Pompaccumulatie is de meest gebruikte en volwassen technologie voor grootschalige energieopslag, en de geïnstalleerde capaciteit van energiecentrales kan oplopen tot gigawatt. Momenteel is pompaccumulatie de meest volwassen en grootste geïnstalleerde energieopslag ter wereld.
Pompopslagtechnologie is volwassen en stabiel, biedt veel voordelen en wordt vaak gebruikt voor piekregeling en back-up. Pompopslag is de meest gebruikte en volwassen technologie voor grootschalige energieopslag, en de geïnstalleerde capaciteit van energiecentrales kan oplopen tot gigawatt.
Volgens de onvolledige statistieken van de Energy Storage Professional Committee van de China Energy Research Association is pompwaterkracht momenteel de meest ontwikkelde en grootste geïnstalleerde energieopslag ter wereld. In 2019 bereikte de wereldwijde operationele energieopslagcapaciteit 180 miljoen kilowatt en bedroeg de geïnstalleerde capaciteit van pompwaterkrachtcentrales meer dan 170 miljoen kilowatt, goed voor 94% van de totale energieopslag wereldwijd.
Pompaccumulatiecentrales gebruiken de elektriciteit die wordt opgewekt tijdens de periode van lage belasting van het elektriciteitsnet om water naar een hoge locatie te pompen voor opslag, en om water af te voeren om elektriciteit op te wekken tijdens piekbelasting. Wanneer de belasting laag is, is de pompaccumulatiecentrale de gebruiker; wanneer de belasting piekt, is het de elektriciteitscentrale.
De pompaccumulatie-eenheid heeft twee basisfuncties: water pompen en elektriciteit opwekken. De eenheid werkt als een waterturbine wanneer de belasting van het energiesysteem het hoogst is. De opening van de leischoepen van de waterturbine wordt geregeld via het regelsysteem, en de potentiële energie van het water wordt omgezet in de mechanische energie van de rotatie van de eenheid, waarna de mechanische energie via de generator wordt omgezet in elektrische energie;
Wanneer de belasting van het energiesysteem laag is, wordt de waterpomp gebruikt om water van het onderste reservoir naar het bovenste reservoir te pompen. Door de automatische aanpassing van het regelsysteem wordt de opening van de leischoepen automatisch aangepast aan de pomplifthoogte, en wordt de elektrische energie omgezet in potentiële waterenergie en opgeslagen.
Pompaccumulatiecentrales zijn voornamelijk verantwoordelijk voor piekregeling, frequentieregeling, noodback-up en black-start van het elektriciteitsnet, wat de belasting van het elektriciteitsnet kan verbeteren en balanceren, de kwaliteit van de stroomvoorziening en de economische voordelen van het elektriciteitsnet kan verbeteren en de ruggengraat vormt voor de veilige, economische en stabiele werking van het elektriciteitsnet. Pompaccumulatiecentrales staan bekend als "stabilisatoren", "regelaars" en "balancers" in de veilige werking van elektriciteitsnetten.
De ontwikkelingstrend van 's werelds pompaccumulatiecentrales is een hoge opvoerhoogte, grote capaciteit en hoge snelheid. Een hoge opvoerhoogte betekent dat de eenheid een hogere opvoerhoogte ontwikkelt, een grote capaciteit betekent dat de capaciteit van een enkele eenheid continu toeneemt, en een hoge snelheid betekent dat de eenheid een hogere specifieke snelheid aanneemt.
Structuur en kenmerken van de elektriciteitscentrale
De hoofdgebouwen van een pompaccumulatiecentrale omvatten doorgaans: het bovenste reservoir, het onderste reservoir, het waterleveringssysteem, de werkplaats en andere speciale gebouwen. Vergeleken met conventionele waterkrachtcentrales hebben de hydraulische structuren van pompaccumulatiecentrales de volgende hoofdkenmerken:
Er zijn boven- en onderreservoirs. Vergeleken met conventionele waterkrachtcentrales met dezelfde geïnstalleerde capaciteit is de reservoircapaciteit van pompcentrales doorgaans relatief klein.
Het waterpeil van het reservoir fluctueert sterk en stijgt en daalt regelmatig. Om pieken en dalen in het elektriciteitsnet te kunnen opvangen, is de dagelijkse schommeling van het waterpeil in het reservoir van de pompcentrale doorgaans relatief groot, doorgaans meer dan 10-20 meter, en sommige centrales bereiken zelfs 30-40 meter. De schommelingen in het waterpeil in het reservoir zijn bovendien relatief snel, doorgaans met 5 tot 8 meter per uur en zelfs 8 tot 10 meter per uur.
De eisen aan de preventie van lekkage in het reservoir zijn hoog. Als de zuivere pompaccumulatiecentrale een groot waterverlies veroorzaakt door lekkage in het bovenste reservoir, zal de energieproductie van de centrale afnemen. Tegelijkertijd worden er hogere eisen gesteld aan de preventie van lekkage in het reservoir om te voorkomen dat de hydrogeologische omstandigheden in het projectgebied verslechteren en lekkageschade en geconcentreerde lekkage veroorzaken.
De waterstand is hoog. De waterstand van de pompaccumulatiecentrale is over het algemeen hoog, meestal 200-800 meter. De pompaccumulatiecentrale van Jixi, met een totaal geïnstalleerd vermogen van 1,8 miljoen kilowatt, is het eerste project in mijn land met een opvoerhoogte van 650 meter, en de pompaccumulatiecentrale van Dunhua, met een totaal geïnstalleerd vermogen van 1,4 miljoen kilowatt, is het eerste project in mijn land met een opvoerhoogte van 700 meter. Met de voortdurende ontwikkeling van pompaccumulatietechnologie zal het aantal energiecentrales met een hoge opvoerhoogte en een grote capaciteit in mijn land toenemen.
De installatie is laag geplaatst. Om de invloed van opwaartse druk en lekkage op de centrale te compenseren, worden de grootschalige pompcentrales die de afgelopen jaren in binnen- en buitenland zijn gebouwd, veelal ondergrondse centrales gebruikt.
De oudste pompcentrale ter wereld is de Netra pompcentrale in Zürich, Zwitserland, gebouwd in 1882. De bouw van pompcentrales in China begon relatief laat. De eerste omkeerbare eenheid met schuine stroming werd in 1968 geïnstalleerd in het Gangnan-reservoir. Later, met de snelle ontwikkeling van de binnenlandse energiesector, nam de geïnstalleerde capaciteit van kernenergie en thermische energie snel toe, waardoor het energiesysteem moest worden uitgerust met bijbehorende pompcentrales.
Sinds de jaren tachtig is China energiek begonnen met de bouw van grootschalige pompcentrales. De afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van de economie en energiesector van mijn land, heeft mijn land vruchtbare wetenschappelijke en technologische resultaten geboekt op het gebied van de apparatuurautonomie van grootschalige pompcentrales.
Eind 2020 bedroeg de geïnstalleerde capaciteit voor de opwekking van elektriciteit uit pompaccumulatie in mijn land 31,49 miljoen kilowatt, een stijging van 4,0% ten opzichte van het voorgaande jaar. In 2020 bedroeg de nationale capaciteit voor de opwekking van elektriciteit uit pompaccumulatie 33,5 miljard kWh, een stijging van 5,0% ten opzichte van het voorgaande jaar; de nieuw toegevoegde capaciteit voor de opwekking van elektriciteit uit pompaccumulatie in het land bedroeg 1,2 miljoen kWh. De pompaccumulatiecentrales van mijn land, zowel in productie als in aanbouw, staan wereldwijd op de eerste plaats.
State Grid Corporation of China heeft altijd veel belang gehecht aan de ontwikkeling van pompaccumulatie. Momenteel heeft State Grid 22 pompaccumulatiecentrales in bedrijf en 30 pompaccumulatiecentrales in aanbouw.
In 2016 begon de bouw van vijf pompcentrales in Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian en Fukang, Xinjiang;
In 2017 begon de bouw van zes pompcentrales in de provincie Yi in Hebei, Zhirui in Binnen-Mongolië, Ninghai in Zhejiang, Jinyun in Zhejiang, Luoning in Henan en Pingjiang in Hunan;
In 2019 begon de bouw van vijf pompcentrales in Funing in Hebei, Jiaohe in Jilin, Qujiang in Zhejiang, Weifang in Shandong en Hami in Xinjiang;
In 2020 zullen vier pompcentrales in Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an en Shandong Tai'an Phase II met de bouw beginnen.
De eerste pompaccumulatiecentrale van mijn land met volledig autonome apparatuur. In oktober 2011 werd de centrale succesvol opgeleverd, wat aangeeft dat mijn land de kerntechnologie voor de ontwikkeling van pompaccumulatieapparatuur beheerst.
In april 2013 werd de pompcentrale Fujian Xianyou officieel in gebruik genomen voor de opwekking van elektriciteit; in april 2016 werd de pompcentrale Zhejiang Xianju met een capaciteit van 375.000 kilowatt succesvol aangesloten op het elektriciteitsnet. De autonome apparatuur van grootschalige pompcentrales in mijn land is populair geworden en wordt continu toegepast.
De eerste pompcentrale met een opvoerhoogte van 700 meter in mijn land. De totale geïnstalleerde capaciteit bedraagt 1,4 miljoen kilowatt. Op 4 juni 2021 werd eenheid 1 in gebruik genomen om elektriciteit op te wekken.
De pompaccumulatiecentrale met de grootste geïnstalleerde capaciteit ter wereld is momenteel in aanbouw. Het totale geïnstalleerde vermogen bedraagt 3,6 miljoen kilowatt.
Pompaccumulatie heeft de volgende kenmerken: basis, uitgebreid en openbaar. Het kan deelnemen aan de regulering van de nieuwe bron, het netwerk, de belasting en de opslagverbindingen van het elektriciteitsnet, en de uitgebreide voordelen zijn aanzienlijker. Het omvat een veilige stabilisator voor de stroomvoorziening, een schone, koolstofarme balancer en een hoge efficiëntie. Belangrijke functies van de werkingsregelaar zijn:
De eerste is het effectief aanpakken van het gebrek aan betrouwbare reservecapaciteit van het elektriciteitssysteem bij de penetratie van een hoog aandeel nieuwe energie. Met het voordeel van dubbele piekregeling kunnen we de piekregelingscapaciteit van het elektriciteitssysteem met grote capaciteit verbeteren en het probleem van de piekbelasting, veroorzaakt door de instabiliteit van nieuwe energie en de piekbelasting veroorzaakt door de dalperiode, verlichten. De consumptieproblemen die worden veroorzaakt door de grootschalige ontwikkeling van nieuwe energie gedurende deze periode, kunnen de consumptie van nieuwe energie bevorderen.
De tweede is om effectief om te gaan met de mismatch tussen de outputkarakteristieken van nieuwe energie en de vraag, door te vertrouwen op het flexibele aanpassingsvermogen van snelle respons, om zo beter in te spelen op de willekeur en de volatiliteit van nieuwe energie, en om te voldoen aan de flexibele aanpassingsvraag die nieuwe energie met zich meebrengt “afhankelijk van het weer”.
De derde is het effectief omgaan met het onvoldoende traagheidsmoment van het nieuwe energiesysteem met een hoog aandeel. Dankzij het hoge traagheidsmoment van de synchrone generator kan het anti-storingsvermogen van het systeem effectief worden verbeterd en de frequentiestabiliteit van het systeem worden gehandhaafd.
Ten vierde moet het effectief omgaan met de potentiële veiligheidsimpact van de "dubbelhoge" vorm op het nieuwe energiesysteem, de noodback-upfunctie overnemen en op elk moment reageren op plotselinge aanpassingsbehoeften met snelle start-stop- en vermogensaanpassingsmogelijkheden. Tegelijkertijd kan het, als onderbreekbare belasting, de nominale belasting van de pompeenheid veilig verwijderen met een responstijd van milliseconden en de veilige en stabiele werking van het systeem verbeteren.
Ten vijfde is het effectief omgaan met de hoge aanpassingskosten die gepaard gaan met grootschalige nieuwe netaansluitingen. Door middel van verstandige operationele methoden, gecombineerd met thermische energie om CO2-uitstoot te verminderen en de efficiëntie te verhogen, wordt de uitstoot van wind- en lichtbronnen verminderd, de capaciteitsverdeling bevorderd en de algehele economie en schone werking van het hele systeem verbeterd.
Versterk de optimalisatie en integratie van infrastructuurbronnen, coördineer het veiligheids-, kwaliteits- en voortgangsbeheer van 30 projecten in aanbouw, bevorder krachtig gemechaniseerde bouw, intelligente controle en gestandaardiseerde bouw, optimaliseer de bouwperiode en zorg ervoor dat de pompaccumulatiecapaciteit tijdens de periode van het "14e vijfjarenplan" de 20 miljoen kilowatt zal overschrijden, en dat de operationele geïnstalleerde capaciteit tegen 2030 de 70 miljoen kilowatt zal overschrijden.
Ten tweede is er hard gewerkt aan lean management. Het versterken van de planningsrichtlijnen, met de focus op de "dubbele koolstof"-doelstelling en de implementatie van de bedrijfsstrategie, en het kwalitatief voorbereiden van het "14e Vijfjarenplan" voor pompaccumulatie. Het wetenschappelijk optimaliseren van de voorbereidende werkprocedures van het project en het ordelijk afhandelen van de haalbaarheidsstudie en -goedkeuring van het project. Met de focus op veiligheid, kwaliteit, bouwperiode en kosten, het krachtig promoten van intelligent beheer en controle, gemechaniseerde bouw en groene bouw van technische constructies, om ervoor te zorgen dat projecten in aanbouw zo snel mogelijk voordelen kunnen behalen.
Verdiep het levenscyclusbeheer van apparatuur, verdiep het onderzoek naar de netdienstverlening van eenheden, optimaliseer de operationele strategie van eenheden en zorg voor een veilige en stabiele werking van het elektriciteitsnet. Verdiep multidimensionaal lean management, versnel de opbouw van een moderne, slimme toeleveringsketen, verbeter het materiaalbeheersysteem, wijs kapitaal, middelen, technologie, data en andere productiefactoren wetenschappelijk toe, verbeter de kwaliteit en efficiëntie aanzienlijk en verbeter de management- en operationele efficiëntie aanzienlijk.
Ten derde streven we naar doorbraken in technologische innovatie. We implementeren het "New Leap Forward Action Plan" voor wetenschappelijke en technologische innovatie grondig, verhogen de investeringen in wetenschappelijk onderzoek en verbeteren de mogelijkheden voor onafhankelijke innovatie. We vergroten de toepassing van technologie voor variabele snelheidseenheden, versterken het technologische onderzoek en de ontwikkeling van 400-megawatt-eenheden met een grote capaciteit, versnellen de bouw van modellaboratoria voor pomp-turbines en simulatielaboratoria, en zetten ons volledig in voor de ontwikkeling van een onafhankelijk platform voor wetenschappelijke en technologische innovatie.
Optimaliseer de opzet van wetenschappelijk onderzoek en de toewijzing van middelen, versterk het onderzoek naar de kerntechnologie van pompaccumulatie en streef ernaar het technische probleem van de "vastgelopen nek" te overwinnen. Verdiep het onderzoek naar de toepassing van nieuwe technologieën zoals de "Big Cloud IoT Smart Chain", implementeer de bouw van digitale, intelligente energiecentrales op een alomvattende manier en versnel de digitale transformatie van bedrijven.
Plaatsingstijd: 07-03-2022
