海水抽水蓄能技术在海岛供电中的应用探讨

电力供应的滞后制约了海岛及其周边海域的开发。海水抽水蓄能技术以海洋作为低位水库,降低工程建设成本,可解决传统抽水蓄能技术对淡水资源过度依赖和环境破坏等问题。研究表明,海水抽水蓄能与风能、太阳能、海洋能等可再生能源组成联合发电系统具有可行性,能够实现海岛可再生能源的大规模开发和利用。介绍了海岛供电系统的现状,阐述了海水抽水蓄能技术的工作原理和应用现状,分析了技术应用中存在的问题和挑战,并对海水抽水蓄能技术在海岛供电系统中的应用前景作了展望。     

海水抽水蓄能与海上光伏一体化发电技术及经济性分析

[目的]广东省目前暂未对海水抽水蓄能和海上光伏一体化进行研究。由于广东省具有漫长的海岸线,具备了海上光伏开发的基本条件,也具备了利用大海作为抽水蓄能下库的近海的海水抽水蓄能开发的基本条件,并随着国内对海水抽水蓄能难题的研究和关键技术的突破,因此,对海上光伏和海水抽水蓄能的一体化进行研究和探索很有必要。[方法]基于光伏工程的实践,给出了独立的光伏电站技术配置,并通过软件模拟光伏电站,对独立的光伏电站经济性作了测算;也基于抽水蓄能工程中的实践,给出了独立的抽水蓄能电站的原则性技术配置,对独立的抽水蓄能电站的经济性作了测算;对海上光伏与海水抽水蓄能一体化组合考虑后,通过经济评价软件对海水抽水蓄能与海上光伏一体化项目的经济性作了测算。[结果]得出了海水抽蓄与海上光伏一体化项目的原则性技术配置,及在不同容量配置下的经济性。[结论]在广东省开展海上光伏和海水抽蓄一体化是基于现实条件下的一个较好的选择,这种一体化通过海上光伏配置一定容量海水抽水蓄能较好地解决了光伏电源的不均衡性和不稳定性,在经济性上也具备一定的可行性,也利于“3060双碳目标”的实现,它更多地将电源投资、建设和运营交由电力市场参与主...     

热法太阳能海水淡化技术研究进展

海水淡化技术的应用是解决淡水资源短缺问题的有效措施,以化石燃料为海水淡化的驱动力会加快能源短缺、导致环境污染等问题,相比之下,利用太阳能加热海水进行淡化对环境友好,既缓解了淡水资源匮乏的问题,又符合可持续发展的要求.另外,在加热海水的过程中,可以回收利用冷凝潜热,提高海水淡化系统的单位产水量.因此,整理了太阳能与传统热...     

基于卫星遥感地形数据的抽水蓄能电站上下水库选址方法研究

抽水蓄能电站是目前电力系统中最为成熟的大规模储能工具,具有灵活的调峰、调频性能,在以新能源为主体的新型电力系统中具有重要的作用。在抽水蓄能电站选址过程中,上下水库的选择是决定其蓄能能力和投资效益的关键因素,针对传统的人工现场勘察选址方法存在工作量大、效率低和容易漏点等问题,提出了一种基于卫星遥感地形数据的抽水蓄能电站上下水库选址方法,并通过浙江省缙云抽水蓄能电站进行试验验证。结果表明,该方法利用卫星遥感地形数据和计算智能技术可高效筛选出目标区域内可能的上下水库建设区域,极大提高了选址工作的效率,显示出卫星遥感在抽水蓄能电站选址中具有巨大的应用潜力。     

风电-抽水蓄能联合运行系统的模拟研究

构建了一个含风电—抽水蓄能联合运行系统的小型模拟电网,并对其拟定了一个风电—抽水蓄能联合运行方案;然后在最大化利用风电的目标下,建立了该方案的经济运行计算分析模型,经对该联合运行系统与普通风电系统的比较计算分析,验证了本模拟方案和计算模型的正确性;同时证明风电—抽水蓄能联合运行系统是最大化开发利用风能资源的有效途径,具有可观的经济效益和社会效益。     

基于电路等效法的抽水蓄能机组过水系统建模

针对抽水蓄能过水系统精细化建模问题,利用电路等效法推导了包含有压管道、调压室和水泵水轮机的抽水蓄能机组过水系统等效电路模型,然后运用多维基尔霍夫电压和电流定理,建立了整个过水系统电路拓扑结构的常微分矩阵方程,研究了基于电路等效法的抽水蓄能水机电联合仿真模型的仿真算法流程。针对洪屏抽水蓄能电站甩全负荷工况进行仿真,并对比电路等效法与特征线法得到的仿真结果。仿真试验结果表明,电路等效法准确、有效,相较于传统特征线法具有更好的稳定性和适应性。研究成果为抽水蓄能机组过水系统计算提供了新思路。     

小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景

抽水蓄能是电网调峰的有效手段之一,当今世界抽水蓄能机组的发展方向是高水头化、大容量化和高转速化。按照机组类型,抽水蓄能机组可分为四机分置式、三机串联式和二机可逆式机组,其中由可逆水泵水轮机和发电电动机组成的二机可逆式机组是目前的主流结构。我国抽水蓄能电站建设于20世纪90年代后步入发展快车道,目前电站的整体设计、制造和安装已达到国际先进水平。随着分布式能源的开发利用和智能电网的发展,分布式储能成为新的发展趋势,而分布式抽水蓄能将成为值得广泛推广的技术。小型抽水蓄能既可以与大型抽水蓄能实现优势互补,也可以独立协调各种分布式电源,解决分布式能源和微电网系统供电质量差、可靠性低等问题,具有工程位置灵活、投资少、见效快、对输电线路要求较低以及能够较好解决个别单位和部门峰荷需要等优点。国内外已经开展了小型抽水蓄能电站的研究、实施和工程应用,积累了可供借鉴的宝贵经验。高水头混流式水泵水轮机技术是当前的研究热点,主要集中在500~700m高水头水泵水轮机的研究,涉及水力性能、结构性能以及试验等。如果国家能够建立起有效机制,充分调动地方和企业投资小型抽水蓄能电站建设的积极性,那么它将具有广阔的发展前景。     

耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站概念研究

[目的]储能是发展新能源、实现碳达峰碳中和目标的基础条件,其中抽水蓄能是最主要的储能方式,但是抽水蓄能依赖地理条件,需要占用大量自然资源,优良的厂址资源十分有限。为了缓解抽水蓄能厂址资源需求与自然资源稀缺的矛盾,提出了一种耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统,并从研究思路、概念方案和工程可行性进行分析,从而为抽水蓄能产业发展提供创新解决方案。[方法]围绕提高能量密度,以减小水库容量、降低水库高度差为突破点,运用压缩空气排水的方法,将水泵水轮机替换为压缩机和膨胀机,下库改为封闭结构的承压容器。储能时,压缩机将空气压缩至高压充入下库,并推挤下库内的水至上库。释能时,水从上库返回下库,下库内的压缩空气被推挤出,并经膨胀机释放。这可使相同条件下抽水蓄能的能量转换量提高数倍。为了论证耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站的储能效果,设置上、下库高度差300 m,按照低性能和高性能两套设备参数,对40 MW/200 MWh的概念方案进行热力学分析和储能效率计算。[结果]结果表明:在低性能参数条件下,储能效率65.68%,在高性能参数条件下,储能效率70.81%;能量密度1.67 kWh/m³     

抽水蓄能行业投资主体多元化问题探讨

近年来,为进一步巩固我国经济社会发展基础,更多地方希望通过建设抽水蓄能这种能源基础设施项目拉动经济和就业增收,并在资源要素保障等方面给予倾斜支持。相应地,这种倾向也在一定程度推高了各类社会资本参与抽水蓄能投资建设的积极性。本文结合现阶段行业发展情况,分析了我国抽水蓄能行业投资主体多元化的发展历程及形成原因,总结了当前投资主体多元化存在的潜在问题,并针对性地提出了相关对策建议。     

最成熟的大规模储能方式

正目前最成熟的大规模储能方式是抽水蓄能,它需要配建上、下游2个水库。在负荷低谷时段抽水蓄能设备处于电动机工作状态,将下游水库的水抽到上游水库保存,在负荷高峰时设备处于发电机工作状态,利用储存在上游水库中的水发电。其能量转换效率在70%~75%左右。但由于受建站选址要求高、建设周期长和动态调节响应速度慢等因素的影响,抽水储能技术的大规模推广应用受到一定程度的限制。目前     

新型平板太阳能集热器海水淡化系统研究

海水淡化是利用海水脱盐生产淡水的技术和过程。多效蒸馏海水淡化原理是高温蒸汽或热水与海水进行热交换,海水被加热,蒸发出的水蒸气冷凝得到淡水,但其结垢和腐蚀问题比较严重。低温多效蒸馏是多效蒸馏技术的一种改进技术,操作温度较低,避免和减轻了海水对设备造成的腐蚀与结垢问题,     

抽水蓄能数字化智能电站建设探索与实践

本文结合抽水蓄能中长期发展规划目标要求,对抽水蓄能行业数字化现状及存在问题进行了分析,结合新一代信息技术、现代工业互联网技术和工程数字化技术,提出了抽水蓄能数字化智能电站建设理念,研究出抽水蓄能数字化智能电站总体技术方案,可为抽水蓄能电站全生命周期数字化建设提供参考.     

抽水蓄能电站应用及节能减排评价研究进展

虽然我国排大力提倡可再生能源的使用,但是其利用的稳定性和效率仍然存在着很多问题,致使可再生资源的浪费。在火机组调整过程中的启停,也留下了很多安全隐患。储能技术的开发有效缓解了这一难题,为电力系统的稳定运行提供了保障。抽水蓄能作为重要的储能工具,近些年来我国对抽水蓄能和节能减排技术的研究也是投入了更大的力度。通过介绍抽水蓄能电站的应用情况,论述了节能减排技术的研究进程,并提出了合理性的建议。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

海水淡化技术的研究进展

淡水资源的紧缺已成为一个世界性问题。我国水资源匮乏,海水淡化包括西北地区的苦咸水淡化,将成为解决我国沿海地区和岛屿、华北和西北部分干旱地区等缺水问题的重要手段。海水淡化技术在国外已得到广泛应用,在我国也日趋重视。分析了海水淡化不同技术的原理、特点及其应用情况,指出与热力发电厂余热利用相结合的多效蒸馏法、多级闪蒸法将体现其明显的经济性,而且可在掌握系统技术的基础上,开发相应的成套设备。     

大型抽水蓄能电站发电电动机变压器继电保护就地化整体解决方案研究

回顾常规抽水蓄能机组继电保护存在的二次接线复杂、投资大等问题,开展大型抽水蓄能电站发电电动机变压器继电保护就地化整体解决方案及关键技术研究。文中提出了发电电动机变压器继电保护就地化的配置原则及配置方案,重点阐述了分布式保护运行模式、基于柔性光学CT的直采技术、基于SOC冗余系统框架、装置接口标准化、装置高防护设计等关键技术。最后总结了抽水蓄能机组保护就地化的有益效果,展望实现就地化保护还存在的困难,为后续抽水蓄能机组继电保护就地化实践提供指导意义。     

毛尖山电站抽水蓄能技术改造工程可行性探讨

探讨了利用现水库为上库，兴建下库，安装高扬程水泵，进行抽水蓄能技术改造的工程措施。重点从工程规划、工程布置、工程规模、环境影响评价以及经济评价等方面论述了抽水蓄能技术改造工程建设的必要性和可行性。     

新价格形成机制下抽水蓄能电站投资建设盈利能力研究

在我国"碳达峰、碳中和"目标下,加快发展抽水蓄能电站,是提升电力系统灵活性、经济性和安全性的重要方式,是构建以新能源为主体的新型电力系统的迫切要求.2021年4月30日,国家发展改革委印发了《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》(发改价格〔2021〕633号),明确抽水蓄能电站执行两部制电价形成机制,为促进抽水蓄能可持续发展奠定了政策基础,对非电网投资主体意义重大.本文梳理了我国抽水蓄能发展现状及存在问题,对抽水蓄能项目盈利能力、提高自身竞争力及区域布局进行研究分析,为投资建设抽蓄电站提供参考.     

高比例水电系统抽水蓄能电站发展空间及趋势研究

“3060”双碳发展目标下,新能源大规模并网对电力系统的灵活调节能力提出较高要求。抽水蓄能是目前技术最成熟、经济性较优的电力系统灵活调节资源。本文立足于四川高比例水电系统,概述了四川省能源资源概况和电网存在的问题,结合四川中长期电源电网规划,分析了四川高比例水电系统下抽水蓄能电站建设的必要性;其次,根据省内中长期供需形势,测算分析了四川中长期抽水蓄能电站的发展空间,并基于典型场景分析探讨高比例水电系统下抽水蓄能电站的作用发挥及功能定位;最后结合抽水蓄能电站的规划布点,对中长期抽水蓄能电站的发展趋势进行探讨。     

物理储能技术的市场现状及发展前景

作为可再生能源并网的关键技术,可再生能源的高速发展也带动了储能产业的发展和成熟。物理储能技术,发展历史长,技术较为成熟,部分已实现商业化运作;以抽水蓄能为代表,是电网调峰的主力,也在储能市场容量中占据着绝对份额。但无论是传统抽水蓄能,还是压缩空气储能都对环境、地理地质条件有较高的要求,极大地制约了这些技术的普遍推广和应用。因此物理储能也经历着应用模式的变革、传统技术向新兴技术转化的过程。虽然抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能三种物理储能技术在原理、应用领域、安装容量以及未来发展趋势上各不相同,但作为战略新兴技术,都需要技术的突破、政策和资金的支持以及更多的市场应用机会。