Magazynowanie szczytowo-pompowe jest najpowszechniej stosowaną i najbardziej dojrzałą technologią w magazynowaniu energii na dużą skalę, a zainstalowana moc elektrowni może osiągnąć gigawaty. Obecnie najbardziej dojrzałym i największym zainstalowanym magazynem energii na świecie jest hydroelektrownia szczytowo-pompowa.
Technologia magazynowania szczytowego jest dojrzała i stabilna, z wysokimi kompleksowymi korzyściami i jest często wykorzystywana do regulacji szczytowej i tworzenia kopii zapasowych. Magazynowanie szczytowe jest najszerzej stosowaną i dojrzałą technologią w magazynowaniu energii na dużą skalę, a zainstalowana moc elektrowni może osiągnąć gigawaty.
Według niekompletnych statystyk Energy Storage Professional Committee of the China Energy Research Association, hydroelektrownie szczytowo-pompowe są obecnie najbardziej dojrzałym i największym zainstalowanym magazynem energii na świecie. W 2019 r. światowa operacyjna pojemność magazynowania energii osiągnęła 180 milionów kilowatów, a zainstalowana pojemność magazynowania energii szczytowo-pompowej przekroczyła 170 milionów kilowatów, co stanowi 94% całkowitego światowego magazynowania energii.
Elektrownie szczytowo-pompowe wykorzystują energię elektryczną wytworzoną w okresie niskiego obciążenia systemu energetycznego do pompowania wody w wysokie miejsce w celu jej magazynowania i uwalniania wody w celu wytwarzania energii elektrycznej w okresach szczytowego obciążenia. Gdy obciążenie jest niskie, użytkownikiem jest elektrownia szczytowo-pompowa; gdy obciążenie jest szczytowe, jest to elektrownia.
Jednostka magazynująca wodę ma dwie podstawowe funkcje: pompowanie wody i generowanie energii elektrycznej. Jednostka działa jako turbina wodna, gdy obciążenie systemu energetycznego osiąga szczyt. Otwarcie łopatki kierującej turbiny wodnej jest regulowane za pomocą układu regulatora, a energia potencjalna wody jest przekształcana w energię mechaniczną obrotu jednostki, a następnie energia mechaniczna jest przekształcana w energię elektryczną za pomocą generatora;
Gdy obciążenie układu zasilania jest niskie, pompa wodna jest używana do pompowania wody z dolnego zbiornika do górnego zbiornika. Dzięki automatycznej regulacji układu regulatora, otwarcie łopatki kierującej jest automatycznie regulowane zgodnie z podnoszeniem pompy, a energia elektryczna jest przekształcana w energię potencjalną wody i magazynowana. .
Elektrownie szczytowo-pompowe są głównie odpowiedzialne za regulację szczytową, regulację częstotliwości, awaryjne zasilanie awaryjne i czarny start systemu energetycznego, co może poprawić i zrównoważyć obciążenie systemu energetycznego, poprawić jakość zasilania i korzyści ekonomiczne systemu energetycznego, a także stanowią kręgosłup zapewniający bezpieczną, ekonomiczną i stabilną pracę sieci energetycznej. Elektrownie szczytowo-pompowe są znane jako „stabilizatory”, „regulatory” i „równoważniki” w bezpiecznej pracy sieci energetycznych.
Trend rozwojowy światowych elektrowni szczytowo-pompowych to wysokie ciśnienie, duża pojemność i duża prędkość. Wysokie ciśnienie oznacza, że jednostka rozwija się do wyższego ciśnienia, duża pojemność oznacza, że pojemność pojedynczej jednostki stale rośnie, a duża prędkość oznacza, że jednostka przyjmuje wyższą prędkość właściwą.
Budowa i charakterystyka elektrowni
Główne budynki elektrowni szczytowo-pompowej obejmują zazwyczaj: zbiornik górny, zbiornik dolny, system dostarczania wody, warsztat i inne budynki specjalne. W porównaniu z konwencjonalnymi elektrowniami wodnymi, konstrukcje hydrauliczne elektrowni szczytowo-pompowych mają następujące główne cechy:
Istnieją zbiorniki górne i dolne. W porównaniu z konwencjonalnymi elektrowniami wodnymi o tej samej mocy zainstalowanej, pojemność zbiornika elektrowni szczytowo-pompowych jest zazwyczaj stosunkowo niewielka.
Poziom wody w zbiorniku ulega dużym wahaniom i często wzrasta i opada. Aby podjąć się zadania ścinania szczytów i wypełniania dolin w sieci energetycznej, dzienne wahania poziomu wody w zbiorniku elektrowni szczytowo-pompowej są zazwyczaj stosunkowo duże, przekraczając na ogół 10-20 metrów, a niektóre elektrownie osiągają 30-40 metrów, a tempo zmian poziomu wody w zbiorniku jest stosunkowo szybkie, osiągając na ogół 5 ~ 8 m/h, a nawet 8 ~ 10 m/h.
Wymagania dotyczące zapobiegania przesiąkaniu zbiornika są wysokie. Jeśli czysta elektrownia szczytowo-pompowa powoduje dużą utratę wody z powodu przesiąkania górnego zbiornika, wytwarzanie energii przez elektrownię zostanie zmniejszone. Jednocześnie, aby zapobiec pogorszeniu warunków hydrogeologicznych w obszarze projektu przez przesiąkanie wody, co prowadzi do uszkodzeń spowodowanych przesiąkaniem i skoncentrowanego przesiąkania, nałożono również wyższe wymagania na zapobieganie przesiąkaniu zbiornika.
Ciśnienie wody jest wysokie. Ciśnienie w elektrowni szczytowo-pompowej jest zazwyczaj wysokie, przeważnie 200-800 metrów. Elektrownia szczytowo-pompowa Jixi o całkowitej mocy zainstalowanej 1,8 miliona kilowatów jest pierwszym projektem sekcji o ciśnieniu 650 metrów w moim kraju, a elektrownia szczytowo-pompowa Dunhua o całkowitej mocy zainstalowanej 1,4 miliona kilowatów jest pierwszym projektem sekcji o ciśnieniu 700 metrów w moim kraju. Wraz z ciągłym rozwojem technologii magazynowania szczytowo-pompowego liczba elektrowni o dużym ciśnieniu i dużej mocy w moim kraju wzrośnie.
Jednostka jest zainstalowana na niskiej wysokości. Aby przezwyciężyć wpływ wyporu i przesiąkania na elektrownię, duże elektrownie szczytowo-pompowe budowane w kraju i za granicą w ostatnich latach przyjmują głównie formę elektrowni podziemnych.
Najstarszą na świecie elektrownią szczytowo-pompową jest elektrownia szczytowo-pompowa Netra w Zurychu w Szwajcarii, zbudowana w 1882 r. Budowa elektrowni szczytowo-pompowych w Chinach rozpoczęła się stosunkowo późno. Pierwsza odwracalna jednostka o przepływie skośnym została zainstalowana w zbiorniku Gangnan w 1968 r. Później, wraz z szybkim rozwojem krajowego przemysłu energetycznego, zainstalowana moc elektrowni jądrowych i cieplnych gwałtownie wzrosła, co wymagało wyposażenia systemu energetycznego w odpowiednie jednostki szczytowo-pompowe.
Od lat 80. XX wieku Chiny zaczęły energicznie budować duże elektrownie szczytowo-pompowe. W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem gospodarki i energetyki mojego kraju, mój kraj osiągnął owocne osiągnięcia naukowe i technologiczne w zakresie autonomii urządzeń dużych elektrowni szczytowo-pompowych.
Pod koniec 2020 r. zainstalowana moc elektrowni szczytowo-pompowych w moim kraju wyniosła 31,49 mln kilowatów, co stanowi wzrost o 4,0% w porównaniu z rokiem poprzednim. W 2020 r. krajowa moc elektrowni szczytowo-pompowych wyniosła 33,5 mld kWh, co stanowi wzrost o 5,0% w porównaniu z rokiem poprzednim; nowo dodana moc elektrowni szczytowo-pompowych w kraju wyniosła 1,2 mln kWh. Elektrownie szczytowo-pompowe mojego kraju, zarówno będące w produkcji, jak i w budowie, zajmują pierwsze miejsce na świecie.
State Grid Corporation of China zawsze przywiązywała dużą wagę do rozwoju magazynów szczytowo-pompowych. Obecnie State Grid ma 22 działające elektrownie szczytowo-pompowe i 30 elektrowni szczytowo-pompowych w budowie.
W 2016 r. rozpoczęto budowę pięciu elektrowni szczytowo-pompowych w Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian i Fukang w Xinjiang;
W 2017 r. rozpoczęto budowę sześciu elektrowni szczytowo-pompowych w hrabstwach Yi w Hebei, Zhirui w Mongolii Wewnętrznej, Ninghai w Zhejiang, Jinyun w Zhejiang, Luoning w Henan i Pingjiang w Hunan;
W 2019 roku rozpoczęto budowę pięciu elektrowni szczytowo-pompowych w Funing w Hebei, Jiaohe w Jilin, Qujiang w Zhejiang, Weifang w Shandong i Hami w Xinjiangu;
W 2020 r. rozpoczną się prace budowlane czterech elektrowni szczytowo-pompowych w Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an i Shandong Tai'an w fazie II.
pierwsza w moim kraju elektrownia szczytowo-pompowa z całkowicie autonomicznym wyposażeniem jednostki. W październiku 2011 r. elektrownia została pomyślnie ukończona, co wskazuje, że mój kraj pomyślnie opanował podstawową technologię rozwoju wyposażenia jednostki szczytowo-pompowej.
W kwietniu 2013 r. oficjalnie uruchomiono elektrownię szczytowo-pompową Fujian Xianyou w celu wytwarzania energii; w kwietniu 2016 r. pomyślnie podłączono do sieci elektrownię szczytowo-pompową Zhejiang Xianju o mocy 375 000 kilowatów. Autonomiczne wyposażenie dużych elektrowni szczytowo-pompowych w moim kraju jest popularyzowane i stosowane w sposób ciągły.
pierwsza w moim kraju elektrownia szczytowo-pompowa o wysokości 700 metrów. Całkowita zainstalowana moc wynosi 1,4 miliona kilowatów. 4 czerwca 2021 r. oddano do użytku blok 1 w celu wytwarzania energii elektrycznej.
Elektrownia szczytowo-pompowa o największej zainstalowanej mocy na świecie jest obecnie w budowie. Całkowita zainstalowana moc wynosi 3,6 miliona kilowatów.
Magazynowanie szczytowo-pompowe ma cechy podstawowe, kompleksowe i publiczne. Może uczestniczyć w usługach regulacyjnych nowego źródła systemu energetycznego, sieci, obciążenia i połączeń magazynowych, a kompleksowe korzyści są bardziej znaczące. Niesie bezpieczny stabilizator zasilania systemu energetycznego, czysty niskoemisyjny układ wyważania i wysoką wydajność Ważne funkcje bieżącego regulatora.
Pierwszym jest skuteczne radzenie sobie z brakiem niezawodnej rezerwowej mocy systemu energetycznego przy penetracji dużej proporcji nowej energii. Dzięki korzyści z podwójnej regulacji szczytowej mocy możemy poprawić moc regulacji szczytowej dużej mocy systemu energetycznego i złagodzić problem szczytowego obciążenia spowodowany niestabilnością nowej energii i szczytowym obciążeniem spowodowanym przez dolinę. Trudności w zużyciu spowodowane rozwojem nowej energii na dużą skalę w tym okresie mogą lepiej promować zużycie nowej energii.
Drugim sposobem jest skuteczne radzenie sobie z niedopasowaniem charakterystyk wyjściowych nowej energii do zapotrzebowania na moc, wykorzystując elastyczną zdolność do szybkiej reakcji, aby lepiej dostosować się do przypadkowości i zmienności nowej energii oraz sprostać elastycznemu zapotrzebowaniu na moc, jakie niesie ze sobą nowa energia „w zależności od pogody”.
Trzecim jest skuteczne radzenie sobie z niewystarczającym momentem bezwładności wysokoprocentowego nowego systemu energetycznego. Dzięki zaletom wysokiego momentu bezwładności generatora synchronicznego może on skutecznie zwiększyć zdolność systemu do przeciwdziałania zakłóceniom i utrzymać stabilność częstotliwości systemu.
Czwartym jest skuteczne radzenie sobie z potencjalnym wpływem formy „double-high” na bezpieczeństwo nowego systemu zasilania, przejęcie funkcji awaryjnego tworzenia kopii zapasowych i reagowanie na nagłe potrzeby regulacji w dowolnym momencie dzięki szybkim możliwościom start-stop i szybkiego narastania mocy. Jednocześnie, jako obciążenie przerywalne, może bezpiecznie usunąć obciążenie znamionowe jednostki pompującej z odpowiedzią milisekundową i poprawić bezpieczną i stabilną pracę systemu.
Piąty to skuteczne radzenie sobie z wysokimi kosztami dostosowań spowodowanymi przez nowe połączenia sieci energetycznych na dużą skalę. Poprzez rozsądne metody operacyjne, połączone z energią cieplną w celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i zwiększenia wydajności, zmniejszenie porzucania wiatru i światła, promowanie alokacji mocy oraz poprawa ogólnej gospodarki i czystej eksploatacji całego systemu.
Wzmocnić optymalizację i integrację zasobów infrastrukturalnych, koordynować zarządzanie bezpieczeństwem, jakością i postępem 30 projektów w trakcie budowy, energicznie promować zmechanizowaną budowę, inteligentną kontrolę i standaryzowaną budowę, zoptymalizować okres budowy i zapewnić, że pojemność magazynów szczytowo-pompowych przekroczy 20 milionów kilowatów w okresie „14. Planu Pięcioletniego”. kilowatów, a zainstalowana moc operacyjna przekroczy 70 milionów kilowatów do 2030 roku.
Drugim jest ciężka praca nad zarządzaniem szczupłym. Wzmocnienie wytycznych planowania, skupienie się na celu „podwójnego węgla” i wdrażaniu strategii firmy, wysokiej jakości przygotowanie „14. pięcioletniego” planu rozwoju dla magazynów szczytowo-pompowych. Naukowa optymalizacja wstępnych procedur roboczych projektu i uporządkowane przeprowadzenie studium wykonalności i zatwierdzenia projektu. Skupienie się na bezpieczeństwie, jakości, okresie budowy i kosztach, energiczne promowanie inteligentnego zarządzania i kontroli, zmechanizowanej budowy i zielonej budowy inżynierii budowlanej, aby zapewnić, że projekty w trakcie budowy mogą osiągnąć korzyści tak szybko, jak to możliwe.
Pogłębić zarządzanie cyklem życia sprzętu, pogłębić badania nad obsługą sieci energetycznych jednostek, zoptymalizować strategię operacyjną jednostek i w pełni służyć bezpiecznej i stabilnej eksploatacji sieci energetycznej. Pogłębić wielowymiarowe zarządzanie szczupłe, przyspieszyć budowę nowoczesnego inteligentnego łańcucha dostaw, ulepszyć system zarządzania materiałami, naukowo przydzielić kapitał, zasoby, technologię, dane i inne czynniki produkcji, energicznie poprawić jakość i wydajność oraz kompleksowo poprawić wydajność zarządzania i wydajność operacyjną.
Trzecim jest dążenie do przełomów w innowacjach technologicznych. Głębokie wdrożenie „Nowego Planu Działań Skoku Naprzód” dla innowacji naukowych i technologicznych, zwiększenie inwestycji w badania naukowe i poprawa zdolności do niezależnej innowacji. Zwiększenie zastosowania technologii jednostek o zmiennej prędkości, wzmocnienie badań technologicznych i rozwoju jednostek o dużej mocy 400 megawatów, przyspieszenie budowy laboratoriów modelowych pomp-turbin i laboratoriów symulacyjnych oraz podjęcie wszelkich starań w celu zbudowania niezależnej platformy innowacji naukowych i technologicznych.
Zoptymalizować układ badań naukowych i alokację zasobów, wzmocnić badania nad podstawową technologią magazynowania szczytowo-pompowego i dążyć do przezwyciężenia problemu technicznego „utkniętej szyi”. Pogłębić badania nad zastosowaniem nowych technologii, takich jak „Big Cloud IoT Smart Chain”, kompleksowo wdrożyć budowę cyfrowych inteligentnych elektrowni i przyspieszyć cyfrową transformację przedsiębiorstw.
Czas publikacji: 07-03-2022
