1、抽水蓄能发电技术罗远福罗远福知识回顾抽水蓄能电站分为几类，各自有什么特点？1 1、日调节电站；、日调节电站；2 2、周调节电站；、周调节电站；3 3、季调节电站。、季调节电站。知识回顾抽水蓄能电站的机组型式有哪几类，分别有什么特点？抽水蓄能电站的机组型式有哪几类，分别有什么特点？一、四机式机组：一、四机式机组：二、三机式机组：二、三机式机组：三、二机式机组：三、二机式机组：知识回顾抽水蓄能电站有哪几部分组成，其特点是什么？抽水蓄能电站有哪几部分组成，其特点是什么？1、上、下水库2、引水系统（高压部分、低压部分）3、电站厂房知识回顾抽水蓄能电站的局限性有哪些？抽水蓄能电站的局限性有哪些？1、不适
2、宜小电网2、水库容量不适应电网发展3、水头需求与技术发展不协调本次课内容：抽水蓄能电站的经济性抽水蓄能电站的经济性抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：一、抽水蓄能电站的静态效益：一、抽水蓄能电站的静态效益：1 容量效益容量效益2 能量转换效益能量转换效益 节节煤煤效益效益 循环效率循环效率3 组合式抽水蓄能电站的效益组合式抽水蓄能电站的效益抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：1 容量效益容量效益 （1）由于抽水蓄能电站的站址选择受到的限制较少，）由于抽水蓄能电站的站址选择受到的限制较少，常能选在地形良好、地质条件优越、地点靠近用电常能选在地形良好、地质条件优越、地点靠近用电中心
3、的位置；中心的位置；抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：1 容量效益容量效益 （2）其造价一般低于常规水电站或火电站以及核电）其造价一般低于常规水电站或火电站以及核电站的造价；站的造价；江口电站约江口电站约20亿亿30WkW，广东惠州抽水蓄能广东惠州抽水蓄能80亿亿240WkW 抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：1 容量效益容量效益 （3）建设周期比同容量的常规水电站要短；）建设周期比同容量的常规水电站要短；江口江口3*10 4年年8个月个月 广东惠州抽水蓄能广东惠州抽水蓄能8*30WkW 4年年7个月个月 抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：1 容量效益容量效益 （
4、4）运行费用更比火电机组要低。）运行费用更比火电机组要低。当电力系统中缺少调蜂电源时，建设抽水蓄能当电力系统中缺少调蜂电源时，建设抽水蓄能电站可减少其他火电装机容量，改变能源结构，减电站可减少其他火电装机容量，改变能源结构，减少电力建设投资。少电力建设投资。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：2 能量转换效益能量转换效益 抽水蓄能机组抽水时是一个大负荷，消耗电能，抽水蓄能机组抽水时是一个大负荷，消耗电能，可起填谷作用。可起填谷作用。有一部分本应压低出力的火电机组此时可以在有一部分本应压低出力的火电机组此时可以在最优工况下运转，其利用率和运转效率均得到提高。最优工况下运转，其利用率和运转
5、效率均得到提高。抽水蓄能电站通过能量转换，将成本较低的低抽水蓄能电站通过能量转换，将成本较低的低谷电能转换为峰荷电能，代替了发电成本很高的调谷电能转换为峰荷电能，代替了发电成本很高的调峰火电机组。峰火电机组。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：3 节节煤煤效益效益 由于抽水蓄能机组的投入，电网负荷分配得到调由于抽水蓄能机组的投入，电网负荷分配得到调整，使火电机组的工作出力增加，运行工况得到改整，使火电机组的工作出力增加，运行工况得到改善，使系统火电总平均煤耗下降。善，使系统火电总平均煤耗下降。当系统平均煤耗率下降到所节省的煤耗量足以当系统平均煤耗率下降到所节省的煤耗量足以抵消抽水所需的
6、耗煤量时，就产生节煤效益。抵消抽水所需的耗煤量时，就产生节煤效益。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：4 循环效率循环效率 抽水蓄能在能量转换过程中要有能量损失，即抽水蓄能在能量转换过程中要有能量损失，即发电量将小于抽水耗电量。发电量将小于抽水耗电量。抽水蓄能电站的综合效率为发电能量抽水蓄能电站的综合效率为发电能量ET除以抽水除以抽水耗电能量耗电能量EP：抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：4 循环效率循环效率 现在新设计的蓄能机组均可达到综合效率现在新设计的蓄能机组均可达到综合效率70一一75，条件特别优越的大型机组可达，条件特别优越的大型机组可达到到78一一79。火电火电4
7、0左右左右抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：5 组合式抽水蓄能电站的效益组合式抽水蓄能电站的效益 组合式抽水蓄能电站内装有常规水组合式抽水蓄能电站内装有常规水电机组和蓄能机组，在运行上它有优于电机组和蓄能机组，在运行上它有优于纯蓄能电站的地方：纯蓄能电站的地方：抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：5 组合式抽水蓄能电站的效益组合式抽水蓄能电站的效益 (1)蓄能机组在枯水期或不需供水时可抽水到上水蓄能机组在枯水期或不需供水时可抽水到上水库中保存为发电之用，而不致产生发电时出力受阻。库中保存为发电之用，而不致产生发电时出力受阻。(2)常规水电机组和蓄能机组互为补充，互为备用，常规
8、水电机组和蓄能机组互为补充，互为备用，可增加尖峰电量并减少耗水电量，其效果是增加了可增加尖峰电量并减少耗水电量，其效果是增加了蓄能机组或蓄能电站的综合效益。蓄能机组或蓄能电站的综合效益。以我国的潘家口电站为例，电站安装常规水电以我国的潘家口电站为例，电站安装常规水电机组机组1150MW，抽水蓄能机组，抽水蓄能机组390MW。全电站。全电站增加的尖峰电量与抽水所耗电量的比值达到增加的尖峰电量与抽水所耗电量的比值达到1.4：1 抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：5 组合式抽水蓄能电站的效益组合式抽水蓄能电站的效益 (3)由于电站中有两种机组，改善了电站在系统中由于电站中有两种机组，改善了
9、电站在系统中的作用和电站的有关指标；的作用和电站的有关指标；潘家口抽水蓄能电站二期工程的单位装机容量潘家口抽水蓄能电站二期工程的单位装机容量投资与我国同时期修建的纯抽水蓄能电站相比是较投资与我国同时期修建的纯抽水蓄能电站相比是较经济的。经济的。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：二二 价值分析价值分析 价值分析法是近年来迅速发展的系统技术经济方价值分析法是近年来迅速发展的系统技术经济方法。法。现在很多国家都使用价值分析方法来寻求降低建现在很多国家都使用价值分析方法来寻求降低建设成本，以提高工程的效益。设成本，以提高工程的效益。通过价值分析可以找到如何通过价值分析可以找到如何最有效地利用
10、资源和最有效地利用资源和通过经济效益的途径。通过经济效益的途径。价值分析的价值分析的方法很多以下简要介绍其中方法很多以下简要介绍其中3种。种。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：二二 价值分析价值分析 1、益本比法：、益本比法：益本比法的准则是：产品的价值系数益本比法的准则是：产品的价值系数V是满足用户要是满足用户要求的功能求的功能F与所花用费与所花用费C的比值。的比值。用公式表达为：用公式表达为：V=F/C抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：在电力系统在电力系统需要装设调峰容量需要装设调峰容量时，选取火电站当时，选取火电站当然是不适
11、合的。在两种水电站中，即或有合理的然是不适合的。在两种水电站中，即或有合理的途径可以开发常规水电，也应考虑抽水蓄能机组。途径可以开发常规水电，也应考虑抽水蓄能机组。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：投资比较法投资比较法3 经济内部收益率法经济内部收益率法抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：三、三、抽水蓄能电站的可靠性和可用率抽水蓄能电站的可靠性和可用率可用率可用率：可利用时间与自然时间之比。：可利用时间与自然时间之比。抽水蓄能机组与火电机组或其他热力机抽水蓄能机组与火电机组或其他热力机组相比，发电及控制设备相对简单，自动化组相比，发电及控制设备相对简单，自动化程度高，运行事故
12、率低于火电机组，故蓄能程度高，运行事故率低于火电机组，故蓄能机组的机组的可靠性较高可靠性较高。水电机组的维护修理相对简单，停机时水电机组的维护修理相对简单，停机时间少。蓄能机组也是水电机组故间少。蓄能机组也是水电机组故可用率可用率也也高高。（水电机组可用率举例）。（水电机组可用率举例）抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：三、三、抽水蓄能电站的可靠性和抽水蓄能电站的可靠性和可用率可用率抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资 在抽水蓄能电站的规划设计阶段，需要在抽水蓄能电站的规划设计阶段，需要有电站造价的资料，以便估算工程投资。有电
13、站造价的资料，以便估算工程投资。可以从已建成的电站实际资料中统计出可以从已建成的电站实际资料中统计出一些参考数字。一些参考数字。不过抽水蓄能电站与常规水电站相比，不过抽水蓄能电站与常规水电站相比，就电站的设计型式、施工方法和设备构造等就电站的设计型式、施工方法和设备构造等方面而言，不同电站之间方面而言，不同电站之间有更大的差异有更大的差异、因、因之统计资料的准确性比常规水电站要差些。之统计资料的准确性比常规水电站要差些。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资国外经验：国外经验：(1)在在20世纪世纪70年代年代，瑞士瑞士国家水资源局使国
14、家水资源局使用根据建设经验归纳的计算公式。用根据建设经验归纳的计算公式。对拟建中的抽水蓄能电站造价进行估算，如对拟建中的抽水蓄能电站造价进行估算，如造价小于造价小于400法郎法郎kw则认为是很有利的；如则认为是很有利的；如在在400一一500法郎之间则属于可取的；如在法郎之间则属于可取的；如在500一一600法郎之间则需慎重考虑；如大于法郎之间则需慎重考虑；如大于600法郎法郎则认为是不经济的则认为是不经济的.抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资国外经验：国外经验：(1)在在20世纪世纪70年代年代，瑞士瑞士国家水资源局使国家水资源局
15、使用根据建设经验归纳的计算公式。用根据建设经验归纳的计算公式。对拟建中的抽水蓄能电站造价进行估算，如对拟建中的抽水蓄能电站造价进行估算，如造价小于造价小于400法郎法郎kw则认为是很有利的；如则认为是很有利的；如在在400一一500法郎之间则属于可取的；如在法郎之间则属于可取的；如在500一一600法郎之间则需慎重考虑；如大于法郎之间则需慎重考虑；如大于600法郎法郎则认为是不经济的则认为是不经济的.抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资采用瑞士经验的采用瑞士经验的前提前提是：是：每座蓄能电站至少装机每座蓄能电站至少装机2台；电站主要为
16、地下式；台；电站主要为地下式；蓄能电站的总效率为蓄能电站的总效率为70一一73；机组；机组的工作时间为每天发电的工作时间为每天发电5h(每年每年1500h)每天抽每天抽水水10h(每年每年3000h)；抽水用电电价在夏季为；抽水用电电价在夏季为0015法郎法郎/kwh，冬季为，冬季为0.025法郎法郎/kwh.(每年运行每年运行7000h的核电机组的发电成本为的核电机组的发电成本为003法郎法郎VV小小)。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资 包括了：中国抽水蓄能电站行业社会环境分析1人口环境分析2教育环境分析3文化环境分析4生态环境
17、分析5中国城镇化率6居民的各种消费观念和习惯抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资 机电设备投资比例：国外抽水蓄能电站的机电设备投资比例大致在20，在我国机电设备的投资比重要大些，蓄能电站如果采用国产机组设备其投资比例大致可维持在40左右。但我国蓄能电站大多倾向于使用引进的外国机组，以致机电设备投资超过总投资的12.抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：四、四、抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的建设投资抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电
18、站的经济性：五、五、抽水蓄能电站的运行费用抽水蓄能电站的运行费用不同的国家，运行费用不同不同的国家，运行费用不同1、法国用电网优化方法计算：、法国用电网优化方法计算：法国自法国自1957年开始分时电价，一年中按高峰、低谷年开始分时电价，一年中按高峰、低谷及中期时段划分成及中期时段划分成8个时段，实施分时电价。并按个时段，实施分时电价。并按电压等级和负荷容量也分为电压等级和负荷容量也分为6种电价分类。以装机种电价分类。以装机容量容量1800Mw的蓄能电站为例，该电站总投资的蓄能电站为例，该电站总投资43亿法郎，年发电量亿法郎，年发电量14亿亿kwh，抽水耗电量，抽水耗电量18亿亿kwh，接近于，
19、接近于4kwh换换3kW的比例，但因蜂谷电价的比例，但因蜂谷电价差达到差达到10倍。（计算：高峰电价倍。（计算：高峰电价4法郎、低谷电价法郎、低谷电价0.4法郎，约多少年后开始盈利）法郎，约多少年后开始盈利）抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：五、五、抽水蓄能电站的运行费用抽水蓄能电站的运行费用2、德国、德国 用替代调峰电站的投资作比较用替代调峰电站的投资作比较抽水蓄能电站年分摊的基本费用；抽水蓄能电站年分摊的基本费用；替代电站按年分摊的基本费用；替代电站按年分摊的基本费用；基荷电站单位发电量的燃料费用：基荷电站单位发电量的燃料费用：峰荷电站单位发电量的燃料费用；峰荷电站单位发电量的燃
20、料费用；蓄能电站年发电量小时数。蓄能电站年发电量小时数。抽水蓄能电站的经济性：抽水蓄能电站的经济性：五、五、抽水蓄能电站的运行费用抽水蓄能电站的运行费用3、中国、中国抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：关于抽水蓄能电站的作用多强调其调峰填关于抽水蓄能电站的作用多强调其调峰填谷，改善火电机组运行条件，节省燃煤，减谷，改善火电机组运行条件，节省燃煤，减少弃水，增加水电电少弃水，增加水电电量等功能。量等功能。其实它的更大作用在于承担事故备用，保其实它的更大作用在于承担事故备用，保证系统稳定、经济地运行，发挥线路输电能证系统稳定、经济地运行，发挥线路输电能力，节省电力系统投资和运行费用，提
21、高供力，节省电力系统投资和运行费用，提高供电质量和系统的安全电质量和系统的安全可靠度，也就是可靠度，也就是它的动它的动态效益高于其静态效益态效益高于其静态效益。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：1 调峰调峰效益效益 调频效益调频效益 旋转备用效益旋转备用效益2 调相效益调相效益抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：1 1 调峰调峰效益效益 抽水蓄能机组不仅可以顶峰发电，还可以迎抽水蓄能机组不仅可以顶峰发电，还可以迎峰发电，即在负荷高峰出现时，快速起动带峰发电，即在负荷高峰出现时，快速起动带上负荷，弥补火电机组升荷慢的缺点。上负荷，弥补火电机组升荷慢的缺点。有些大电力系统
22、在高峰时，负荷变化率有有些大电力系统在高峰时，负荷变化率有5050Mw/minMw/min，在晚间高峰时可达，在晚间高峰时可达100MW100MWminmin，抽水蓄，抽水蓄能机组可以做到跟随负荷变化，而大型火电机能机组可以做到跟随负荷变化，而大型火电机组的负荷反应速率做不到这样快的负荷跟随，组的负荷反应速率做不到这样快的负荷跟随，所以如果系统里没有蓄能电站就很难应付这样所以如果系统里没有蓄能电站就很难应付这样大的负荷变化。大的负荷变化。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：1 1 调峰调峰效益效益 汽轮机汽轮机和和常规水轮机常规水轮机也能满足也能满足负荷变化过快的特点。负荷变化过快
23、的特点。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：3 3 旋转备用效益旋转备用效益 电力系统要求网内电站有一定的备用容量。电力系统要求网内电站有一定的备用容量。备用容量一般分为负荷备用、事故备用和备用容量一般分为负荷备用、事故备用和检修备用三类。检修备用三类。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：3 3 旋转备用效益旋转备用效益 负荷备用容量负荷备用容量用以应付不可预测的负荷增加；用以应付不可预测的负荷增加；事事故备用容量故备用容量用来迅速顶替发生事故的机组，使用来迅速顶替发生事故的机组，使系统快速脱落事故状态，避免大范围停电甚至系统快速脱落事故状态，避免大范围停电甚至系统瓦解
24、的危险；系统瓦解的危险；检修备用容量检修备用容量是为替代需要检修的机组工作的容是为替代需要检修的机组工作的容量。量。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：3 3 旋转备用效益旋转备用效益 为保证系统安全可靠运行，负荷备用及事故备为保证系统安全可靠运行，负荷备用及事故备用容量中的一部分要经常处于旋转状态，这用容量中的一部分要经常处于旋转状态，这部分称为旋转备用容量。部分称为旋转备用容量。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：4 4 调相效益调相效益 电力系统的无功电力不足会造成电网电压下电力系统的无功电力不足会造成电网电压下降。在电力平衡中，除有功电力要平衡，无功降。在电力平
25、衡中，除有功电力要平衡，无功电力也要平衡，为此需装设调相机，或将同步电力也要平衡，为此需装设调相机，或将同步发电机改作调相机运行。发电机改作调相机运行。抽水蓄能机组，不但在发电或抽水以外的时抽水蓄能机组，不但在发电或抽水以外的时间可以做调相机运行，在发电或抽水的同时也间可以做调相机运行，在发电或抽水的同时也可以向电网供给无功电力，因而可节省专门设可以向电网供给无功电力，因而可节省专门设置的调相机。置的调相机。抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：抽水蓄能电站的动态效益：视频（见附件）视频（见附件）地址：地址：http:/
