Dælugeisla er mest notaða og fullkomnasta tæknin í stórfelldri orkugeymslu og uppsett afköst virkjana geta náð gígavöttum. Eins og er er dælugeisla vatnsaflsorka fullkomnasta og stærsta uppsetta orkugeymslan í heiminum.
Dælugeymslutækni er þroskuð og stöðug, með miklum alhliða ávinningi, og er oft notuð til að stjórna hámarksorku og varaafls. Dælugeymslutækni er mest notaða og þroskaða tæknin í stórfelldri orkugeymslu og uppsett afköst virkjana geta náð gígavöttum.
Samkvæmt ófullkomnum tölfræðiupplýsingum frá fagnefnd orkugeymslu hjá kínverska orkurannsóknarfélaginu er dæluvirkjun nú stærsta og fullkomnasta orkugeymslan í heiminum. Árið 2019 náði rekstrargeta orkugeymslu í heiminum 180 milljónum kílóvötta og uppsett afkastageta dælugeymsluorku fór yfir 170 milljónir kílóvötta, sem nemur 94% af heildarorkugeymslu í heiminum.
Dælugeymsluvirkjanir nota rafmagn sem myndast við lágt álag raforkukerfisins til að dæla vatni á hærri stað til geymslu og losa vatn til að framleiða rafmagn við hámarksálag. Þegar álagið er lítið er dælugeymsluvirkjan notandinn en þegar álagið er hámark er hún virkjunin.
Dælugeymslueiningin hefur tvö grunnhlutverk: að dæla vatni og framleiða rafmagn. Einingin starfar sem vatnstúrbína þegar álag raforkukerfisins er í hámarki. Opnun leiðarblöðu vatnstúrbínunnar er stillt með stjórnkerfinu og stöðuorka vatnsins er breytt í vélræna orku snúnings einingarinnar og síðan er vélræna orkan breytt í raforku í gegnum rafalinn;
Þegar álagið á raforkukerfið er lítið er vatnsdælan notuð til að dæla vatni úr neðri geyminum í efri geyminn. Með sjálfvirkri stillingu stýrikerfisins er opnun leiðarblöðkunnar sjálfkrafa stillt í samræmi við lyftu dælunnar og raforkan er breytt í vatnsorku og geymd.
Dælugeymsluvirkjanir bera aðallega ábyrgð á háspennustjórnun, tíðnistjórnun, neyðarafritun og svartræsingu raforkukerfisins, sem getur bætt og jafnað álag raforkukerfisins, bætt gæði aflgjafans og efnahagslegan ávinning af raforkukerfinu og eru burðarásin í að tryggja öruggan, hagkvæman og stöðugan rekstur raforkukerfisins. Dælugeymsluvirkjanir eru þekktar sem „stöðugleikar“, „eftirlitsaðilar“ og „jöfnunartæki“ í öruggum rekstri raforkukerfisins.
Þróunarþróun dælugeymsluaflstöðva í heiminum er mikil þrýstingshæð, mikil afköst og mikill hraði. Mikil þrýstingshæð þýðir að einingin þróast í hærri þrýstingshæð, mikil afköst þýðir að afköst einstakrar einingar eru stöðugt að aukast og mikill hraði þýðir að einingin nær hærri tilteknum hraða.
Uppbygging og einkenni virkjunar
Aðalbyggingar dæluvirkjunar eru almennt: efri lón, neðri lón, vatnsveitukerfi, verkstæði og aðrar sérstakar byggingar. Í samanburði við hefðbundnar vatnsaflsstöðvar hafa vatnsvirkjanir dæluvirkja eftirfarandi megineinkenni:
Það eru efri og neðri lón. Í samanburði við hefðbundnar vatnsaflsvirkjanir með sömu uppsettu afkastagetu er lónafjöldi dælugeymslustöðva yfirleitt tiltölulega lítill.
Vatnsborð lónsins sveiflast mikið og hækkar og lækkar oft. Til að geta sinnt því að jafna út toppa og fylla dali í raforkukerfinu eru daglegar breytingar á vatnsborði lónsins í dælugeymsluvirkjunum venjulega tiltölulega miklar, almennt yfir 10-20 metra, og sumar virkjanir ná 30-40 metra, og breytingarhraði vatnsborðsins er tiltölulega hraður, almennt 5 ~ 8 m/klst, og jafnvel 8 ~ 10 m/klst.
Kröfur um varnir gegn leka úr lónum eru miklar. Ef dæluvirkjun veldur miklu vatnstapi vegna leka úr efri lóninu, mun orkuframleiðsla virkjunarinnar minnka. Á sama tíma, til að koma í veg fyrir að leka úr vatnsfalli versni jarðfræðilegar aðstæður á verkefnasvæðinu, sem leiðir til lekaskemmda og óþarfa leka, eru einnig gerðar meiri kröfur um varnir gegn leka úr lónum.
Vatnsþrýstingurinn er hár. Hæðarþrýstingur dælugeymsluvirkjunarinnar er almennt hár, aðallega 200-800 metrar. Dælugeymsluvirkjunin í Jixi, með samtals 1,8 milljónir kílóvötta, er fyrsta 650 metra fallhlífarverkefni landsins, og dælugeymsluvirkjunin í Dunhua, með samtals 1,4 milljónir kílóvötta, er fyrsta 700 metra fallhlífarverkefni landsins. Með sífelldri þróun dælugeymslutækni mun fjöldi stórra afkastamikilla virkjana í landinu aukast.
Einingin er sett upp lágt. Til að vinna bug á áhrifum uppdrifts og leka á stöðvarhúsið hafa stórar dælugeymsluvirkjanir sem byggðar hafa verið heima og erlendis á undanförnum árum að mestu leyti verið notaðar sem neðanjarðarvirkjanir.
Elsta dælugeymsluvirkjun heims er Netra dælugeymsluvirkjunin í Zürich í Sviss, byggð árið 1882. Bygging dælugeymsluvirkja í Kína hófst tiltölulega seint. Fyrsta skáflæðis- og afturkræfa einingin var sett upp í Gangnan-lóninu árið 1968. Síðar, með hraðri þróun innlends orkuiðnaðar, jókst uppsett afkastageta kjarnorku og varmaorku hratt, sem krafðist þess að raforkukerfið væri útbúið með samsvarandi dælugeymslueiningum.
Frá níunda áratugnum hefur Kína hafið byggingu stórfelldra dælugeymsluvirkjana af krafti. Á undanförnum árum, með hraðri þróun efnahagslífs og orkuiðnaðar landsins, hefur landið náð árangri í vísindalegum og tæknilegum árangri í sjálfvirkni búnaðar stórfelldra dælugeymslueininga.
Í lok árs 2020 var uppsett afkastageta dælugeymsluorku í landinu 31,49 milljónir kílóvötta, sem er 4,0% aukning frá fyrra ári. Árið 2020 var afkastageta dælugeymsluorku í landinu 33,5 milljarðar kWh, sem er 5,0% aukning frá fyrra ári; nýlega bætt við afkastagetu dælugeymsluorku í landinu var 1,2 milljónir kWh. Dælugeymsluorkuver í landinu, bæði í framleiðslu og í byggingu, eru í efstu stöðu í heiminum.
Ríkisorkufyrirtækið State Grid Corporation í Kína hefur alltaf lagt mikla áherslu á þróun dælugeymslu. Eins og er eru 22 dælugeymsluvirkjanir í rekstri og 30 dælugeymsluvirkjanir í byggingu hjá Ríkisorkufyrirtækinu.
Árið 2016 hófst bygging fimm rafstöðva með dælugeymslu í Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian og Fukang, Xinjiang;
Árið 2017 hófst bygging sex rafstöðva með dælugeymslu í Yi-sýslu í Hebei, Zhirui í Innri Mongólíu, Ninghai í Zhejiang, Jinyun í Zhejiang, Luoning í Henan og Pingjiang í Hunan;
Árið 2019 hófst bygging fimm dæluaflsstöðva í Funing í Hebei, Jiaohe í Jilin, Qujiang í Zhejiang, Weifang í Shandong og Hami í Xinjiang;
Árið 2020 munu fjórar dæluaflsstöðvar í Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an og Shandong Tai'an Phase II hefja byggingu.
Fyrsta dælugeymsluvirkjun landsins með fullkomlega sjálfvirkum búnaði. Í október 2011 var virkjunin fullgerð, sem bendir til þess að landið mitt hafi náð góðum tökum á grunntækni þróunar búnaðar fyrir dælugeymslur.
Í apríl 2013 var Fujian Xianyou dælugeymslustöðin formlega tekin í notkun til orkuframleiðslu; í apríl 2016 var Zhejiang Xianju dælugeymslustöðin, með 375.000 kílóvötta afkastagetu, tengd við raforkukerfið. Sjálfvirk búnaður stórra dælugeymslueininga hefur notið mikilla vinsælda og verið notaður stöðugt í mínu landi.
Fyrsta 700 metra dælugeymsluaflstöð landsins. Heildaruppsett afköst eru 1,4 milljónir kílóvötta. Þann 4. júní 2021 var eining 1 tekin í notkun til að framleiða rafmagn.
Dælugeymsluvirkjunin með mesta uppsetta afkastagetu í heimi er nú í byggingu. Heildaruppsett afkastageta er 3,6 milljónir kílóvötta.
Dælugæslan hefur eiginleika grunn-, alhliða og almennings. Hún getur tekið þátt í stjórnun þjónustu nýrra raforkugjafa, netkerfa, álags- og geymslutenginga og hefur enn meiri alhliða ávinning. Hún hefur örugga aflgjafastöðugleika í raforkukerfinu, hreina kolefnisjafnvægislausa og mikla skilvirkni. Mikilvægur rekstrarþáttur er rekstrarstýring.
Í fyrsta lagi er hægt að takast á við skort á áreiðanlegri varaaflsgetu raforkukerfisins þegar mikið hlutfall nýrrar orku er í notkun. Með því að nota tvöfalda hámarksstjórnun á afkastagetu getum við bætt hámarksstjórnunargetu raforkukerfisins við mikla afkastagetu og dregið úr vandamálum með hámarksálag sem stafa af óstöðugleika nýrrar orku og hámarksálagi sem stafar af lægð. Notkunarerfiðleikar sem stafa af stórfelldri þróun nýrrar orku á tímabilinu geta betur stuðlað að notkun nýrrar orku.
Í öðru lagi er hægt að takast á við ósamræmið milli framleiðslueiginleika nýrrar orku og álagsþarfar á skilvirkan hátt, með því að reiða sig á sveigjanlega aðlögunarhæfni og hraðvirka viðbrögð, til að aðlagast betur handahófskenndum aðstæðum og sveiflum nýrrar orku og til að mæta sveigjanlegri aðlögunarþörf sem ný orka hefur í för með sér „fer eftir veðri“.
Í þriðja lagi er hægt að takast á við ófullnægjandi tregðumóment í nýju orkukerfi með háu hlutfalli. Með því að nýta sér háan tregðumóment samstilltra rafalsins getur það á áhrifaríkan hátt aukið truflunargetu kerfisins og viðhaldið tíðnistöðugleika kerfisins.
Fjórða atriðið er að takast á við hugsanleg öryggisáhrif „tvöfalt háspennuáhrifa“ á nýja raforkukerfið á skilvirkan hátt, taka að sér neyðarafritunarvirkni og bregðast við skyndilegum aðlögunarþörfum hvenær sem er með hraðri ræsingu og stöðvun og hraðri aflhækkun. Á sama tíma, sem rofanleg álag, getur það örugglega fjarlægt nafnálag dælueiningarinnar með millisekúndna svörun og bætt öruggan og stöðugan rekstur kerfisins.
Í fimmta lagi er að takast á við háan aðlögunarkostnað vegna stórfelldrar nýrrar orkukerfistengingar á skilvirkan hátt. Með skynsamlegum rekstraraðferðum, ásamt varmaorku, er hægt að draga úr kolefnislosun og auka skilvirkni, draga úr notkun vindorku og ljóss, stuðla að úthlutun afkastagetu og bæta heildarhagkvæmni og hreinan rekstur alls kerfisins.
Styrkja hagræðingu og samþættingu innviðaauðlinda, samhæfa öryggis-, gæða- og framvindustjórnun 30 verkefna í byggingu, efla öfluga vélræna byggingarframkvæmdir, greinda stjórnun og stöðluð byggingarframkvæmdir, hámarka byggingartímabilið og tryggja að dælugeymslugeta fari yfir 20 milljónir kílóvötta á tímabili „14. fimm ára áætlunarinnar“ og að uppsett rekstrargeta fari yfir 70 milljónir kílóvötta árið 2030.
Í öðru lagi að vinna hörðum höndum að „lean management“ (hagkvæmri stjórnun). Að styrkja skipulagsleiðbeiningar, með áherslu á markmiðið um „tvíþætt kolefnislosun“ og framkvæmd stefnu fyrirtækisins, undirbúa „14. fimm ára“ þróunaráætlun fyrir dælugeymslu með háum gæðaflokki. Að hámarka vísindalega undirbúningsferli verkefnisins og efla hagkvæmnisathugun og samþykkt verkefnisins á skipulegan hátt. Með áherslu á öryggi, gæði, byggingartíma og kostnað, efla öflugt greinda stjórnun og eftirlit, vélræna framkvæmdir og græna framkvæmdir í verkfræðibyggingum til að tryggja að verkefni í byggingu geti náð ávinningi eins fljótt og auðið er.
Dýpka líftímastjórnun búnaðar, efla rannsóknir á þjónustu eininga við raforkukerfi, hámarka rekstrarstefnu eininga og tryggja að fullu öruggan og stöðugan rekstur raforkukerfisins. Dýpka fjölvíddar „lean“ stjórnun, flýta fyrir uppbyggingu nútímalegrar snjallrar framboðskeðju, bæta efnisstjórnunarkerfi, úthluta vísindalega fjármagni, auðlindum, tækni, gögnum og öðrum framleiðsluþáttum, bæta gæði og skilvirkni kröftuglega og bæta stjórnunar- og rekstrarhagkvæmni til muna.
Þriðja er að leita byltingar í tækninýjungum. Ítarleg innleiðing á „Nýju stökk fram á við“ aðgerðaáætluninni fyrir vísinda- og tækninýjungar, aukið fjárfestingar í vísindarannsóknum og bætt getu til sjálfstæðrar nýsköpunar. Aukið notkun á breytilegum hraðaeiningum, styrkt tæknirannsóknir og þróun á 400 megavöttum stórum afkastagetueiningum, flýtt fyrir byggingu rannsóknarstofa fyrir dælu- og túrbínulíkön og hermunarstofa og gert allt sem í okkar valdi stendur til að byggja upp sjálfstæðan vettvang fyrir vísinda- og tækninýjungar.
Hámarka skipulag vísindarannsókna og úthlutun auðlinda, styrkja rannsóknir á kjarnatækni dælugeymslu og leitast við að sigrast á tæknilegu vandamáli „fasts háls“. Dýpka rannsóknir á notkun nýrrar tækni eins og „Big Cloud IoT Smart Chain“, útfæra byggingu stafrænna greindra virkjana á heildstæðan hátt og flýta fyrir stafrænni umbreytingu fyrirtækja.
Birtingartími: 7. mars 2022
