[精品]抽水蓄能节能减排作用再认识

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1、抽水蓄能节能减排作用再认识刘殿海《中国能源报》2010-09-27随着研究和实践的不断深入，抽水蓄能在电力系统中的作用已得到了广泛的认同。但由于现有文献资料对抽水蓄能节能减排效益多采用运筹学的优化方法，计算过程复杂，抽水蓄能在电力系统中的具体作用不易定量说明，社会对抽水蓄能的节能作用普遍难以理解，许多人甚至认为抽水蓄能是一种能源浪费。实际上，建设适度规模的抽水蓄能电站在电力系统中是具有明显节能减排效益的，我们从另一种思路，对抽水蓄能的节能减排作用进行过一些探讨，近年来这些成果也相续在一些专业期刊上发表，现在对这些成果进行整理，力求还原事实真相，对抽水蓄能的节能减排效益

2、进行系统说明。对抽水蓄能节能减排作用质疑的由来过去文献资料对抽水蓄能节能减排作用的描述：一是抽水蓄能在电力系统峰荷时顶峰运行，减少了电力系统中调峰火电机组的启停次数，因而实现了电力系统的节能减排。二是抽水蓄能在电力系统中调峰填谷运行电力系统峰荷时由于抽水蓄能顶峰发电，火电机组升负荷幅度减少；电力系统谷荷时由于抽水蓄能电站水泵工况抽水，增加电力系统负荷，增加火电机组出力，使火电机组的压负荷幅度降低。由于火电机组在低谷负荷时，单位发电煤耗急剧上升，抽水蓄能的调峰填谷运行，提高了火电机组的负荷水平，可以有效降低火电机组的煤耗水平，实现电力系统的节能减排。对于抽水蓄能实现的前

3、一种节能减排，人们易于接受。对于后一种，人们一直持怀疑态度，具体理由就是抽水蓄能是“用4度电换3度电”，而抽水蓄能调峰填谷带来的火电机组煤耗的减少，一般最多达几克甚至十几克（火电机组的煤耗按340克/千瓦时），一边是能量损失25%,—边是煤耗降低不足5%,抽水蓄能怎能实现电力系统节能减排？对抽水蓄能调峰填谷节能减排的正确认识为了直观说明抽水蓄能调峰填谷带来的节能减排效益，就必须要说明各类电源在电力系统中的作用，在明确各类电源分工的基础上，才能说清楚抽水蓄能调峰填谷的节能减排作用。一、各类电源的责任分工能源结构的多样性，决定了发电形式的多样性。我国的一次能源结构决定了电

4、力以燃煤机组为主，水电机组、燃气-蒸汽联合循环机组以及可再生能源机组共同发展的电源结构。不同类型的机组发挥各自优势，相互配合、优化组合，使系统以最低供电成本满足用户的负荷需求。系统的负荷一般分为峰荷、腰荷和谷荷，各类机组按其对负荷调节特性的不同，相应的分为调峰电源和基荷电源。调峰电源的负荷调节范围大，对负荷的适应性强，运行灵活。从一般意义上讲，调节式水电机组因为具有良好的调节特性和低廉的成本而成为最佳的调峰电源，但我国多数地区调峰水电资源缺乏，调峰机组多由成本较高的煤电机组（其单位供电煤耗较高）或燃气-蒸汽联合循环机组担任。带基荷的机组在额定出力附近运行，负荷变动不大

5、，多由煤耗较低的先进煤电机组和核电机组担任。电力系统在正常运行时按照等效微增的方法调度各机组出力，煤耗最低的机组优先调度，然后按煤耗从低到高依次增调火电机组出力，其主旨是随负荷的变化使整体煤耗最小，运行最经济。抽水蓄能是一种特殊的机组，在系统谷荷时耗电抽水，峰荷时发电，是电力系统安全稳定经济运行的调节工具。抽水蓄能机组在电力系统中的工作位置如图1所示。图1中，面积A代表抽水蓄能电站抽水所耗电量，B代表抽水蓄能电站所发电的电量，P1为系统最高负荷，P2为抽水蓄能电站在系统中开始发电的位置，P3为抽水蓄能电站在系统中开始抽水的位置，P4为系统的最低负荷。抽水蓄能电站调峰填

6、谷运行，抽水耗用低谷负荷电量，发出高峰负荷电量，相当于将一部分谷荷电量转移成了峰荷电量，既将图1中区域A移到区域B,其转换效率就是抽水蓄能电站的抽发效率。二、抽水蓄能调峰填谷的节煤减排原理根据各类机组在电力系统中的工作位置，经济调度情况下，电力系统低谷时的负荷通常由煤耗最低的一批先进机组承担，在当前的电力系统中这批机组为大型的超超临界、超临界及亚临界机组，所以抽水蓄能电站抽水所耗电量的煤耗应是系统中煤耗最低的超临界、亚临界机组的供电煤耗。同样，经济调度情况下，电力系统高峰时段的负荷通常由煤耗最高的中高压调峰小机组承担。抽水蓄能电站在发电时，它会顶替系统中煤耗最高的调峰

7、机组运行。抽水蓄能电站调峰填谷运行时的节煤效益，就是考虑中间环节的损失（抽发电效率为75%）,即抽水电量与发电电量所用煤耗之差。抽水蓄能电站具有的环保效益体现在，它在满足相同电力用户需求的情况下，能减少电力系统中硫化物、氮氧化物、粉尘及一氧化碳等的排放，其中氮氧化物、粉尘及一氧化碳的减排是通过节煤实现的，而硫化物的减排不仅仅是由节煤实现。因为抽水蓄能电站在正常运行时耗用的是先进的超临界、亚临界机组的电力，这些机组一般都装有脱硫装置，所以抽水蓄能机组在抽水时耗用电力燃煤的污染物排放很低。而抽水蓄能电站在发电时所替代的是系统中最落后的中高压机组，一般都没