Storan pam merupakan teknologi yang paling banyak digunakan dan matang dalam storan tenaga berskala besar, dan kapasiti terpasang stesen janakuasa boleh mencecah gigawatt. Pada masa ini, storan tenaga terpasang yang paling matang dan terbesar di dunia ialah hidro pam.
Teknologi storan pam adalah matang dan stabil, dengan faedah komprehensif yang tinggi, dan sering digunakan untuk pengawalaturan puncak dan sandaran. Storan pam adalah teknologi yang paling banyak digunakan dan matang dalam storan tenaga berskala besar, dan kapasiti terpasang stesen janakuasa boleh mencapai gigawatt.
Menurut statistik Jawatankuasa Profesional Penyimpanan Tenaga Persatuan Penyelidikan Tenaga China yang tidak lengkap, hidro pam kini merupakan storan tenaga terpasang yang paling matang dan terbesar di dunia. Sehingga 2019, kapasiti storan tenaga operasi dunia mencapai 180 juta kilowatt, dan kapasiti terpasang tenaga storan terpam melebihi 170 juta kilowatt, menyumbang 94% daripada jumlah storan tenaga dunia.
Stesen janakuasa storan pam menggunakan elektrik yang dijana semasa tempoh beban rendah sistem kuasa untuk mengepam air ke tempat yang tinggi untuk penyimpanan, dan melepaskan air untuk menjana elektrik semasa tempoh beban puncak. Apabila beban rendah, stesen janakuasa storan yang dipam adalah pengguna; apabila beban puncak, ia adalah loji janakuasa.
Unit simpanan yang dipam mempunyai dua fungsi asas: mengepam air dan menjana elektrik. Unit ini beroperasi sebagai turbin air apabila beban sistem kuasa berada pada tahap puncaknya. Pembukaan bilah panduan turbin air diselaraskan melalui sistem gabenor, dan tenaga keupayaan air ditukarkan kepada tenaga mekanikal putaran unit, dan kemudian tenaga mekanikal ditukarkan kepada tenaga elektrik melalui penjana;
Apabila beban sistem kuasa rendah, pam air digunakan untuk mengepam air dari takungan bawah ke takungan atas. Melalui pelarasan automatik sistem gabenor, bukaan bilah panduan dilaraskan secara automatik mengikut lif pam, dan tenaga elektrik ditukarkan kepada tenaga keupayaan air dan disimpan.
Stesen janakuasa storan pam terutamanya bertanggungjawab untuk pengawalaturan puncak, pengawalaturan frekuensi, sandaran kecemasan dan permulaan hitam sistem kuasa, yang boleh menambah baik dan mengimbangi beban sistem kuasa, meningkatkan kualiti bekalan kuasa dan faedah ekonomi sistem kuasa, dan merupakan tulang belakang untuk memastikan operasi grid kuasa yang selamat, ekonomik dan stabil. Loji janakuasa storan pam dikenali sebagai "penstabil", "pengawal selia" dan "pengimbang" dalam operasi grid kuasa yang selamat.
Trend pembangunan stesen janakuasa storan pam dunia adalah turus tinggi, kapasiti besar dan kelajuan tinggi. Turus tinggi bermaksud unit berkembang kepada turus yang lebih tinggi, kapasiti besar bermaksud kapasiti satu unit sentiasa meningkat, dan kelajuan tinggi bermaksud unit menggunakan kelajuan khusus yang lebih tinggi.
Struktur dan ciri-ciri stesen janakuasa
Bangunan utama stesen janakuasa simpanan yang dipam secara amnya merangkumi: takungan atas, takungan bawah, sistem penghantaran air, bengkel dan bangunan khas lain. Berbanding dengan stesen janakuasa hidro konvensional, struktur hidraulik stesen janakuasa simpanan yang dipam mempunyai ciri-ciri utama berikut:
Terdapat takungan atas dan bawah. Berbanding dengan stesen kuasa hidro konvensional dengan kapasiti terpasang yang sama, kapasiti takungan stesen janakuasa simpanan yang dipam biasanya agak kecil.
Paras air takungan berubah-ubah dengan ketara dan kerap naik dan turun. Untuk melaksanakan tugas pencukuran puncak dan pengisian lembah dalam grid kuasa, variasi harian paras air takungan stesen janakuasa simpanan yang dipam biasanya agak besar, biasanya melebihi 10-20 meter, dan sesetengah stesen janakuasa mencapai 30-40 meter, dan kadar perubahan paras air takungan agak cepat, biasanya mencapai 5 ~8m/j, malah 8 ~ 10m/j.
Keperluan pencegahan rembesan takungan adalah tinggi. Jika stesen janakuasa simpanan yang dipam tulen menyebabkan kehilangan air yang banyak disebabkan oleh rembesan takungan atas, penjanaan kuasa stesen janakuasa akan berkurangan. Pada masa yang sama, untuk mengelakkan rembesan air daripada merosot keadaan hidrogeologi di kawasan projek, yang mengakibatkan kerosakan rembesan dan rembesan tertumpu, keperluan yang lebih tinggi juga dikenakan pada pencegahan rembesan takungan.
Topangan air adalah tinggi. Topangan stesen janakuasa storan yang dipam secara amnya tinggi, kebanyakannya 200-800 meter. Stesen janakuasa storan pam Jixi dengan jumlah kapasiti terpasang 1.8 juta kilowatt merupakan projek keratan rentas kepala 650 meter yang pertama di negara saya, dan stesen janakuasa storan pam Dunhua dengan jumlah kapasiti terpasang 1.4 juta kilowatt merupakan projek keratan rentas kepala 700 meter yang pertama di negara saya. Dengan perkembangan berterusan teknologi storan yang dipam, bilangan stesen janakuasa berkapasiti besar dan tinggi kepala di negara saya akan meningkat.
Unit ini dipasang pada ketinggian rendah. Bagi mengatasi pengaruh daya apungan dan rembesan pada rumah kuasa, stesen janakuasa simpanan pam berskala besar yang dibina di dalam dan luar negara sejak kebelakangan ini kebanyakannya menggunakan bentuk rumah kuasa bawah tanah.
Stesen janakuasa storan pam terawal di dunia ialah stesen janakuasa storan pam Netra di Zurich, Switzerland, yang dibina pada tahun 1882. Pembinaan stesen janakuasa storan pam di China bermula agak lewat. Unit boleh balik aliran serong pertama dipasang di Takungan Gangnan pada tahun 1968. Kemudian, dengan perkembangan pesat industri tenaga domestik, kapasiti terpasang kuasa nuklear dan kuasa haba meningkat dengan pesat, memerlukan sistem kuasa dilengkapi dengan unit storan pam yang sepadan.
Sejak tahun 1980-an, China telah mula giat membina stesen janakuasa storan pam berskala besar. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat ekonomi dan industri kuasa negara saya, negara saya telah mencapai pencapaian saintifik dan teknologi yang membuahkan hasil dalam autonomi peralatan unit storan pam berskala besar.
Menjelang akhir tahun 2020, kapasiti terpasang penjanaan kuasa storan pam negara saya ialah 31.49 juta kilowatt, peningkatan sebanyak 4.0% berbanding tahun sebelumnya. Pada tahun 2020, kapasiti penjanaan kuasa storan pam kebangsaan ialah 33.5 bilion kWh, peningkatan sebanyak 5.0% berbanding tahun sebelumnya; kapasiti penjanaan kuasa storan pam yang baru ditambah negara ialah 1.2 juta kWh. Stesen janakuasa storan pam negara saya yang sedang dalam pengeluaran dan dalam pembinaan berada di kedudukan pertama di dunia.
Perbadanan Grid Negeri China sentiasa mementingkan pembangunan storan pam. Pada masa ini, State Grid mempunyai 22 stesen janakuasa storan pam yang sedang beroperasi dan 30 stesen janakuasa storan pam yang sedang dibina.
Pada 2016, pembinaan lima stesen janakuasa storan pam di Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian, dan Fukang, Xinjiang bermula;
Pada 2017, pembinaan enam stesen janakuasa storan pam di Daerah Yi Hebei, Zhirui Mongolia Dalam, Ninghai Zhejiang, Jinyun Zhejiang, Luoning Henan dan Pingjiang Hunan dimulakan;
Pada 2019, pembinaan lima stesen janakuasa storan pam di Funing di Hebei, Jiaohe di Jilin, Qujiang di Zhejiang, Weifang di Shandong dan Hami di Xinjiang bermula;
Pada 2020, empat stesen janakuasa storan pam di Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an dan Shandong Tai'an Fasa II akan memulakan pembinaan.
Stesen janakuasa storan pam pertama di negara saya dengan peralatan unit autonomi sepenuhnya. Pada Oktober 2011, stesen janakuasa itu telah berjaya disiapkan, menunjukkan bahawa negara saya telah berjaya menguasai teknologi teras pembangunan peralatan unit storan pam.
Pada April 2013, Stesen Janakuasa Storan Pam Fujian Xianyou telah beroperasi secara rasmi untuk penjanaan kuasa; pada April 2016, Stesen Janakuasa Storan Pam Zhejiang Xianju dengan kapasiti unit sebanyak 375,000 kilowatt telah berjaya disambungkan ke grid. Peralatan autonomi unit storan pam berskala besar di negara saya telah dipopularkan dan digunakan secara berterusan.
Stesen janakuasa simpanan pam kepala 700 meter yang pertama di negara saya. Jumlah kapasiti terpasang ialah 1.4 juta kilowatt. Pada 4 Jun 2021, Unit 1 telah beroperasi untuk menjana elektrik.
Stesen janakuasa storan pam dengan kapasiti terpasang terbesar di dunia sedang dalam pembinaan. Jumlah kapasiti terpasang ialah 3.6 juta kilowatt.
Storan pam mempunyai ciri-ciri asas, komprehensif dan awam. Ia boleh mengambil bahagian dalam perkhidmatan pengawalseliaan sumber sistem kuasa baharu, rangkaian, beban dan pautan storan, dan faedah komprehensifnya lebih ketara. Ia membawa penstabil bekalan kuasa yang selamat untuk sistem kuasa, pengimbang rendah karbon yang bersih dan kecekapan tinggi. Fungsi penting pengawal selia yang berjalan.
Yang pertama adalah untuk menangani kekurangan kapasiti rizab sistem kuasa yang boleh dipercayai secara berkesan di bawah penembusan tenaga baharu yang tinggi. Dengan kelebihan pengawalaturan puncak kapasiti berganda, kita boleh meningkatkan kapasiti pengawalaturan puncak kapasiti besar sistem kuasa, dan mengurangkan masalah bekalan beban puncak yang disebabkan oleh ketidakstabilan tenaga baharu dan beban puncak yang disebabkan oleh palung. Kesukaran penggunaan yang disebabkan oleh pembangunan tenaga baharu berskala besar dalam tempoh tersebut boleh menggalakkan penggunaan tenaga baharu dengan lebih baik.
Yang kedua adalah untuk menangani ketidakpadanan antara ciri-ciri output tenaga baharu dan permintaan beban secara berkesan, bergantung pada keupayaan pelarasan fleksibel bagi tindak balas pantas, untuk menyesuaikan diri dengan lebih baik terhadap kerawakan dan turun naik tenaga baharu, dan untuk memenuhi permintaan pelarasan fleksibel yang dibawa oleh tenaga baharu "bergantung pada cuaca".
Yang ketiga adalah untuk menangani momen inersia yang tidak mencukupi bagi sistem kuasa tenaga baharu berkadaran tinggi dengan berkesan. Dengan kelebihan momen inersia yang tinggi bagi penjana segerak, ia dapat meningkatkan keupayaan anti-gangguan sistem dengan berkesan dan mengekalkan kestabilan frekuensi sistem.
Keempat adalah untuk menangani potensi impak keselamatan bentuk "double-high" secara berkesan pada sistem kuasa baharu, mengambil alih fungsi sandaran kecemasan, dan bertindak balas terhadap keperluan pelarasan secara tiba-tiba pada bila-bila masa dengan keupayaan mula-henti pantas dan peningkatan kuasa pantas. Pada masa yang sama, sebagai beban boleh ganggu, ia boleh mengeluarkan beban undian unit pam dengan selamat dengan tindak balas milisaat, dan meningkatkan operasi sistem yang selamat dan stabil.
Kelima adalah untuk menangani kos pelarasan tinggi yang dibawa oleh sambungan grid tenaga baharu berskala besar secara berkesan. Melalui kaedah operasi yang munasabah, digabungkan dengan kuasa terma untuk mengurangkan karbon dan meningkatkan kecekapan, mengurangkan pengabaian angin dan cahaya, menggalakkan peruntukan kapasiti, dan meningkatkan ekonomi keseluruhan dan operasi bersih keseluruhan sistem.
Memperkukuhkan pengoptimuman dan penyepaduan sumber infrastruktur, menyelaras pengurusan keselamatan, kualiti dan kemajuan 30 projek yang sedang dibina, menggalakkan pembinaan mekanikal, kawalan pintar dan pembinaan piawai dengan giat, mengoptimumkan tempoh pembinaan, dan memastikan kapasiti storan yang dipam akan melebihi 20 juta kilowatt semasa tempoh "Rancangan Lima Tahun ke-14". dan kapasiti terpasang operasi akan melebihi 70 juta kilowatt menjelang 2030.
Yang kedua adalah untuk berusaha keras dalam pengurusan tanpa lemak. Memperkukuhkan panduan perancangan, berpusat pada matlamat "karbon berganda" dan pelaksanaan strategi syarikat, penyediaan pelan pembangunan "Lima Tahun ke-14" yang berkualiti tinggi untuk penyimpanan dipam. Mengoptimumkan prosedur kerja awal projek secara saintifik, dan memajukan kajian kebolehlaksanaan dan kelulusan projek dengan teratur. Dengan memberi tumpuan kepada keselamatan, kualiti, tempoh pembinaan, dan kos, menggalakkan pengurusan dan kawalan pintar, pembinaan mekanikal dan pembinaan hijau pembinaan kejuruteraan dengan bersungguh-sungguh untuk memastikan projek yang sedang dibina dapat mencapai manfaat secepat mungkin.
Memperdalam pengurusan kitaran hayat peralatan, memperdalam penyelidikan mengenai perkhidmatan grid kuasa unit, mengoptimumkan strategi operasi unit, dan menyediakan perkhidmatan sepenuhnya untuk operasi grid kuasa yang selamat dan stabil. Memperdalam pengurusan lean pelbagai dimensi, mempercepatkan pembinaan rantaian bekalan pintar moden, menambah baik sistem pengurusan bahan, memperuntukkan modal, sumber, teknologi, data dan faktor pengeluaran lain secara saintifik, meningkatkan kualiti dan kecekapan dengan bersungguh-sungguh, dan meningkatkan kecekapan pengurusan dan operasi secara komprehensif.
Yang ketiga adalah untuk mencari kejayaan dalam inovasi teknologi. Pelaksanaan mendalam "Pelan Tindakan Lonjakan Ke Hadapan Baharu" untuk inovasi saintifik dan teknologi, meningkatkan pelaburan dalam penyelidikan saintifik, dan meningkatkan keupayaan inovasi bebas. Meningkatkan aplikasi teknologi unit kelajuan boleh ubah, memperkukuh penyelidikan dan pembangunan teknologi unit berkapasiti besar 400 megawatt, mempercepatkan pembinaan makmal model turbin pam dan makmal simulasi, dan berusaha sedaya upaya untuk membina platform inovasi saintifik dan teknologi bebas.
Optimumkan susun atur penyelidikan saintifik dan peruntukan sumber, perkukuhkan penyelidikan mengenai teknologi teras storan dipam, dan berusaha untuk mengatasi masalah teknikal "leher tersekat". Memperdalam penyelidikan mengenai aplikasi teknologi baharu seperti "Rantaian Pintar IoT Awan Besar", menggunakan pembinaan stesen janakuasa pintar digital secara komprehensif, dan mempercepatkan transformasi digital perusahaan.
Masa siaran: 7-Mac-2022
