抽水蓄能的案例
論如何選擇一個好的抽水蓄能電站？
但是根據目前抽水蓄能機組的制造水平，高差過大也會導致機組制造難度加大，所以也不是越大越好。根據工程經驗，一般落差在400～700m之間較為適宜。如：十三陵抽水蓄能電站額定水頭430m；仙居抽水蓄能電站額定水頭447m；天池抽水蓄能電站額定水頭510m；天荒坪抽水蓄能電站額定水頭526m；西龍池抽水蓄能電站額定水頭640m；敦化抽水蓄能電站額定水頭655m。目前，我國已建抽水蓄能電站利用落差最高的是長龍山抽水蓄能電站、額定水頭710m；在建抽水蓄能電站利用落差最高的是天臺抽水蓄能電站、額定水頭724m。
距高比是水平距離和上、下水庫高差之間的比值，一般來說小一點比較合適，可以減少輸水系統的工程量、節約工程投資。但是根據工程經驗，距高比過小容易引起工程布置以及高陡邊坡等問題，所以一般距高比在2～10之間比較合適。如：長龍山抽水蓄能點站距高比3.1；惠州抽水蓄能點站距高比是8.3。
當上、下水庫庫盆地形較開闊時，就可以在較小的庫盆面積內形成滿足儲能的需要，否則就需要擴大庫盆面積或通過擴庫開挖來獲得調節庫容，增加占地和工程量。對于裝機容量120萬千瓦、滿發利用小時數為6h的抽水蓄能電站，利用水頭400m、500m、600m時發電調節庫容分別需約800萬m3、700萬m3、600萬m3左右。在此基礎上，還需考慮死庫容、水損備用庫容等因素，最終確定水庫總庫容。為滿足水庫庫容要求，需結合天然地形通過筑壩或庫內擴挖形成。
此外，上水庫一般匯水面積較小，工程防洪可通過適當增加壩高解決。
展開 “十八大”以來中國抽水蓄能建設成就與展望
豐寧抽水蓄能電站鳥瞰圖
長龍山抽水蓄能電站樞紐總布置
長龍山抽水蓄能電站輸水發電系統剖面圖
長龍山抽水蓄能電站高壓岔管水壓試驗
呼和浩特抽水蓄能電站上、下水庫全景
冬天里的呼和浩特抽水蓄能電站上水庫
溧陽抽水蓄能電站上、下水庫全景
溧陽抽水蓄能電站地下廠房發電機層
本期來源： 水電水利規劃設計總院
六大儲能技術路線分析
儲能技術在電力行業應用范圍
從技術原理上講，儲能技術主要分為物理儲能、電化學儲能和電氣儲能、熱儲能和化學儲能這幾大類。
儲能技術路徑分析
各類儲能技術中，抽水蓄能是應用最為成熟；儲熱技術也已處于規模化應用階段，目前我國火電靈活性改造大部分采取儲熱技術；鋰離子電池儲能開始近兩年得到了飛速應用；壓縮空氣以及液流電池也迎來了商業化應用。
各種儲能技術優缺點對比
六類儲能技術分析
01 抽水蓄能
抽水蓄能具有技術優、成本低、壽命長、容量大、效率高等優點。由于抽水蓄能電站運行模式是將能量在電能和水的勢能之間轉換，其儲能容量主要取決于上下水庫的高度差和水庫容量，由于水的蒸發滲漏現象導致的損失幾乎可以忽略不計，抽水蓄能的儲能周期得以無限延長，可適應各種儲能周期需求，系統循環效率可達70%-80%。與此同時，建設完成后的抽蓄電站壩體可使用100年左右，電機設備等預計使用年限在40-60年左右。
2021 年我國各儲能技術裝機占比
成本測算：當前最為經濟的儲能方式為探究抽水蓄能電站經濟性，我們對抽水蓄能電站儲能度電成本進行了測算。
抽水蓄能 LCOS 測算核心假設
考慮抽水蓄能電站初始投資成本與項目選址密切相關，后期新建項目選址經濟性下降，初始投資成本可能將會上升，另外電站實際循環次數假定在300-500次之間。我們預計不考慮充電成本的前提下，常規抽水蓄能電站LOCE范圍為0.23- 0.34元/kWh。
抽水蓄能 LCOS 敏感性分析
“十四五”以來，我國加快部署抽水蓄能項目開發建設。
展開 哪種技術路線能支撐起長時儲能的大旗
根據《儲能技術全生命周期度電 成本分析》（文軍等，2021 年）中測算，在不考慮充電成本且折現率為 0 的情 況下，抽水蓄能僅有 0.207 元/kWh 的度電成本，在各種儲能技術中度電成本最 低。劣勢 1：地理資源約束明顯，遠期來看無法足量的滿足儲能需求。雖然抽水蓄能 不具有化學電池易老化和儲能容量限制的問題，但是它對于地理因素的要求較 高，一般來說只能建造在山與丘陵存在的地方，上下水庫要求存在于較近的距離 內，并有著較高的高度差。并且在高度差不明顯的條件下，抽水蓄能電站所能達 到的能量密度相對有限。
劣勢 2：初始投資成本高、開發建設時間長，在風光建設超預期的時候，儲能資 源無法及時匹配。抽水蓄能電站的建造成本較高、開發周期約 7 年。根據《抽水 蓄能電站建設與運營模式思考》（孫曉新，2020 年）數據，一個 120 萬千瓦的 電站通常需要 60-80 億元的投資。根據《溧陽抽水蓄能電站工程設計變更與優化》 （李建軍等，2018 年）溧陽抽水蓄能電站建設周期約為 7 年，主體工程于 2011 年 4 月開工建設，2017 年 10 月 11 日最后第 6 臺機組投產發電，工程全部竣工 投產。
2.1.3、產業鏈：主要涉及投資、承包、設備商
在抽水蓄能電站的建設中，涉及的主要公司為投資商、承包商、設備商。在投資運營環節：國網、南網為主要投資運營企業。截至 2021 年底，國網在運 和在建抽水蓄能規模分別為 2351 萬千瓦、4587 萬千瓦，占比分別為 64.6%、 74.4%，在抽水蓄能開發建設和運營市場中處于領導地位。在承包環節：中國電建份額占比最高。抽水蓄能項目主要采用 EPC 模式，由中 國電建等建筑商規劃設計，承擔建設項目。
展開 
抽水蓄能電站水泵水輪機裝拆方式技術交流
此種方式優點：
①檢修水泵水輪機部件，不需要拆卸發電電動機；
②如運輸條件允許，頂蓋可以做成整體結構，將給頂蓋的制造、加工和安裝帶來極大的方便，并能提高頂蓋的整體剛度。
此種方式缺點：
①設置中間軸，增加制造、安裝成本；
②設置中間軸，增加機坑及廠房高度，不利于廠房受力分布；
③在機墩處設置中拆廊道，削弱了混凝土整體強度；
④設置專用的拆卸、運輸工具。
d.其它
目前國內水泵水輪機也有采用上述方式結合在一起的拆裝方式，如天荒坪電站，其水泵水輪機就采用中拆和下拆的混合方式。
近年來，隨著對機組運行穩定性的關注逐步提高，高水頭大出力蓄能機組采用上拆結構的越來越多。同時水機部件制造質量和設計水平不斷提高，從目前運行情況還是不錯的。
展開 儲能安全警鐘長鳴：全球事故頻發，意大利電站爆炸敲響警鐘
意大利巴爾吉抽水蓄能電站的爆炸事故再次提醒我們，儲能安全已經上升為非常重要的評估考核項目。在追求經濟效益的同時，政府和企業必須更加重視安全生產，加強對員工的安全教育和培訓，提高應急響應能力。此外，事故調查和后續處理工作也應公開透明，及時向社會公布調查結果，總結經驗教訓，完善相關法規和標準，提升整個行業的安全水平。
未來，隨著儲能技術的廣泛應用和不斷發展，我們期待行業能夠更加注重安全性能的提升，加強技術研發和創新，推動儲能安全技術的不斷進步。同時，政府和企業也應加大對儲能安全領域的投入和支持，為新能源的可持續發展提供堅實的安全保障。
samtech 轉子動力學論文兩篇
（1）《蓄能機組轉子系統三維動力特性研究》
受機械、電磁、水力等因素的影響，抽水蓄能發電機組軸系臨界轉速分析是復雜的轉子動力學問題。采用SAMCEF Rotor程序建立了抽水蓄能發電機組轉子-軸承-電磁系統三維有限元模型，計算了不平衡磁拉力剛度系數以及軸系的臨界轉速和振型。討論了發電機不平衡磁拉力、導軸承剛度系數變化對臨界轉速的影響。結果表明，不平衡磁拉力隨著勵磁電流和轉子偏心距的增加呈非線性增加，并使一階臨界轉速降低;軸系的臨界轉速隨導軸承軸承剛度的增加而增加。水導軸承對2 階臨界轉速影響較大。上、下導軸承對1、3 階臨界轉速影響較明顯。
（2）《HTR-10GT 磁力軸承實驗轉子臨界轉速分析》
臨界轉速的計算是轉子動力學分析的一個基礎課題, 其計算結果的準確性至關重要。本文以磁力軸承過彎曲臨界轉速的實驗臺架為研究對象, 采用Samcef Rotor動力學軟件, 分析了實驗轉子的臨界轉速和振型, 并深入研究了臨界轉速與支承剛度的關系。相關結論為磁力軸承控制系統設計提供重要的數值依據。
samcef rotors_papers.pdf
展開 超大號電池——壓縮空氣儲能技術的“前世今生”
圖1 燃氣輪機—布雷頓循環
實際生產/生活中，產能裝置的可產能和用能設備的用能往往存在不匹配現象，比如波動的風電產能和用戶用能，又比如夜晚發電廠的可發電量和用戶用電量，因此需要在產能多時儲能，用能多時用儲存的能量，實現產能裝置的高效運行和充分利用。
那么儲能系統如何產生呢？根據熱力/化工循環中工質的能量低位和能量高位的差別，通過“切斷”循環，便可實現儲能的目的。由于循環過程被打斷，建立的儲能系統可利用“非同時進行”循環過程中與外界的能量交換實現能量在時間上的平移，而“切斷”產生的儲存點應該具備可儲存、高能量密度和性能穩定的特征。
例如，太陽能熱化學儲能系統針對典型熱化學循環過程進行循環的切斷，實現了能量的時間平移，在能多時，利用熱化學原理，吸收太陽能并將其轉化為穩定合成氣的化學能進行儲存，能少時，通過儲存合成氣的氧化/分解等反應釋放其化學能。
除了“切斷”熱力/化工循環可產生儲能系統外，儲能系統還可由一般自發動力/傳熱/化學等過程和其逆過程的結合而來，以抽水蓄能系統為例，其正向工作過程為自發的水利發電過程，逆向過程為通過抽水泵將低位水抽向高位蓄水庫的過程，這種將產能過程和其逆過程合并形成儲能系統是儲能系統的另一種組織形式。
在目前的大規模儲能技術中，以上所述的抽水蓄能系統是技術最為成熟，裝機占比最高的儲能系統，但其具有能量密度低、地理限制（由于對水資源、地勢差的要求，中國抽水蓄能電站主要分布于中東部地區）等缺點。面向未來風/光發電量與用電負荷之間的電力不平衡對儲能系統的巨大需求，以及我國風/光能源地理分布上的“三北”特征（主要分布于正北、西北、東北區域），需要發展能量密度更高、地理適應性更強的儲能系統。而具有規模大、適用性強、效率高、成本低、環保等優點的壓縮空氣儲能系統，被認為是最具發展潛力的大規模儲能技術之一。
展開 海外需求大爆發，復盤國內儲能進展
電化學儲能是重點發展方向
儲能如果按照存儲方式不同進行分類大致可分為：電儲能、熱儲能和氫儲能。
電儲能主要包括機械類儲能和電化學儲能。機械類儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪蓄能等；電化學儲能包括鋰離子電池、鈉硫電池、釩液流電池、鉛蓄電池等。
（華創證券）
在各種儲能類型中，抽水蓄能一直是我國儲能的主導者，具備技術成熟、運行成本低等優點，但由于其受地理條件的限制、以及能量密度低等缺點，占比在逐步下降。
而后來居上的，就是電化學儲能，也是市場關注的最重要的儲能方向。
2021年抽水蓄能累計裝機規模占比首次低于90%，同比下降4%，而電化學儲能占比逐年提升占比接近10%，而電化學儲能的結構里面又以鋰離子電池為主，占電化學儲能比列約90%。
現在市場上電化學儲能技術用的最多的還是磷酸鐵鋰，但是技術路線可以說已經開始百花齊放了、如鈉離子電池、釩電池儲能等等進展也比較快，以后也可能出現其他的新技術，當然每種路線都有各自的優缺點，今天我們就不具體展開說。
歐洲戶儲爆發
榮登今年光伏最熱賽道榜
從電力系統的角度看，儲能的應用場景分為發電側儲能、電網側儲能和用電側儲能。
在發電側和電網側儲能的功能主要是調峰、調頻、可再生能源并網、緩解電網阻塞、延緩輸配電設備擴容升級等。
而用電側根據需求場景的不同可以分為家庭、工商業和公共機構等，包括便攜式儲能、戶用儲能和大型儲能裝置。
便攜式儲能其實簡單可以理解成“大型充電寶”，就是用在一些戶外活動以及應急救災的場合。目前主要的市場在美國和日本，目前在國內滲透率還是比較低的。
戶用儲能是我們今天重點講的，也是今年最火熱且增速最快的細分賽道。
用戶儲最多的是歐洲和美國，主要是歐美電力市場化相比我國而言更成熟些，無論是戶儲還是大儲都有穩定的發展。
展開 混凝土面板堆石壩智能化設計研究與應用案例分享【11月5日直播】
混凝土面板堆石壩是水利水電工程、抽水蓄能工程常見的主要壩型之一，應用范圍較廣泛。其設計內容主要包括建筑物布置、壩頂設計、壩體設計、趾板與面板設計、基礎處理、接縫止水等。設計成果除三維模型幾何數據外，還包括相關特征參數與工程量屬性信息。
為全面利用三維數字化技術革新混凝土面板堆石壩設計手段，提升面板壩設計生產效率及成果質量，中國電建西北院在達索系統3DEXPERIENCE平臺進行三維正向抽水蓄能設計。
基于達索系統 3DEXPERIENCE 平臺，西北院通過EKL與 CAA 二次開發，研發混凝土面板堆石壩數字化設計關鍵技術為水利水電工程設計工作數字化賦能，創新設計手段，全面提升混凝土面板壩設計質量及效率。
同時，西北院還聚焦解決水利水電工程混凝土面板壩三維正向設計關鍵技術問題，總結凝練西北院 70 余年來的水利水電工程設計經驗，梳理總結混凝土面板壩三維設計流程。
為讓大家更好的了解混凝土面板堆石壩智能化設計研究與應用，11月5日下午 14:00-15:00，達索系統特邀中國電建西北院數字與智慧工程院BIM咨詢所產品經理孟曉棟為大家帶來【水利水電工程混凝土面板堆石壩智能化設計研究與應用】案例分享。具體內容可下滑查看詳情~
研討會主題介紹
水利水電工程混凝土面板堆石壩智能化設計研究與應用
本次直播還將結合案例梳理總結混凝土面板壩三維設計流程，分析如何利用數字化手段提升混凝土面板堆石壩設計質量及效率，為水利水電工程設計工作賦能。
展開 RWE、奧迪賦予EV電池第二次生命 將其作為儲能系統
在這60個電池中，每個電池重約700公斤，RWE在其位于Herdecke的抽水蓄能發電廠，利用輕型建筑方法建造了一個160 m2的場地。在該建筑物內安裝電池系統的工作始于10 月，各組件的調試過程于11月開始。RWE預計將從2022年初開始銷售其二次電池存儲系統的存儲容量，首先用于幫助維持電網頻率，并計劃靈活采用其他營銷方法。Hoffmann繼續說：“奧迪與RWE的聯合項目，旨在利用廢棄的高壓電池，通過智能集成至未來能源網絡，展示節約資源的機會。目前，奧迪還在考慮這一階段后可能發生的狀況，并且正在加快有效回收電池的腳步。”
RWE希望，利用從Herdecke參考存儲系統中獲得的見解，在未來建造和運營基于電動汽車電池的更大的存儲系統。其中涉及一個創新系統，將成對的模塊串聯起來，從而提高工作電壓并降低成本。
Herdecke的二次電池存儲系統，是RWE在美國、德國和愛爾蘭實施的10個電池項目之一。與此同時，該公司正在開展氧化還原液流電池或與水電站虛擬連接的電池存儲系統等項目。到2030年，該公司的電池存儲容量將從目前的600 MW 增加到3 GW。
-END-
展開 
水電站安全檢查都查些什么？
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控制保護通信系統安全性檢查
1．檢查主廠房最底層和其他重要部位水淹廠房保護水位信號器及其動作規則、試驗結果。
2．檢查廠房集水井水位監測裝置及水位過高報警信號傳輸通道。
3．檢查水庫水位測量控制裝置及水庫水位數據通訊通道。抽水蓄能電站需具備抽水工況上水庫水位、發電工況下水庫水位禁止超過警戒值的技術措施。
4．檢查水情測報系統的站網設置及自動測報系統通信方式。
5．檢查獨立硬布線緊急操作系統水淹廠房報警信號作用于機組停機和關閉事故閘門的保護動作邏輯和回路可靠性。
6．檢查中控室內設置的緊急操作按鈕箱在緊急情況下可以通過獨立于監控系統的硬布線回路直接作用于機組停機、關閉事故閘門，檢查并核實操作電源應獨立可靠，并進行模擬試驗。
7．檢查發電機層逃生通道手動啟動水淹廠房按鈕，在緊急情況下可以通過獨立于監控系統的硬布線回路直接作用于機組停機、關閉事故閘門，核實操作電源應獨立可靠，并進行模擬試驗。
8．檢查廠房內獨立的水淹廠房聲光、警鈴等報警系統功能。
9．檢查主進水閥控制回路電源可靠性，核實主進水閥的“得電關閉”和“失電關閉”雙回路冗余控制功能。
10．檢查調速器控制回路電源可靠性，核實調速器“得電關閉”和“失電關閉”雙回路冗余控制功能。
11．檢查水庫進出水口事故閘門和尾水事故閘門的控制電源可靠性，緊急關門命令應不經過PLC直接動作于關閉閘門。
12．檢查抽水蓄能電站尾水事故閘門和主進水閥之間的電氣閉鎖功能：進水閥全關允許尾閘操作，尾閘全關閉鎖球閥操作。
展開 氫能與儲能耦合發展的機遇與挑戰
2023
氫能和儲能的共性關鍵技術
抽水蓄能、壓縮空氣儲能（包括液化空氣儲能）以及氫儲能是具備大規模儲能能力的儲能技術。抽水蓄能電站受到地理條件的限制較為苛刻，并且我國可再生能源資源集中的地區往往其水資源也比較有限，無法滿足抽水蓄能電站的建設需求，因此，我國抽水蓄能的發展潛力將不斷減小。壓縮空氣儲能與氫儲能的儲能容量大、壽命長，隨著其技術的進步和完善，具有強大的發展潛力[15-16]。現階段，壓縮空氣儲能的技術較為成熟，我國壓縮空氣儲能的示范項目也正在不斷布局。氫儲能，尤其氫液化工藝與壓縮空氣儲能（包括液化空氣儲能）工藝具有較好的耦合性，耦合工藝可以進行能量的梯次利用以提高聯合工藝的整體能效，如圖 5 所示。此外，這兩類儲能技術具有相同的關鍵設備，如壓縮機、膨脹機、換熱器等，如表 3 所示。因此可以進行協同研發攻關，形成互相促進的產業格局
壓縮空氣儲能與氫儲能（地下儲氫）的建設條件也具有高度相似之處。壓縮空氣儲能是利用電能將空氣壓縮至高壓并存儲在地下洞穴（高氣密性的巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等）或壓力容器中[17]。國外也已開展利用地下洞穴進行氫氣儲存的研究，壓縮空氣儲能技術相對成熟，其在地質勘探、洞穴密封性、環境保護等方面可作為發展地下儲氫的重要借鑒[18-19]。
展開 以新能源為主體的新型電力系統特點
水電及抽水蓄能:提升水泵水輪機水力穩定性和魚友型水輪機;發展超高水頭、超低水頭水輪機設計理論和水電設備監測與智能診斷技術;對現有水電站增加抽水蓄能功能。
調峰電源。構建靈活性火電、抽水蓄能、天然氣調峰電站、儲氫調峰電站、儲能電站、虛擬電廠等調峰電源體系;提升調峰機組的靈活性、深度調峰、快速啟停能力;結合儲能提升新能源機組的可調度性和調峰機組的功率調節速率。
碳捕獲與封存或使用技術。碳中性燃料技術。利用清潔能源生產碳中性氣體和液體燃料，包括氫、氨和烴類載體等。可以長期儲存電力和運輸燃料，也可用于發電，尤其是調峰電廠。更長遠的還有微型反應堆和核聚變技術。
(二)智能電網環節。
主要方向是建設高彈性電網，充分發揮電網大范圍資源配置的能力，包括:構建交直流遠距離輸電、區域互聯、主網與微網互動的形態;不斷完善新三道防線，建立全網協同、數據驅動、主動防御、智能決策的新一代調度體系。
特高壓輸電。開展卡脖子裝備的國產化研究進程;掌握特殊環境下特高壓技術，推動全國不同氣候、環境條件的地區的電網廣泛互聯;開展先進傳感、無人機與人工智能對特高壓線路與裝備的智能運維、故障診斷研究，提高運行可靠性與效率。
柔性直流輸電。開展使用架空線的柔性直流輸電工程應用技術實踐;開展直流限流器、直流潮流控制器等新型裝備技術研究與應用;完成海上平臺的緊湊化換流閥研究與應用;開展基于寬禁帶器件 /電力專用硅基器件的柔 性直流關鍵設備研制與應用。
靈活交流輸電。
展開 [煤電怎么辦？]
“新型電力系統所要求的電源主體地位更新換代，并不是簡單的此消彼長或替代競爭，是一項牽一發而動全身的系統性工程，不能拖沓，也不能冒進，應當平穩有序地全面開展。”袁家海說。
白俊認為，化石能源和新能源之間應該形成合力，保證我國電力系統安全、平穩運行，滿足消費者對能源可靠性、靈活性、安全性、經濟性的需求。
袁家海認為，短期內要提高清潔能源裝機占比，大力發展以風光為主的新能源，集中式與分布式并舉、電源建設與靈活性能力提升同步發展；煤電發展的重心要轉向挖掘現有機組的靈活調節能力，嚴控規模擴張的同時積極服務于新能源發展，繼續深度挖掘煤電存量機組超低排放和節能改造潛力，充分挖掘現有機組潛力，與抽水蓄能、氣電、電化學儲能、需求響應等共同保障新能源消納和電力安全。
記者注意到，在確保化石能源與新能源協調發展及新型電力系統穩定運行方面，國家有關部門在上述專家所提及的環節，正在抓緊出臺相關政策，支持相關領域發展和完善。
比如，國家能源局近日提出，為推動新型電力系統建設，保障電力系統安全穩定運行，將全面實施火電機組靈活性改造，因地制宜發展天然氣調峰電站，加快抽水蓄能電站建設和新型儲能研發應用，增強系統靈活調節能力，提高新能源消納和存儲能力；并探索開展電動汽車靈活充電、大數據中心智能調度等虛擬電廠示范；發展以消納新能源為主的微電網、局域網；加快柔性直流輸配電、大規模儲能電站等技術的研發、示范和推廣應用等。
國家發展改革委、國家能源局組織起草了《關于加快推動新型儲能發展的指導意見（征求意見稿）》，國家發展改革委日前發布關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見，以加快推動儲能等領域的建設和完善。
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