falta de capacidade de reserva fiable do sistema eléctrico baixo a penetración dunha alta proporción de nova enerxía. Coa vantaxe da regulación de picos de dobre capacidade, podemos mellorar a capacidade de regulación de picos de gran capacidade do sistema eléctrico e aliviar o problema de subministración de carga máxima causado pola inestabilidade da nova enerxía e o pico de carga causado pola depresión. As dificultades de consumo causadas polo desenvolvemento a grande escala de nova enerxía durante o período poden promover mellor o consumo de nova enerxía.
O segundo é xestionar eficazmente a discrepancia entre as características de saída da nova enerxía e a demanda de carga, baseándose na capacidade de axuste flexible da resposta rápida, para adaptarse mellor á aleatoriedade e á volatilidade da nova enerxía e para satisfacer a demanda de axuste flexible que supón a nova enerxía "dependendo do tempo".
O terceiro é xestionar eficazmente o momento de inercia insuficiente do novo sistema de enerxía de alta proporción. Coa vantaxe do alto momento de inercia do xerador síncrono, pode mellorar eficazmente a capacidade antiperturbación do sistema e manter a estabilidade de frecuencia do sistema.
O cuarto é xestionar eficazmente o impacto potencial na seguridade da forma de "dobre alta" no novo sistema de enerxía, asumir a función de copia de seguridade de emerxencia e responder ás necesidades de axuste repentino en calquera momento con capacidades de arranque e parada rápidas e rampa de potencia rápida. Ao mesmo tempo, como carga interrompible, pode eliminar con seguridade a carga nominal da unidade de bombeo cunha resposta de milisegundos e mellorar o funcionamento seguro e estable do sistema.
O quinto é xestionar eficazmente os elevados custos de axuste que supón a nova conexión á rede enerxética a grande escala. Mediante métodos de operación razoables, combinados coa enerxía térmica, reducir as emisións de carbono e aumentar a eficiencia, reducir o abandono do vento e da luz, promover a asignación de capacidade e mellorar a economía xeral e o funcionamento limpo de todo o sistema.
Fortalecer a optimización e integración dos recursos de infraestrutura, coordinar a xestión da seguridade, a calidade e o progreso de 30 proxectos en construción, promover vigorosamente a construción mecanizada, o control intelixente e a construción estandarizada, optimizar o período de construción e garantir que a capacidade de almacenamento por bombeo supere os 20 millóns de quilovatios durante o período do "14º Plan Quinquenal". e que a capacidade instalada operativa supere os 70 millóns de quilovatios para 2030.
O segundo é traballar arreo na xestión áxil. Fortalecer a orientación da planificación, centrándose no obxectivo de "dobre carbono" e na implementación da estratexia da empresa, preparar con alta calidade o "14º plan quinquenal de desenvolvemento para o almacenamento por bombeo". Optimizar cientificamente os procedementos de traballo preliminares do proxecto e avanzar no estudo de viabilidade e aprobación do proxecto de maneira ordenada. Centrándose na seguridade, a calidade, o período de construción e o custo, promover vigorosamente a xestión e o control intelixentes, a construción mecanizada e a construción ecolóxica da construción de enxeñaría para garantir que os proxectos en construción poidan obter beneficios o antes posible.
Profundizar na xestión do ciclo de vida dos equipos, afondar na investigación sobre o servizo da rede eléctrica das unidades, optimizar a estratexia de operación das unidades e servir plenamente ao funcionamento seguro e estable da rede eléctrica. Profundizar na xestión áxil multidimensional, acelerar a construción dunha cadea de subministración intelixente moderna, mellorar o sistema de xestión de materiais, asignar cientificamente capital, recursos, tecnoloxía, datos e outros factores de produción, mellorar vigorosamente a calidade e a eficiencia e mellorar integralmente a eficiencia da xestión e a eficiencia operativa.
O terceiro é buscar avances na innovación tecnolóxica. Implementación en profundidade do "Novo Plan de Acción de Salto Adiante" para a innovación científica e tecnolóxica, aumento do investimento en investigación científica e mellora da capacidade de innovación independente. Aumento da aplicación da tecnoloxía de unidades de velocidade variable, fortalecemento da investigación e desenvolvemento tecnolóxico de unidades de gran capacidade de 400 megavatios, acelerar a construción de laboratorios de modelos de turbinas de bombeo e laboratorios de simulación e facer todo o posible para construír unha plataforma de innovación científica e tecnolóxica independente.
Optimizar o deseño da investigación científica e a asignación de recursos, fortalecer a investigación sobre a tecnoloxía central do almacenamento por bombeo e esforzarse por superar o problema técnico do "pescozo atascado". Profundizar na investigación sobre a aplicación de novas tecnoloxías como a "Cadea Intelixente da IoT na Gran Nube", despregar de forma integral a construción de centrais eléctricas intelixentes dixitais e acelerar a transformación dixital das empresas.
Data de publicación: 07-03-2022
