绿色节能的“另类”能源
为解决电网峰谷差矛盾,一种特别的电源——抽水蓄能电站应运而生。它在用电低谷时利用过剩电力将水从下水库抽到上水库储存起来,然后在用电高峰时将水放出发电,水流入下水库。它是间接储存电能的一种方式,被誉为国家的“电力粮库”。
与常规电源相比,它有几个特别之处。第一,抽水蓄能电站能够适应电网的不同需求,具有常规电源难以企及的调峰填谷作用。第二,抽水蓄能电站运行灵活,启停方便,从启动到满负荷只需1~2分钟,由抽水运行转换到发电工况仅需3~4分钟,是电网最佳的紧急事故备用和“黑启动”电源。第三,抽水蓄能电站能够适应负荷的急剧变化,机组出力调整灵活,负荷调整范围大,调频、调相性能好,是电网出色的频率调节和电压稳定电源。
由于抽水蓄能电站的上述功能,人们普遍认识到它对提高电力系统安全稳定运行水平、电网供电质量和可靠性的重要作用,但是,抽水蓄能的绿色环保和节能降耗的发电特性还有待社会认同。
从静态效益看,抽水蓄能机组能够减少火电机组参与调峰的启停次数,使得火电机组出力保持平稳,提高负荷率,从而降低燃料和维护等费用,减少污染物排放,给火电厂带来巨大的经济效益和社会环保效益。同时,抽水蓄能电站可以替代部分常规火电机组,相应地减少了常规火电调峰电源的建设。尽管抽水蓄能电站在整个运行过程中,部分能量会在转化过程中流失,但是,与采用增建火电设备来进行调峰的方式相比,使用抽水蓄能电站的效益要大得多。它使火电或核电机组能够更多地承担系统的基荷和腰荷。
从动态效益看,抽水蓄能电站的调频、调相、事故备用和“黑启动”等功能,使电网避免了停电事故带来的巨大经济损失,所产生的间接社会效益无法估量。
抽水蓄能电站可以优化能源结构,实现总体节能降耗,在促进社会经济协调发展、环境保护和资源节约利用等方面发挥着巨大作用,最终造福于发电企业、广大电力用户和全社会。但是,由于这种效益只有通过电网运行才能显现出来,所以不易为人认知。
抽水蓄能与电网的“一世情缘”
“花儿离不开水,瓜儿离不开秧”,抽水蓄能与电网就是这样的相互依存关系。对电网而言,抽水蓄能电站扮演着双重角色:抽水时它是电网的用户,放水发电时它又是向电网供电的重要电源。随着电网规模的扩大和全国联网步伐的加快,抽水蓄能对电网的意义越来越重大。特别是在厂网分开后,电网企业可供直接调控的电厂较少,调控手段和调峰容量不足,在维护电网安全稳定运行方面面临的困难越来越大。而与此同时,用户对供电可靠性和供电质量的要求越来越高。为此,电网企业迫切需要发展抽水蓄能电站,保证电网安全稳定运行。随着“西电东送”和全国联网工程的推进,在受端电网建设抽水蓄能电站,不仅可以为受端电网提供事故备用电源,而且可以弥补远距离直流输电时高峰不能输出无功、低谷不能吸收无功的缺陷。此外,抽水蓄能电站在低谷时吸纳电量,可以显著增加电网远距离输电能力,提高线路的输送效率,改善线路运行状况。因此,抽水蓄能电站服务电网已不再是单个抽水蓄能电站在局部电网发挥作用,而是形成抽水蓄能电站群在区域电网及跨区互联电网中发挥互补性整体作用。“从这个意义上说,电网企业必须拥有一定数量的有效的调峰、调频、调相、事故备用和‘黑启动’设备容量,以满足用电需求的变化。”一位抽水蓄能专家说。
基于抽水蓄能电站与电网的这种特殊关系,2002年2月国务院出台的5号文件明确规定“区域电网公司可以拥有抽水蓄能电厂或少数应急、调峰电厂”。同年6月召开的电力体制改革工作领导小组第二次工作会议纪要进一步明确,在改革的过渡时期,为保证电网安全稳定运行,电网可以保留少数必要的应急、调峰、调频电厂(主要是抽水蓄能电站、少数调节性能好的水电厂和燃气燃油电厂)。
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