Penyimpanan terpompa merupakan teknologi yang paling banyak digunakan dan matang dalam penyimpanan energi berskala besar, dan kapasitas terpasang pembangkit listrik dapat mencapai gigawatt. Saat ini, penyimpanan energi terpasang yang paling matang dan terbesar di dunia adalah pompa hidro.
Teknologi penyimpanan terpompa sudah matang dan stabil, dengan manfaat komprehensif yang tinggi, dan sering digunakan untuk pengaturan puncak dan cadangan. Penyimpanan terpompa adalah teknologi yang paling banyak digunakan dan matang dalam penyimpanan energi skala besar, dan kapasitas terpasang pembangkit listrik dapat mencapai gigawatt.
Menurut statistik yang tidak lengkap dari Komite Profesional Penyimpanan Energi Asosiasi Riset Energi Tiongkok, tenaga air pompa saat ini merupakan penyimpanan energi terpasang yang paling matang dan terbesar di dunia. Hingga tahun 2019, kapasitas penyimpanan energi operasional dunia mencapai 180 juta kilowatt, dan kapasitas terpasang energi penyimpanan pompa melampaui 170 juta kilowatt, yang mencakup 94% dari total penyimpanan energi dunia.
Pembangkit listrik dengan sistem penyimpanan pompa menggunakan listrik yang dihasilkan selama periode beban rendah pada sistem tenaga listrik untuk memompa air ke tempat yang tinggi untuk disimpan, dan melepaskan air untuk menghasilkan listrik selama periode beban puncak. Saat beban rendah, pembangkit listrik dengan sistem penyimpanan pompa adalah pengguna; saat beban puncak, pembangkit listrik adalah pembangkit listrik.
Unit penyimpanan pompa memiliki dua fungsi dasar: memompa air dan menghasilkan listrik. Unit ini beroperasi sebagai turbin air saat beban sistem tenaga mencapai puncaknya. Pembukaan baling-baling pemandu turbin air diatur melalui sistem pengatur, dan energi potensial air diubah menjadi energi mekanis putaran unit, kemudian energi mekanis diubah menjadi energi listrik melalui generator;
Ketika beban sistem daya rendah, pompa air digunakan untuk memompa air dari reservoir bawah ke reservoir atas. Melalui pengaturan otomatis sistem pengatur, bukaan baling-baling pemandu secara otomatis disesuaikan menurut daya angkat pompa, dan energi listrik diubah menjadi energi potensial air dan disimpan.
Pembangkit listrik penyimpanan pompa terutama bertanggung jawab atas pengaturan puncak, pengaturan frekuensi, cadangan darurat, dan penyalaan awal sistem tenaga listrik, yang dapat meningkatkan dan menyeimbangkan beban sistem tenaga listrik, meningkatkan kualitas pasokan daya dan manfaat ekonomi sistem tenaga listrik, dan merupakan tulang punggung untuk memastikan operasi jaringan listrik yang aman, ekonomis, dan stabil. Pembangkit listrik penyimpanan pompa dikenal sebagai "stabilisator", "pengatur", dan "penyeimbang" dalam operasi jaringan listrik yang aman.
Tren perkembangan pembangkit listrik tenaga pompa di dunia adalah head tinggi, kapasitas besar, dan kecepatan tinggi. Head tinggi berarti unit berkembang ke head yang lebih tinggi, kapasitas besar berarti kapasitas satu unit terus meningkat, dan kecepatan tinggi berarti unit mengadopsi kecepatan spesifik yang lebih tinggi.
Struktur dan karakteristik pembangkit listrik
Bangunan utama pembangkit listrik tenaga air pompa umumnya meliputi: reservoir atas, reservoir bawah, sistem penyaluran air, bengkel, dan bangunan khusus lainnya. Dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga air konvensional, struktur hidrolik pembangkit listrik tenaga air pompa memiliki karakteristik utama sebagai berikut:
Terdapat reservoir atas dan reservoir bawah. Dibandingkan dengan stasiun tenaga air konvensional dengan kapasitas terpasang yang sama, kapasitas reservoir pada stasiun tenaga pompa-penyimpanan biasanya relatif kecil.
Ketinggian air waduk sangat berfluktuasi dan naik turun secara berkala. Untuk melaksanakan tugas pemangkasan puncak dan pengisian lembah di jaringan listrik, variasi harian ketinggian air waduk dari pembangkit listrik penyimpanan terpompa biasanya relatif besar, umumnya melebihi 10-20 meter, dan beberapa pembangkit listrik mencapai 30-40 meter, dan laju perubahan ketinggian air waduk relatif cepat, umumnya mencapai 5 ~8m3/jam, dan bahkan 8~10m3/jam.
Persyaratan pencegahan rembesan waduk tinggi. Jika pembangkit listrik tenaga pompa murni menyebabkan kehilangan air dalam jumlah besar karena rembesan waduk bagian atas, pembangkitan daya pembangkit listrik akan berkurang. Pada saat yang sama, untuk mencegah rembesan air memperburuk kondisi hidrogeologi di area proyek, yang mengakibatkan kerusakan rembesan dan rembesan terkonsentrasi, persyaratan yang lebih tinggi juga ditetapkan pada pencegahan rembesan waduk.
Ketinggian muka airnya tinggi. Ketinggian muka air stasiun pembangkit listrik penyimpanan pompa umumnya tinggi, kebanyakan 200-800 meter. Stasiun pembangkit listrik penyimpanan pompa Jixi dengan total kapasitas terpasang 1,8 juta kilowatt adalah proyek penampang muka air 650 meter pertama di negara saya, dan stasiun pembangkit listrik penyimpanan pompa Dunhua dengan total kapasitas terpasang 1,4 juta kilowatt adalah proyek penampang muka air 700 meter pertama di negara saya. Dengan terus berkembangnya teknologi penyimpanan pompa, jumlah stasiun pembangkit listrik berkapasitas besar dengan ketinggian muka air tinggi di negara saya akan bertambah.
Unit ini dipasang pada ketinggian rendah. Untuk mengatasi pengaruh daya apung dan rembesan pada pembangkit listrik, pembangkit listrik penyimpanan pompa skala besar yang dibangun di dalam dan luar negeri dalam beberapa tahun terakhir sebagian besar mengadopsi bentuk pembangkit listrik bawah tanah.
Pembangkit listrik penyimpanan terpompa paling awal di dunia adalah pembangkit listrik penyimpanan terpompa Netra di Zurich, Swiss, yang dibangun pada tahun 1882. Pembangunan pembangkit listrik penyimpanan terpompa di Tiongkok dimulai relatif terlambat. Unit reversibel aliran miring pertama dipasang di Waduk Gangnan pada tahun 1968. Kemudian, dengan pesatnya perkembangan industri energi domestik, kapasitas terpasang tenaga nuklir dan tenaga termal meningkat pesat, sehingga sistem tenaga listrik harus dilengkapi dengan unit penyimpanan terpompa yang sesuai.
Sejak tahun 1980-an, Tiongkok mulai gencar membangun pembangkit listrik tenaga pompa penyimpanan berskala besar. Dalam beberapa tahun terakhir, seiring pesatnya perkembangan ekonomi dan industri tenaga listrik negara saya, negara saya telah mencapai prestasi ilmiah dan teknologi yang bermanfaat dalam otonomi peralatan unit penyimpanan pompa berskala besar.
Pada akhir tahun 2020, kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga pompa di negara saya mencapai 31,49 juta kilowatt, meningkat 4,0% dibanding tahun sebelumnya. Pada tahun 2020, kapasitas pembangkit listrik tenaga pompa nasional mencapai 33,5 miliar kWh, meningkat 5,0% dibanding tahun sebelumnya; kapasitas pembangkit listrik tenaga pompa yang baru ditambahkan di negara ini mencapai 1,2 juta kWh. Pembangkit listrik tenaga pompa di negara saya, baik yang sudah berproduksi maupun yang sedang dibangun, menduduki peringkat pertama di dunia.
State Grid Corporation of China selalu mementingkan pengembangan penyimpanan terpompa. Saat ini, State Grid memiliki 22 pembangkit listrik penyimpanan terpompa yang beroperasi dan 30 pembangkit listrik penyimpanan terpompa yang sedang dibangun.
Pada tahun 2016, pembangunan lima pembangkit listrik penyimpanan pompa di Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian, dan Fukang, Xinjiang dimulai;
Pada tahun 2017, pembangunan enam pembangkit listrik penyimpanan pompa di Kabupaten Yi di Hebei, Zhirui di Mongolia Dalam, Ninghai di Zhejiang, Jinyun di Zhejiang, Luoning di Henan, dan Pingjiang di Hunan dimulai;
Pada tahun 2019, pembangunan lima pembangkit listrik penyimpanan pompa di Funing di Hebei, Jiaohe di Jilin, Qujiang di Zhejiang, Weifang di Shandong, dan Hami di Xinjiang dimulai;
Pada tahun 2020, empat pembangkit listrik penyimpanan pompa di Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an, dan Shandong Tai'an Tahap II akan mulai dibangun.
Pembangkit listrik penyimpanan pompa pertama di negara saya dengan peralatan unit yang sepenuhnya otonom. Pada bulan Oktober 2011, pembangkit listrik tersebut berhasil diselesaikan, yang menunjukkan bahwa negara saya telah berhasil menguasai teknologi inti pengembangan peralatan unit penyimpanan pompa.
Pada bulan April 2013, Pembangkit Listrik Tenaga Pompa Xianyou Fujian resmi dioperasikan untuk pembangkit listrik; pada bulan April 2016, Pembangkit Listrik Tenaga Pompa Xianju Zhejiang dengan kapasitas unit 375.000 kilowatt berhasil dihubungkan ke jaringan listrik. Peralatan otonom unit penyimpanan pompa skala besar di negara saya telah dipopulerkan dan diterapkan secara terus-menerus.
Pembangkit listrik tenaga pompa penyimpanan dengan tekanan 700 meter pertama di negara saya. Total kapasitas terpasang adalah 1,4 juta kilowatt. Pada tanggal 4 Juni 2021, Unit 1 mulai beroperasi untuk menghasilkan listrik.
Pembangkit listrik tenaga pompa dengan kapasitas terpasang terbesar di dunia saat ini sedang dibangun. Total kapasitas terpasangnya adalah 3,6 juta kilowatt.
Penyimpanan pompa memiliki karakteristik dasar, komprehensif, dan publik. Pompa ini dapat berpartisipasi dalam layanan regulasi sumber daya, jaringan, beban, dan tautan penyimpanan sistem tenaga baru, dan manfaat komprehensifnya lebih signifikan. Pompa ini membawa penstabil pasokan daya yang aman bagi sistem tenaga, penyeimbang rendah karbon yang bersih, dan efisiensi tinggi. Fungsi penting dari regulator yang berjalan.
Yang pertama adalah menangani secara efektif kurangnya kapasitas cadangan yang andal dari sistem tenaga listrik di bawah penetrasi proporsi energi baru yang tinggi. Dengan keuntungan dari pengaturan puncak kapasitas ganda, kita dapat meningkatkan kapasitas pengaturan puncak berkapasitas besar dari sistem tenaga listrik, dan meringankan masalah pasokan beban puncak yang disebabkan oleh ketidakstabilan energi baru dan beban puncak yang disebabkan oleh palung. Kesulitan konsumsi yang disebabkan oleh pengembangan energi baru berskala besar selama periode tersebut dapat lebih meningkatkan konsumsi energi baru.
Yang kedua adalah menangani secara efektif ketidaksesuaian antara karakteristik keluaran energi baru dan permintaan beban, mengandalkan kemampuan penyesuaian yang fleksibel dari respons yang cepat, untuk lebih beradaptasi dengan keacakan dan volatilitas energi baru, dan untuk memenuhi permintaan penyesuaian fleksibel yang dibawa oleh energi baru “tergantung pada cuaca”.
Ketiga, secara efektif menangani momen inersia yang tidak mencukupi dari sistem tenaga energi baru berproporsi tinggi. Dengan keuntungan dari momen inersia yang tinggi dari generator sinkron, secara efektif dapat meningkatkan kemampuan anti-gangguan sistem dan menjaga stabilitas frekuensi sistem.
Yang keempat adalah menangani secara efektif dampak keselamatan potensial dari bentuk "double-high" pada sistem daya baru, mengambil alih fungsi cadangan darurat, dan menanggapi kebutuhan penyesuaian mendadak kapan saja dengan kemampuan start-stop cepat dan peningkatan daya cepat. Pada saat yang sama, sebagai beban yang dapat diganggu, ia dapat dengan aman menghilangkan beban terukur unit pompa dengan respons milidetik, dan meningkatkan pengoperasian sistem yang aman dan stabil.
Kelima, menangani secara efektif biaya penyesuaian tinggi yang ditimbulkan oleh koneksi jaringan energi baru berskala besar. Melalui metode operasi yang wajar, dikombinasikan dengan tenaga termal untuk mengurangi karbon dan meningkatkan efisiensi, mengurangi pengabaian tenaga angin dan cahaya, mendorong alokasi kapasitas, dan meningkatkan ekonomi secara keseluruhan serta operasi bersih dari keseluruhan sistem.
Memperkuat optimalisasi dan integrasi sumber daya infrastruktur, mengoordinasikan manajemen keselamatan, kualitas, dan kemajuan 30 proyek yang sedang dibangun, secara aktif mempromosikan konstruksi mekanis, kontrol cerdas, dan konstruksi standar, mengoptimalkan periode konstruksi, dan memastikan bahwa kapasitas penyimpanan yang dipompa akan melebihi 20 juta kilowatt selama periode “Rencana Lima Tahun ke-14”. kilowatt, dan kapasitas terpasang operasi akan melebihi 70 juta kilowatt pada tahun 2030.
Yang kedua adalah bekerja keras pada manajemen ramping. Memperkuat panduan perencanaan, yang berpusat pada tujuan "karbon ganda" dan penerapan strategi perusahaan, persiapan berkualitas tinggi dari rencana pengembangan "Lima Tahun ke-14" untuk penyimpanan pompa. Mengoptimalkan secara ilmiah prosedur kerja awal proyek, dan memajukan studi kelayakan dan persetujuan proyek secara tertib. Berfokus pada keselamatan, kualitas, masa konstruksi, dan biaya, secara giat mempromosikan manajemen dan kontrol yang cerdas, konstruksi mekanis, dan konstruksi hijau dari konstruksi teknik untuk memastikan bahwa proyek yang sedang dibangun dapat mencapai manfaat sesegera mungkin.
Memperdalam manajemen siklus hidup peralatan, memperdalam penelitian tentang layanan jaringan listrik unit, mengoptimalkan strategi operasi unit, dan sepenuhnya melayani operasi jaringan listrik yang aman dan stabil. Memperdalam manajemen lean multidimensi, mempercepat pembangunan rantai pasokan cerdas modern, meningkatkan sistem manajemen material, mengalokasikan modal, sumber daya, teknologi, data, dan faktor produksi lainnya secara ilmiah, meningkatkan kualitas dan efisiensi secara giat, dan meningkatkan efisiensi manajemen dan efisiensi operasi secara komprehensif.
Ketiga, mencari terobosan dalam inovasi teknologi. Implementasi mendalam dari “Rencana Aksi Lompatan Baru ke Depan” untuk inovasi ilmiah dan teknologi, meningkatkan investasi dalam penelitian ilmiah, dan meningkatkan kemampuan inovasi independen. Meningkatkan penerapan teknologi unit kecepatan variabel, memperkuat penelitian dan pengembangan teknologi unit berkapasitas besar 400 megawatt, mempercepat pembangunan laboratorium model pompa-turbin dan laboratorium simulasi, dan melakukan segala upaya untuk membangun platform inovasi ilmiah dan teknologi yang independen.
Mengoptimalkan tata letak penelitian ilmiah dan alokasi sumber daya, memperkuat penelitian tentang teknologi inti penyimpanan terpompa, dan berupaya mengatasi masalah teknis "stuck neck". Memperdalam penelitian tentang penerapan teknologi baru seperti "Big Cloud IoT Smart Chain", menerapkan pembangunan pembangkit listrik cerdas digital secara komprehensif, dan mempercepat transformasi digital perusahaan.
Waktu posting: 07-Mar-2022
