西安地区建立抽水蓄能电站的可行性初探

摘　要：抽水蓄能电站既是良好的调峰电源又具有电网调度上的高度灵活性。它与常规水电站相比，除了具有相同的调峰、调相和备用的功能外，还能利用电网低谷时的电力，把电网内成本低的电能，转换为成本高，售价也高的峰荷电能，为整个电网带来经济效益。本文就其功能、作用及效益评价等方面做简要的探究。

关键词：抽水蓄能电站；功能；作用；评价；可行性
一、引言
　　抽水蓄能式水电站是利用电网中负荷低谷时的电力从下水库抽水到上水库蓄能,待电网高峰负荷时,放水回到下水库发电的水电站。
二、抽水蓄能电站的功能与作用
　　抽水蓄能电站一般由上水库(池)和下水库(池)、引水系统、电站厂房、尾水部分和水泵水轮发电机组组成。以蓄水为目的，利用工业多余的电能把汛期河中的水抽到山上水库中贮存起来,到枯季再放下来发电,这称为季调节型抽水蓄能电站；既有调节作用又有发电功能的为混合抽水蓄能电站。蓄能式水电站可承担电网的调峰、填谷、调相、调频和事故备用的任务，对解决电网日趋加大的负荷峰谷差，提高电能质量，促进经济发展具有重要作用。
　　目前我国的“一快二大”的基本格局，即经济发展速度快，电力负荷增大、峰谷差加大，决定了我国的抽水蓄能已经到了一个必须快速发展的阶段。另一方面国际社会减少温室气体排放的压力，使得全世界都加速了新能源和可再生能源的发展。相比之下，我国电力结构调整的任务更加繁重。目前我国的核电、风电、光伏发电等新能源的建设规模都在快速的增长。大量的核电、风电、光伏发电等新能源和可再生能源的入网，更离不开电网中抽水蓄能的调节作用。
三、抽水蓄能电站的效益评价
　　抽水蓄能电站的效益不仅单从负荷低谷时用电抽水后发的电来衡量，它是一个全面的综合评价效益体系，效益主要体现在两个方面：
　　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。
　　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。
　　总之，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。
四、 西安地区建设抽水蓄能电站的必要性和可行性
　　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。
　　抽水蓄能电站的站址规划是在负荷中心的周围地区寻找可能开发的站址。其可选面不象常规水电站那样只能沿着河流寻找合适的站址，它的可选面比较宽，站址选对了可大量节约建设资金。一般要求上、下池之间的落差愈高愈好。针对抽水蓄能电站的特点，大多选址是在已有水库的地方寻找山头建设上池，其中上池用于蓄水，以原有水库作为下池。部分站址也可选择已有水库附近的谷地建设下池，以原有水库作为上池。大多是汛期抽水，枯水期发电。
　　目前在西安地区符合这种条件的地方有两处：
　　一是在西安翠华山；二是在石砭峪水库。这两处地点都符合修建抽水蓄能电站的选址条件，距离西安负荷中心都很近（二、三十公里），而且目前都已具备有上水库的优势。
　　但是翠华山风景名胜地区，开工建设这样一个电站，要受到很多条件的制约，不容易获得批准。
　　若在石砭峪水库修建情况就会有利的多。首先，做为一个已在使用的水库，现有水库库容2810万M3（即已有了上水库），其次，目前也有一座正在运行的水电站（电站装机1500KW、三台机组），落差达到85米，供水、发电支洞最大过流量8M3/S。据了解，西安地区电网的负荷低谷是在凌晨1-6点之间。根据以上有利条件，修建抽水蓄能电站只需要做以下两个事情，一、建一个下水库。根据计算库容最大为17万M3，对于修建这样一个下水库库容，水库本身处在山区，附近沟壑较多，在合适的沟壑出口处修建一道拦水堤坝，就可解决下水库问题。不但可以改善石砭峪库区生态环境，还增加额外的旅游资源。二，现有三台发电机组装机时间已经超过十五年以上，机组已很成旧，本身就需要对三台老旧机组进行改造。这样顺势改造成可逆转发电机组，一举两得。
五、国家产业政策支持及效益
　　2004年1月发改委的71号文指出：抽水蓄能电站原则上由电网经营企业建设和管理，具体规模、投资与建设条件由国务院投资主管部门严格审批，其建设和运行成本纳入电网运行费用统一核定。这种政策极大的推动了抽水蓄能电站的协调规划和投资建设。西安地区目前为止还没有一家抽水蓄能电站，将石砭峪水库电站改扩建成抽水蓄能电站，不但从政策上可以获得国家的支持，而且还可以从价格上获得更多优惠和扶持。
　　目前西安正在努力创建国际化大都市，在基础设施中增加一座抽水蓄能电站可大幅度提高地区电网的可靠性，同时减少污染，降低碳排放量，有利于提高西安整体形象。这种融水利、水电、抽水蓄、旅游、环保等功能于一体，并结合当地电力系统的综合开发模式，给水利和水电事业的发展带来了新的活力，将为水利水电事业的可持续发展提出新的开发前景。
参考文献：
[1]周全仁.发展抽水蓄能电站的必要性和可行性研究，华中电力， 2005，6；32-33.
[2]高敏.陕西抽水蓄能电站发展前景探讨，西北电气化，2002，1；26-28.
[3]翟国寿.我国抽水蓄能电站建设现状及前景展望，电力设备， 2006,(10)；76-77.