水电与抽水蓄能期刊官网

晚上的时候，用抽水机把水从低处抽到高处的水库；白天的时候，再让水从水库流下，途经发电站发电。也就是说晚上是电能转化为动能，白天是动能转化为电能。虽然存在相当大的损耗，但是由于没有那么大的蓄电池，所以用这种方法还是能起到调节用电峰谷的作用。某些地方由于白天和晚上的电价差异较大，用这种方法还能盈利。

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，还适于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电站和核电站的效率。我国抽水蓄能电站建设虽然起步比较晚，但由于后发效应，起点却较高，已经建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。广州一、二期抽水蓄能电站总装机容量2400MW，为世界上最大的抽水蓄能电站。天荒坪与广州抽水蓄能电站机组单机容量300MW，额定转速500r/min，额定水头分别为526m和500m，已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平。西龙池抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组最大扬程704m，仅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能电站机组。十三陵抽水蓄能电站上水库成功采用了全库钢筋混凝土防渗衬砌，渗漏量很小，也处于世界领先水平。天荒坪、张河湾和西龙池抽水蓄能电站采用现代沥青混凝土面板技术全库盆防渗，处于世界先进水平。

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抽水蓄能电站原理：

抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库（上池）和一个建在电站下游的下池。抽水蓄能电站的机组能起到作为一般水轮机的发电的作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用。在电力系统的低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，在上池蓄水；在高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，送到电网。

抽水蓄能电站结构：

抽水蓄能电站应有上水库、高压引水系统、主厂房、低压尾水系统和下水库。

抽水蓄能电站有上、下两个水库。上水库的进出水口，发电时为进水口，抽水时为出水口;下水库的进出水口，发电时为出水口，抽水时为进水口。常规水电站一般仅有一个水库，仅有一个发电进水口和一个出水口。

按水文条件来看，如果上库没有流域面积或流域面积甚小，没有天然入流量，则这一类抽水蓄能电站称为“纯抽水蓄能电站”，厂房内安装流量基本相同的水轮机 和(或)水泵。如果上库有天然入流量，则这一类抽水蓄能电站称为“混合式抽水蓄能电站”。厂房内除安装抽水蓄能机组外，尚可增装常规的水轮发电机，其容量 与来水量相匹配。此外，下库还可另安装常规径流水轮发电机，其容量与上、下水库总来水量相匹配。此类电站可获得较佳的经济效果。

抽水蓄电站一般采用高水头以达到高效率低水耗，因此，压力引水管也同样承受高压。高压管道除了进入厂房部份采用大口径压力钢管外，其余部分均采用隧洞或 竖井。洞的内部衬砌是影响压力的重要因素，一般情况下采用钢板衬砌。当地质条件较好时可将部份内水压力传递至周围岩石上，以减少钢板用量及工程费用。为 增强衬砌刚度，防止压曲，对衬砌钢板再加焊劲环或劲带。为了防止水锤的发生，调压井的设置与常规水电站相同，特别要考虑过渡工况下的负水锤和涌流。如调压 井的位置选择困难，亦可采用气垫式调压室，它与常规调压井起到同样的作用。抽水蓄能的水泵需要有正的吸入扬程，因此与常规水电站不同，尾水管道也是有压力的。

分类：

1、按电站有无天然径流分

（1）纯抽水蓄能电站：没有或只有少量的天然来水进入上水库（以补充蒸发、渗漏损失），而作为能量载体的水体基本保持一个定量，只是在一个周期内，在上、下水库之间往复利用；厂房内安装的全部是抽水蓄能机组，其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务，而不承担常规发电和综合利用等任务。

（2）混合式抽水蓄能电站：其上水库具有天然径流汇入，来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。因而其电站厂房内所安装的机组，一部分是常规水轮发电机组，另一部分是抽水蓄能机组。相应地这类电站的发电量也由两部分构成，一部分为抽水蓄能发电量，另一部分为天然径流发电量。所以这类水电站的功能，除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处，还有常规发电和满足综合利用要求等任务。

2、按水库调节性能分

（1）日调节抽水蓄能电站：其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次（晚间）或两次（白天和晚上）尖峰负荷，晚峰过后上水库放空、下水库蓄满；继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水，至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。

（2）周调节抽水蓄能电站：运行周期呈周循环规律。在一周的5个工作日中，蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量，在工作日结束时上水库放空，在双休日期间由于系统负荷降低，利用多余电能进行大量蓄水，至周一早上上水库蓄满。我国第一个周调节抽水蓄能电站为福建仙游抽水蓄能电站。

（3）季调节抽水蓄能电站：每年汛期，利用水电站的季节性电能作为抽水能源，将水电站必须溢弃的多余水量，抽到上水库蓄存起来，在枯水季内放水发电，以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。这类电站绝大多数为混合式抽水蓄能电站。

3、按站内安装的抽水蓄能机组类型分

（1）四机分置式：这种类型的水泵和水轮机分别配有电动机和发电机，形成两套机组。目前已不采用。

（2）三机串联式：其水泵、水轮机和发电电动机三者通过联轴器连接在同一轴上。三机串联式有横轴和竖轴两种布置方式。

（3）二机可逆式：其机组由可逆水泵水轮机和发电电动机二者组成。这种结构为目前主流结构。

4、按布置特点分

(1)首部式：厂房位于输水道的上游侧。

(2)中部式：厂房位于输水道中部。

(3)尾部式：厂房位于输水道末端。

5、抽水蓄能电站的运行工况

（1）静止。

（2）发电工况。

（3）抽水工况。

（4）发电调相工况。

（5）抽水调相工况。

6、启动方式

（1）静止变频启动(SFC)启动。

（2）背靠背（BTB）启动。

作用：

1、解决电力系统日益突出的调峰问题。浙江天荒坪、江苏宜兴等电站根据电网调峰需要，每日基本运行方式为“两发一抽”，夏天炎热高温时，天荒坪电站甚至“三发两抽”。

2、发挥调压调相作用，保证电网电压稳定。2009年6月18日上午9点45分，华东电网内琅琊山蓄能电站所处局部电网电压偏高，机组短时进相运行约两分钟，明显改善了局部电网电压偏高的状况。

3、发挥事故备用作用，保障电力系统安全稳定运行。宁东±660千伏直流输电工程投运期间，山东泰山电站发挥启停迅速的特点，机组启动1052次，确保了电网安全稳定运行。

4、此外，抽水蓄能电站还具有黑启动、系统特殊负荷等功能，这些优良性能在被逐渐认识和推广应用的同时，进一步推动了我国抽水蓄能电站发展。