揚水式水力発電所は、大規模エネルギー貯蔵において最も広く利用され、成熟した技術であり、発電所の設備容量はギガワット級に達する。現在、揚水式水力発電所は世界で最も成熟した開発規模を誇る。
揚水式水力発電所は、成熟した安定した技術と高い総合的なメリットを備えています。ピークカットや予備電源としてよく利用され、大規模エネルギー貯蔵において最も広く普及し成熟した技術であり、発電所の設備容量はギガワット級に達することもあります。
中国エネルギー研究協会エネルギー貯蔵専門委員会の不完全な統計によると、現在、世界で最も成熟した開発段階にあり、設備容量が最大の揚水式水力発電所は揚水式水力発電所である。2019年までに、世界のエネルギー貯蔵容量は1億8000万kWに達し、揚水式水力発電所の設備容量は1億7000万kWを超え、世界のエネルギー貯蔵総量の94%を占めている。
揚水式水力発電所は、電力系統の負荷が低い時間帯に電力を使って水を高所に汲み上げて貯水し、負荷が高い時間帯に放水して発電を行います。負荷が低い時間帯は電力の利用者であり、負荷が高い時間帯は発電所として機能します。
揚水式水力発電所のユニットには、揚水と発電という2つの基本的な機能があります。このユニットは、電力系統のピーク負荷時に水力タービンとして動作します。水力タービンのガイドベーンの開度は、ガバナーシステムによって調整され、水の位置エネルギーをユニットの回転による機械エネルギーに変換し、その後、機械エネルギーは発電機によって電気エネルギーに変換されます。
電力系統の負荷が低いときは、揚水ポンプとして稼働します。低負荷時の電力エネルギーを利用して、下部貯水槽から上部貯水槽へ水を汲み上げます。ガバナーシステムの自動調整により、ポンプヘッドに応じてガイドベーンの開度が自動的に調整され、電力エネルギーは貯水のための水の位置エネルギーに変換されます。
揚水式水力発電所は、主に電力系統のピークカット、周波数調整、緊急待機、ブラックスタートを担い、電力系統の負荷を改善・均衡させ、電力供給品質と経済的利益を向上させ、電力系統の安全、経済的、安定的な運用を確保する柱となっています。揚水式水力発電所は、電力系統の安全運用において「安定器」「調整器」「バランス調整器」として知られています。
世界の揚水式水力発電所の開発動向は、高落差、大容量、高速化である。高落差とは、発電ユニットの落差を高くすることを意味し、大容量とは、ユニット1基あたりの発電容量を増やすことを意味し、高速化とは、発電ユニットの比速度を高くすることを意味する。
構造と特性
揚水式水力発電所の主要建造物は、一般的に上部貯水池、下部貯水池、送水システム、発電所、その他の専用建造物から構成されます。従来の水力発電所と比較して、揚水式水力発電所の水力構造には、主に以下の特徴があります。
貯水池は2つあります。同じ設備容量を持つ従来型の水力発電所と比較すると、揚水式水力発電所の貯水池容量は通常小さいです。
貯水池の水位は大きく変動し、頻繁に上下します。電力系統におけるピークシェービングと谷埋めの役割を果たすため、揚水式水力発電所の貯水池水位の1日の変動幅は通常大きく、一般的には10～20m以上、一部の発電所では30～40mに達します。また、貯水池水位の変動速度は速く、一般的には5～8m/h、場合によっては8～10m/hにもなります。
貯水池の漏水防止に対する要求水準は高い。揚水式水力発電所において、上部貯水池からの漏水によって大量の水が失われると、発電所の発電量が減少する。そのため、貯水池の漏水防止に対する要求水準は高い。同時に、事業区域の水文地質条件の悪化、漏水による浸水被害や集中漏水を防ぐため、貯水池の漏水防止にはより高い要求水準が求められる。
揚水式水力発電所の水頭は一般的に高く、200～800m程度です。総設備容量180万kWの鶏渓揚水式水力発電所は中国初の650m落差区間プロジェクトであり、総設備容量140万kWの敦化揚水式水力発電所は中国初の700m落差区間プロジェクトです。揚水式水力発電所の技術レベルが継続的に向上するにつれて、中国における高落差・大容量水力発電所の数はますます増えていくでしょう。
本装置の設置標高は低い。浮力や浸透が発電所に及ぼす影響を克服するため、近年国内外で建設されている大型揚水式水力発電所の多くは、地下発電所の形態を採用している。
投稿日時：2022年4月25日
