抽水蓄能電站綜合評價研究及問題分析

(華北水利水電大學電力學院，河南 鄭州 450045)

0 引言

電力商品從生產、輸送，最后到消費者使用，幾乎同時發生，電力的需求也在1 d之內有很大的波動，有時用電低谷期電量不到高峰電量的一半。因此，儲能成為電力系統不可或缺的一部分，成為智能電網、可再生能源高占比能源系統、能源互聯網的重要組成部分和關鍵支撐技術。抽水蓄能是全球裝機規模最大的儲能技術，也是目前發展最為成熟的儲能技術。

1 蓄能電站國內外發展狀況

抽水蓄能電站已有130多年建設歷史，1882年第一座抽水蓄能興建于瑞士蘇黎世。1950年以前，抽水蓄能電站的建設主要集中在西歐少數國家，目的是汛期蓄水，枯期發電，輔助調節常規水電發電的季節性不平衡，因此發展十分緩慢。從20世紀50年代開始，由于電力負荷的波動幅度不斷增加，調節峰谷負荷的任務日趨迫切，抽水蓄能電站的發展進入起步階段，各國的電力系統得到迅速發展，抽水蓄能電站開始承擔調峰、調頻等動態任務，顯示出其在電力系統中不可替代的重要作用。到1990年，全球抽水蓄能裝機容量從3.5 kW×106kW增加到8.3 kW×107kW。到2010年，已達1.35 kW×108kW，繼續保持較快增長。

我國在20世紀60年代后期開始對抽水蓄能電站研究、開發和使用，主要解決電力系統中遇到的調峰問題。1968年建成的崗南小型混合式抽水蓄能電站標志著我國拉開了建設抽水蓄能電站的序幕[1]。20世紀80年代中后期，抽水蓄能電站的建設步伐開始加快。1992年，潘家口混合式抽水蓄能電站投入運行，迎來我國抽水蓄能電站建設的第一次高潮。20世紀90年代，隨著國民經濟快速發展，先后興建了廣蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等幾座大型抽水蓄能電站。“十五”期間，又相繼開工了張河灣、西龍池、白蓮河等一批大型抽水蓄能電站。國家“十三五”規劃要求我國加快抽水蓄能電站建設，并明確“十三五”期間新開工抽水蓄能容量6 000萬kW左右，到2020年運行裝機容量達到4 000萬kW，并預計在2025年達到9 000萬kW。

2 抽水蓄能電站的作用和特征

抽水蓄能電站作為電網綜合輔助管理工具，以水能轉換為載體，通過提供系統儲能服務和多工況調度運行，在電網中承擔調峰填谷、調頻、調相、備用、黑啟動等任務[2]，是現代電力系統重要的穩壓器、調節器和存儲器，在電網安全、穩定和經濟運行中發揮重要作用。

1)在技術方面。抽水蓄能電站既是負載又是電源，可在泵和發電機之間隨時轉換，抽水蓄能電站是負載調節的最佳工具，具有靈活的操作模式；抽水蓄能電站是電力轉換和儲備的工具，也是目前儲能的最佳工具，可以有效地調節電力系統在發電和利用中的動態平衡。

2)在經濟方面。電站的運行可以使電網的所有參與者受益，例如發電公司，輸電和配電公司以及電力客戶；沒有實行峰谷和輔助服務價格，無法準確測量抽水蓄能電站帶來的經濟價值，因此需要正確反映電站提供服務的成本，并給予合理的經濟補償。

3 抽水蓄能電站綜合評價的必要性和意義

抽水蓄能電站綜合評價是以事實為依據，將抽水蓄能電站的建設效果與抽水蓄能電站項目決策之初的預定目標進行獨立、公正、客觀、科學地全面評價，分析在建設中出現的各種問題和影響效果，并分析其產生的原因，制定對策，為下次項目建設積累有參考價值的經驗，從而提高企業的項目決策水平和工程整體效益。

3.1 抽水蓄能電站綜合評價的必要性

1)及時反饋建設信息，加強監督管理。綜合評價對于電站施工管理工作具有監督和約束作用。通過綜合評價檢查項目的進度、投資和質量的績效，并以此提出獎罰依據，可促進工程建設的科學性和合理性。

2)提高設計水平。綜合評價可以總結失敗設計的經驗，為下一次同類設計提供參照和依據，提高設計水平，為設計創新打下堅實基礎。

3)提高項目管理和決策水平。綜合評價實際上是對項目建設結果的整體反饋，建設和運行過程中的管理經驗，可以有效的提升業主工程管理和運營水平，及時采取措施，調整資源分配，確保電站發揮效益，帶來更多的經濟效益。

4)提高項目透明度。綜合評價將提高項目實施過程的透明度，滿足社會民眾關切的需要，產生對項目實施有利的社會環境。

3.2 抽水蓄能電站綜合評價的意義

1)從理論意義上來講，通過研究抽水蓄能電站綜合評價，綜合考慮各方面的可能影響因素，為其提供發展的建議，為我國抽水蓄能電站的發展和完善提供更好的理論借鑒[3]。

2)從現實意義上來講，對抽水蓄能電站進行綜合評價研究，并將研究成果應用到實踐中，實現理論與實踐更好地結合，改善我國抽水蓄能電站的管理與運行水平，發揮出抽水蓄能電站的應有作用，彌補可能出現的各種突發問題帶來的電力供應的短缺，為國民經濟的發展做出更多的貢獻，為人民生活帶來更好的電力保障，更好地推動抽水蓄能行業的發展。

4 抽水蓄能電站綜合評價研究現狀

20世紀60年代，國外開始對抽水蓄能電站的經濟效益進行簡單的定性研究。隨著計算機模擬的引入，1984年在美國“蓄能電站運行動態效益”國際研討會開始了抽水蓄能電站動態效益進行定量評價的關鍵一步，實現了抽水蓄能電站評價質的飛躍。美國電力研究院和麻省理工學院首次將抽水蓄能電站的動態效益運用定量指標進行表述，分為旋轉備用、調頻、負荷跟蹤、同步調相、增加系統可靠性和滿足爬坡效益6個方面。孟亞敏和孫薇[1]從經濟效益、電網效益、社會效益以及環境效益等4個方面構建了抽水蓄能評價指標體系。顧曉亮[4]分別從靜態、動態及環境效益3個方面構建了抽水蓄能電站的評價指標體系和效益評價屬性識別模型，為評估抽水蓄能電站效益提供了參考依據。

但是，當前抽水蓄能電站評價研究主要是對電站某方面進行評價分析，涵蓋范圍小、不充分，研究方法與指標體系也不完善，沒有形成系統的研究體系和理論框架。

5 對策分析

抽水蓄能行業將面臨著巨大的發展機遇，對其進行綜合評價研究具有現實意義。

1)對不同綜合評價方法進行對比分析，主、客觀權重分別選擇合適評價方法，評價結果注意對比，增加說服力。

2)綜合抽水蓄能電站各方面因素，廣泛收集電站數據，構建較為合理的抽水蓄能電站綜合評價模型。

3)結合抽水蓄能電站的預可研報告進行對比，對電站的建設、運行提出建設性意見。