Պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի կառուցվածքը և բնութագրերը, ինչպես նաև դրա կառուցումը

Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը մեծածավալ էներգիայի կուտակման ամենատարածված և զարգացած տեխնոլոգիան է, և էլեկտրակայանի տեղադրված հզորությունը կարող է հասնել գիգավատի մակարդակի։ Ներկայումս այն աշխարհում զարգացման ամենազարգացած մասշտաբ ունեցող պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանն է։
Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանն ունի հասուն և կայուն տեխնոլոգիա և բարձր համապարփակ առավելություններ։ Այն հաճախ օգտագործվում է գագաթնակետային էներգիայի կուտակման և պահեստային ռեժիմների համար։ Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը լայնածավալ էներգիայի կուտակման մեջ ամենատարածված և հասուն տեխնոլոգիան է, և էլեկտրակայանի տեղադրված հզորությունը կարող է հասնել գիգավատի մակարդակի։
Չինաստանի էներգետիկ հետազոտությունների ասոցիացիայի էներգախնայողության մասնագիտական ​​կոմիտեի ոչ ամբողջական վիճակագրության համաձայն՝ ներկայումս աշխարհում ամենահասուն զարգացում ունեցող և ամենամեծ տեղադրված հզորությամբ պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանն է։ 2019 թվականի դրությամբ համաշխարհային էներգախնայողության հզորությունը հասել է 180 միլիոն կՎտ-ի, իսկ պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանների տեղադրված հզորությունը գերազանցել է 170 միլիոն կՎտ-ը, կազմելով համաշխարհային էներգախնայողության ընդհանուր ծավալի 94%-ը։

Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանն օգտագործում է էներգահամակարգի ցածր բեռնվածության դեպքում ստացված էներգիան՝ ջուրը մղելու բարձր տեղ՝ կուտակման համար, և ջուրը դուրս մղելու համար՝ գագաթնակետային բեռնվածության ժամանակահատվածում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Երբ բեռը ցածր է, պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը օգտագործողն է, իսկ գագաթնակետային բեռնվածության դեպքում՝ էլեկտրակայան։
Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանի բլոկն ունի երկու հիմնական գործառույթ՝ մղում և էլեկտրաէներգիայի արտադրություն: Բլոկը գործում է որպես հիդրավլիկ տուրբին էներգահամակարգի գագաթնակետային ծանրաբեռնվածության ժամանակ: Հիդրավլիկ տուրբինի ուղղորդող թևի բացվածքը կարգավորվում է կարգավորիչ համակարգի միջոցով՝ ջրի պոտենցիալ էներգիան բլոկի պտտման մեխանիկական էներգիայի փոխակերպելու համար, որից հետո մեխանիկական էներգիան գեներատորի միջոցով փոխակերպվում է էլեկտրական էներգիայի:
Երբ էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածությունը ցածր է, այն օգտագործվում է որպես ջրային պոմպ՝ աշխատելու համար։ Ցածր կետում գտնվող էլեկտրական էներգիան օգտագործվում է ջուրը ստորին ջրամբարից վերին ջրամբար մղելու համար։ Կարգավորիչի համակարգի ավտոմատ կարգավորման միջոցով, ուղեցույցի թևի բացվածքը ավտոմատ կերպով կարգավորվում է պոմպի գլխիկին համապատասխան, և էլեկտրական էներգիան վերածվում է ջրի կուտակման պոտենցիալ էներգիայի։
Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը հիմնականում պատասխանատու է էներգահամակարգի գագաթնակետային սափրման, հաճախականության մոդուլյացիայի, արտակարգ իրավիճակների սպասման և սև մեկնարկի համար, որը կարող է բարելավել և հավասարակշռել էներգահամակարգի բեռը, բարելավել էներգամատակարարման որակը և էներգահամակարգի տնտեսական օգուտները, և հանդիսանում է էլեկտրացանցի անվտանգ, տնտեսական և կայուն գործունեությունը ապահովելու հենասյունը: Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը հայտնի է որպես «կայունացուցիչ», «կարգավորիչ» և «հավասարակշռիչ»՝ էլեկտրացանցի անվտանգ շահագործման համար:
Աշխարհում պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանների զարգացման միտումը բարձր ճնշումն է, մեծ հզորությունը և բարձր արագությունը։ Բարձր ջրի ճնշումը նշանակում է, որ էներգաբլոկը զարգանում է դեպի ավելի բարձր ջրի ճնշում։ Մեծ հզորությունը նշանակում է, որ առանձին էներգաբլոկի հզորությունը մեծանում է։ Բարձր արագությունը նշանակում է, որ էներգաբլոկն ընդունում է ավելի բարձր տեսակարար արագություն։

Կառուցվածքը և բնութագրերը
Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանի հիմնական շենքերը սովորաբար ներառում են վերին ջրամբարը, ստորին ջրամբարը, ջրի փոխադրման համակարգը, էլեկտրակայանը և այլ հատուկ շենքեր: Համեմատած ավանդական հիդրոէլեկտրակայանների հետ, պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ կառուցվածքներն ունեն հետևյալ հիմնական բնութագրերը.
Կան երկու ջրամբարներ։ Նույն տեղադրված հզորությամբ ավանդական հիդրոէլեկտրակայանների համեմատ, պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանների ջրամբարի հզորությունը սովորաբար փոքր է։
Ջրամբարի ջրի մակարդակը մեծապես փոխվում է և հաճախակի բարձրանում ու իջնում ​​է։ Էլեկտրաէներգետիկ ցանցում գագաթնակետային մակարդակի և հովիտների լցման խնդիրը լուծելու համար պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանի ջրամբարի ջրի մակարդակի օրական տատանումների միջակայքը սովորաբար մեծ է, սովորաբար ավելի քան 10-20 մ, իսկ որոշ հիդրոէլեկտրակայաններում այն ​​հասնում է 30-40 մ-ի, իսկ ջրամբարի ջրի մակարդակի տատանումների արագությունը արագ է, սովորաբար մինչև 5-8 մ/ժ կամ նույնիսկ 8-10 մ/ժ։
Ջրամբարի հակաջրահեռացման պահանջները բարձր են։ Եթե մաքուր պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը մեծ քանակությամբ ջուր կորցնի վերին ջրամբարի արտահոսքի պատճառով, էլեկտրակայանի էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը կնվազի։ Հետևաբար, ջրամբարի հակաջրահեռացման պահանջները բարձր են։ Միևնույն ժամանակ, նախագծի տարածքում հիդրոերկրաբանական պայմանների վատթարացումը, ջրի արտահոսքի հետևանքով առաջացած արտահոսքը և կենտրոնացված արտահոսքը կանխելու համար, ջրամբարի արտահոսքի կանխարգելման համար նույնպես ավելի բարձր պահանջներ են առաջադրվում։
Ջրի գլխիկը բարձր է։ Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանի ջրի գլխիկը սովորաբար բարձր է, հիմնականում 200-800 մ։ 1.8 միլիոն կՎտ ընդհանուր տեղադրված հզորությամբ Ջիսի պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը Չինաստանում առաջին 650 մետր գլխիկային հատվածի նախագիծն է, իսկ Դունհուայի պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանը՝ 1.4 միլիոն կՎտ ընդհանուր տեղադրված հզորությամբ, Չինաստանում առաջին 700 մետր գլխիկային հատվածի նախագիծն է։ Պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանների տեխնիկական մակարդակի շարունակական զարգացմանը զուգընթաց, Չինաստանում բարձր գլխիկային և մեծ հզորության հիդրոէլեկտրակայանների թիվը կաճի։

Ատոմակայանի տեղադրման բարձրությունը ցածր է։ Էլեկտրակայանի վրա լողունակության և ներհոսքի ազդեցությունը հաղթահարելու համար վերջին տարիներին երկրում և արտերկրում կառուցված խոշոր պոմպային կուտակիչ հիդրոէլեկտրակայանները հիմնականում ընդունել են ստորգետնյա էլեկտրակայանների տեսքը։