Пумпно-акумулационо складиштење је најшире коришћена и најзрелија технологија у складиштењу енергије великих размера, а инсталирани капацитет електрана може достићи гигавате. Тренутно, најзрелије и највеће инсталирано складиште енергије на свету је пумпно-акумулирана хидроелектрана.
Технологија пумпно-акумулираног складиштења је зрела и стабилна, са високим свеобухватним предностима и често се користи за вршну регулацију и резервно копирање. Пумпно-акумулирано складиштење је најшире коришћена и зрела технологија у складиштењу енергије великих размера, а инсталирани капацитет електрана може достићи гигавате.
Према непотпуној статистици Професионалног комитета за складиштење енергије Кинеског удружења за истраживање енергетике, пумпне хидроелектране су тренутно најзрелија и највећа инсталирана система за складиштење енергије на свету. Од 2019. године, оперативни капацитет складиштења енергије у свету достигао је 180 милиона киловата, а инсталирани капацитет пумпних хидроелектрана премашио је 170 милиона киловата, што чини 94% укупног светског складиштења енергије.
Пумпно-акумулационе електране користе електричну енергију произведену током периода ниског оптерећења електроенергетског система за пумпање воде на више место ради складиштења и испуштање воде за производњу електричне енергије током периода вршног оптерећења. Када је оптерећење ниско, пумпно-акумулациона електрана је корисник; када је оптерећење вршно, то је електрана.
Пумпно-акумулациона јединица има две основне функције: пумпање воде и производњу електричне енергије. Јединица ради као водна турбина када је оптерећење електроенергетског система на врхунцу. Отварање усмеравајуће лопатице водне турбине се подешава помоћу система регулатора, а потенцијална енергија воде се претвара у механичку енергију ротације јединице, а затим се механичка енергија претвара у електричну енергију помоћу генератора;
Када је оптерећење електроенергетског система ниско, водена пумпа се користи за пумпање воде из доњег резервоара у горњи резервоар. Аутоматским подешавањем система регулатора, отвор усмерних лопатица се аутоматски подешава у складу са подизањем пумпе, а електрична енергија се претвара у потенцијалну енергију воде и складишти.
Пумпно-акумулационе електране су углавном одговорне за регулацију вршних напајања, регулацију фреквенције, резервно копирање у хитним случајевима и црни старт електроенергетског система, што може побољшати и уравнотежити оптерећење електроенергетског система, побољшати квалитет напајања и економске користи електроенергетског система, и представљају окосницу за обезбеђивање безбедног, економичног и стабилног рада електроенергетске мреже. Пумпно-акумулационе електране су познате као „стабилизатори“, „регулатори“ и „балансери“ у безбедном раду електроенергетских мрежа.
Тренд развоја светских пумпно-акумулационих електрана је висок притисак, велики капацитет и велика брзина. Висок притисак значи да јединица развија већи притисак, велики капацитет значи да се капацитет појединачне јединице континуирано повећава, а велика брзина значи да јединица усваја већу специфичну брзину.
Структура и карактеристике електране
Главне зграде пумпно-акумулационе електране генерално укључују: горњи резервоар, доњи резервоар, систем за довод воде, радионицу и друге посебне зграде. У поређењу са конвенционалним хидроелектранама, хидрауличке структуре пумпно-акумулационих електрана имају следеће главне карактеристике:
Постоје горњи и доњи акумулациони резервоари. У поређењу са конвенционалним хидроелектранама истог инсталираног капацитета, капацитет акумулационих електрана је обично релативно мали.
Ниво воде у акумулацији знатно варира и често расте и пада. Да би се извршио задатак изравнавања вршних падова и попуњавања долина у електроенергетској мрежи, дневне варијације нивоа воде у акумулацији пумпно-акумулационе електране су обично релативно велике, генерално прелазе 10-20 метара, а неке електране достижу 30-40 метара, а брзина промене нивоа воде у акумулацији је релативно брза, генерално достижући 5~8 м/х, па чак и 8~10 м/х.
Захтеви за спречавање цурења из акумулације су високи. Ако потпуно пумпно-акумулациона електрана изазове велики губитак воде због цурења из горњег акумулације, производња електричне енергије електране ће бити смањена. Истовремено, како би се спречило цурење воде услед погоршања хидрогеолошких услова у подручју пројекта, што би резултирало оштећењима услед цурења и концентрованим цурењем, постављају се и виши захтеви за спречавање цурења из акумулације.
Водостај је висок. Водостај пумпно-акумулационе електране је генерално висок, углавном 200-800 метара. Пумпно-акумулациона електрана Ђисји, са укупним инсталираним капацитетом од 1,8 милиона киловата, је први пројекат у мојој земљи са водоводним делом од 650 метара, а пумпно-акумулациона електрана Дунхуа, са укупним инсталираним капацитетом од 1,4 милиона киловата, је први пројекат у мојој земљи са водоводним делом од 700 метара. Са континуираним развојем технологије пумпно-акумулационих електрана, број електрана са високим водоводним делом и великим капацитетом у мојој земљи ће се повећавати.
Јединица је инсталирана на малој надморској висини. Да би се превазишао утицај узгона и цурења на електрану, велике пумпно-акумулационе електране изграђене у земљи и иностранству последњих година углавном усвајају облик подземних електрана.
Најранија пумпно-акумулациона електрана на свету је пумпно-акумулациона електрана Нетра у Цириху, у Швајцарској, изграђена 1882. године. Изградња пумпно-акумулационих електрана у Кини почела је релативно касно. Прва реверзибилна јединица са косим протоком инсталирана је у акумулацији Гангнан 1968. године. Касније, са брзим развојем домаће енергетске индустрије, инсталирани капацитет нуклеарне и термоелектране се брзо повећавао, што је захтевало да електроенергетски систем буде опремљен одговарајућим пумпно-акумулационим јединицама.
Од 1980-их, Кина је почела снажно да гради велике пумпно-акумулационе електране. Последњих година, са брзим развојем економије и електроенергетске индустрије моје земље, моја земља је постигла плодна научна и технолошка достигнућа у аутономији опреме великих пумпно-акумулационих јединица.
До краја 2020. године, инсталирани капацитет пумпно-акумулационих електрана у мојој земљи износио је 31,49 милиона киловата, што је повећање од 4,0% у односу на претходну годину. У 2020. години, национални капацитет за производњу пумпно-акумулационе електричне енергије износио је 33,5 милијарди kWh, што је повећање од 5,0% у односу на претходну годину; новододати капацитет за производњу пумпно-акумулационе електричне енергије у земљи износио је 1,2 милиона kWh. Пумпно-акумулационе електране у мојој земљи, како у производњи тако и у изградњи, рангиране су на првом месту у свету.
Кинеска државна електрична мрежа (State Grid Corporation) одувек је придавала велики значај развоју пумпно-акумулационих електрана. Тренутно, State Grid има 22 пумпно-акумулационе електране у раду и 30 пумпно-акумулационих електрана у изградњи.
У 2016. години започета је изградња пет пумпно-акумулационих електрана у Зхен'ан, Схаанки, Јуронг, Јиангсу, Кингиуан, Лиаонинг, Ксиамен, Фујиан и Фуканг, Ксињианг;
У 2017. години почела је изградња шест пумпних електрана у округу Ји у Хебеју, Зхируи у Унутрашњој Монголији, Нингхаи у Џеђијангу, Јињун у Џеђијангу, Луонинг у Хенану и Пингђианг у Хунану;
У 2019. години почела је изградња пет пумпних електрана у Фунингу у Хебеју, Јиаохе у Јилину, Кујианг у Зхејиангу, Веифанг у Схандонгу и Хами у Ксињиангу;
2020. године, четири електране са пумпним акумулацијом у Сханки Иуанку, Сханки Хуниуан, Зхејианг Пан'ан и Схандонг Таи'ан фаза ИИ почеће са изградњом.
Прва пумпно-акумулациона електрана у мојој земљи са потпуно аутономном опремом. У октобру 2011. године, електрана је успешно завршена, што указује да је моја земља успешно савладала основну технологију развоја опреме за пумпно-акумулационе јединице.
У априлу 2013. године, пумпна акумулациона електрана Фуђијан Сјањоу је званично пуштена у рад за производњу електричне енергије; у априлу 2016. године, пумпна акумулациона електрана Џеђанг Сјањђу, са јединичним капацитетом од 375.000 киловата, успешно је повезана на мрежу. Аутономна опрема великих пумпних акумулационих јединица у мојој земљи је популаризована и континуирано се примењује.
Прва пумпно-акумулациона електрана у мојој земљи са падом од 700 метара. Укупни инсталирани капацитет је 1,4 милиона киловата. 4. јуна 2021. године, јединица 1 је пуштена у рад за производњу електричне енергије.
Тренутно је у изградњи пумпно-акумулациона електрана са највећим инсталираним капацитетом на свету. Укупни инсталирани капацитет је 3,6 милиона киловата.
Пумпно-акумулационе системе имају карактеристике основног, свеобухватног и јавног. Могу учествовати у регулационим услугама новог извора електроенергетског система, мреже, оптерећења и веза за складиштење, а свеобухватне користи су значајније. Носе безбедан стабилизатор напајања електроенергетског система, чист балансер са ниском емисијом угљеника и високо ефикасну важну функцију регулатора рада.
Прво је ефикасно решавање недостатка поузданих резервних капацитета електроенергетског система под продором великог удела нове енергије. Са предношћу двоструке регулације вршних капацитета, можемо побољшати капацитет регулације вршних капацитета електроенергетског система за велике капацитете и ублажити проблем снабдевања вршним оптерећењем изазван нестабилношћу нове енергије и вршним оптерећењем изазваним падом. Тешкоће у потрошњи изазване великим развојем нове енергије током периода могу боље промовисати потрошњу нове енергије.
Друго је ефикасно решавање неусклађености између излазних карактеристика нове енергије и потражње оптерећења, ослањајући се на флексибилну способност брзог реаговања, како би се боље прилагодило случајности и нестабилности нове енергије и како би се задовољила флексибилна потражња за прилагођавањем коју доноси нова енергија „у зависности од времена“.
Треће је ефикасно решавање недовољног момента инерције новог енергетског система са високим уделом. Захваљујући предности високог момента инерције синхроног генератора, може се ефикасно побољшати способност система да се заштити од поремећаја и одржати стабилност фреквенције система.
Четврто је ефикасно решавање потенцијалног утицаја „двоструко високог“ облика на нови електроенергетски систем на безбедност, преузимање функције резервног напајања у хитним случајевима и реаговање на изненадне потребе за подешавањем у било ком тренутку уз брзе могућности покретања и заустављања и брзог повећања снаге. Истовремено, као прекидно оптерећење, може безбедно уклонити номинално оптерећење пумпне јединице са милисекундним одзивом и побољшати безбедан и стабилан рад система.
Пети је ефикасно решавање високих трошкова прилагођавања које доноси велико повезивање на нову енергетску мрежу. Кроз разумне методе рада, у комбинацији са термоенергијом ради смањења емисије угљеника и повећања ефикасности, смањења напуштања енергије ветра и светлости, промоције расподеле капацитета и побољшања укупне економије и чистог рада целог система.
Ојачати оптимизацију и интеграцију инфраструктурних ресурса, координирати управљање безбедношћу, квалитетом и напретком 30 пројеката у изградњи, снажно промовисати механизовану градњу, интелигентну контролу и стандардизовану градњу, оптимизовати период изградње и осигурати да капацитет пумпно-акумулираних хидроелектрана премаши 20 милиона киловата током периода „14. петогодишњег плана“, а да оперативни инсталирани капацитет премаши 70 милиона киловата до 2030. године.
Друго је напоран рад на витком управљању. Јачање смерница за планирање, фокусирање на циљ „двоструког угљеника“ и спровођење стратегије компаније, висококвалитетна припрема „14. петогодишњег“ плана развоја за пумпно-акумулирајуће хидроелектране. Научна оптимизација прелиминарних радних процедура пројекта и унапређење студије изводљивости пројекта и његовог одобравања на уредан начин. Фокусирајући се на безбедност, квалитет, период изградње и трошкове, снажно промовисати интелигентно управљање и контролу, механизовану градњу и зелену изградњу инжењерских објеката како би се осигурало да пројекти у изградњи могу што пре остварити користи.
Продубити управљање животним циклусом опреме, продубити истраживање услуга електроенергетске мреже јединица, оптимизовати стратегију рада јединица и у потпуности служити безбедном и стабилном раду електроенергетске мреже. Продубити вишедимензионално витко управљање, убрзати изградњу модерног паметног ланца снабдевања, побољшати систем управљања материјалима, научно распоредити капитал, ресурсе, технологију, податке и друге производне факторе, снажно побољшати квалитет и ефикасност и свеобухватно побољшати ефикасност управљања и оперативну ефикасност.
Трећи је тражење продора у технолошким иновацијама. Детаљна имплементација „Новог акционог плана за скок напред“ за научне и технолошке иновације, повећање улагања у научна истраживања и побољшање способности за независне иновације. Повећање примене технологије јединица са променљивом брзином, јачање технолошког истраживања и развоја јединица великог капацитета од 400 мегавата, убрзање изградње лабораторија за моделе пумпно-турбинских система и лабораторија за симулације и улагање свих напора у изградњу независне платформе за научне и технолошке иновације.
Оптимизовати распоред научних истраживања и расподелу ресурса, ојачати истраживање основне технологије пумпно-акумулираних хидроелектрана и тежити превазилажењу техничког проблема „заглављеног врата“. Продубити истраживање примене нових технологија као што је „Big Cloud IoT Smart Chain“, свеобухватно применити изградњу дигиталних интелигентних електрана и убрзати дигиталну трансформацију предузећа.
Време објаве: 07.03.2022.
