Nhà máy thủy điện tích năng là công nghệ được sử dụng rộng rãi và hoàn thiện nhất trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng quy mô lớn, với công suất lắp đặt có thể đạt mức gigawatt. Hiện nay, đây là nhà máy thủy điện tích năng có quy mô phát triển hoàn thiện nhất trên thế giới.
Nhà máy thủy điện tích năng có công nghệ hoàn thiện và ổn định, mang lại lợi ích tổng hợp cao. Nó thường được sử dụng để giảm tải đỉnh và dự phòng. Nhà máy thủy điện tích năng là công nghệ được sử dụng rộng rãi và hoàn thiện nhất trong lưu trữ năng lượng quy mô lớn, và công suất lắp đặt của nhà máy có thể đạt mức gigawatt.
Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ của Ủy ban chuyên môn về lưu trữ năng lượng thuộc Hiệp hội Nghiên cứu Năng lượng Trung Quốc, hiện nay, các nhà máy thủy điện tích năng có sự phát triển hoàn thiện nhất và công suất lắp đặt lớn nhất trên thế giới là các nhà máy thủy điện tích năng. Đến năm 2019, tổng công suất lưu trữ năng lượng toàn cầu đã đạt 180 triệu KW, và công suất lắp đặt của các nhà máy thủy điện tích năng đã vượt quá 170 triệu KW, chiếm 94% tổng công suất lưu trữ năng lượng toàn cầu.
Nhà máy thủy điện tích năng sử dụng năng lượng từ hệ thống điện khi tải thấp để bơm nước lên cao tích trữ, và xả nước để phát điện trong giờ cao điểm. Khi tải thấp, nhà máy thủy điện tích năng đóng vai trò là người sử dụng; khi tải cao điểm, nó hoạt động như một nhà máy điện.
Tổ máy thủy điện tích năng có hai chức năng cơ bản: bơm nước và phát điện. Tổ máy hoạt động như một tuabin thủy lực trong thời gian tải trọng cao điểm của hệ thống điện. Độ mở của cánh dẫn hướng tuabin thủy lực được điều chỉnh thông qua hệ thống điều tốc để chuyển đổi năng lượng tiềm năng của nước thành năng lượng cơ học của sự quay của tổ máy, và sau đó năng lượng cơ học được chuyển đổi thành năng lượng điện thông qua máy phát điện;
Khi tải của hệ thống điện thấp, nó được sử dụng như một máy bơm nước để hoạt động. Năng lượng điện ở điểm thấp được sử dụng để bơm nước từ bể chứa thấp hơn lên bể chứa cao hơn. Thông qua sự điều chỉnh tự động của hệ thống điều tốc, độ mở của cánh dẫn hướng được tự động điều chỉnh theo cột áp bơm, và năng lượng điện được chuyển hóa thành thế năng của nước để tích trữ.
Nhà máy thủy điện tích năng chủ yếu chịu trách nhiệm giảm tải đỉnh, điều chỉnh tần số, dự phòng khẩn cấp và khởi động lại hệ thống điện, giúp cải thiện và cân bằng tải của hệ thống điện, nâng cao chất lượng cung cấp điện và lợi ích kinh tế của hệ thống điện, đồng thời là trụ cột đảm bảo vận hành an toàn, kinh tế và ổn định của lưới điện. Nhà máy thủy điện tích năng được biết đến như là "bộ ổn định", "bộ điều chỉnh" và "bộ cân bằng" trong vận hành an toàn của lưới điện.
Xu hướng phát triển của các nhà máy thủy điện tích năng trên thế giới là cột nước cao, công suất lớn và tốc độ cao. Cột nước cao có nghĩa là tổ máy đang được phát triển để đáp ứng cột nước cao hơn. Công suất lớn có nghĩa là công suất của một tổ máy đang tăng lên. Tốc độ cao có nghĩa là tổ máy áp dụng tốc độ riêng cao hơn.
Cấu trúc và đặc điểm
Các công trình chính của nhà máy thủy điện tích năng thường bao gồm thượng lưu, hạ lưu, hệ thống dẫn nước, nhà máy phát điện và các công trình chuyên dụng khác. So với các nhà máy thủy điện thông thường, các công trình thủy lực của nhà máy thủy điện tích năng có những đặc điểm chính sau:
Có hai hồ chứa. So với các nhà máy thủy điện thông thường có cùng công suất lắp đặt, dung tích hồ chứa của các nhà máy thủy điện tích năng thường nhỏ hơn.
Mực nước hồ chứa thay đổi rất lớn, thường xuyên dâng lên và hạ xuống. Để thực hiện nhiệm vụ giảm tải đỉnh và bù tải đáy trong lưới điện, biên độ dao động hàng ngày của mực nước hồ chứa tại các nhà máy thủy điện tích năng thường lớn, nói chung là hơn 10 ~ 20m, và một số nhà máy thủy điện đạt tới 30 ~ 40m, và tốc độ biến thiên mực nước hồ chứa rất nhanh, thường lên tới 5 ~ 8m/h, hoặc thậm chí 8 ~ 10m/h.
Yêu cầu về chống thấm cho hồ chứa rất cao. Nếu nhà máy thủy điện tích năng bị mất nhiều nước do rò rỉ ở thượng nguồn, sản lượng điện của nhà máy sẽ bị giảm. Do đó, yêu cầu về chống thấm cho hồ chứa rất cao. Đồng thời, để ngăn ngừa sự xuống cấp của điều kiện thủy văn địa chất trong khu vực dự án, thiệt hại do thấm và rò rỉ tập trung do nước thấm, các yêu cầu cao hơn cũng được đặt ra đối với công tác phòng chống thấm cho hồ chứa.
Cột nước cao. Cột nước của các nhà máy thủy điện tích năng thường cao, chủ yếu từ 200 đến 800 mét. Nhà máy thủy điện tích năng Jixi với tổng công suất lắp đặt 1,8 triệu kW là dự án có đoạn cột nước cao 650 mét đầu tiên ở Trung Quốc, và nhà máy thủy điện tích năng Dunhua với tổng công suất lắp đặt 1,4 triệu kW là dự án có đoạn cột nước cao 700 mét đầu tiên ở Trung Quốc. Với sự phát triển không ngừng của trình độ kỹ thuật các nhà máy thủy điện tích năng, số lượng các nhà máy thủy điện có cột nước cao và công suất lớn ở Trung Quốc sẽ ngày càng nhiều.
Độ cao lắp đặt của tổ máy khá thấp. Để khắc phục ảnh hưởng của lực nổi và sự thấm nước lên nhà máy thủy điện, các nhà máy thủy điện tích năng lớn được xây dựng trong và ngoài nước trong những năm gần đây chủ yếu áp dụng hình thức nhà máy thủy điện ngầm.
Thời gian đăng bài: 25/04/2022
