6月12日，山東沂蒙、安徽金寨、河南天池三座抽水蓄能電站開工動員大會在北京召開，這意味著位于臨沂市費縣薛莊鎮(zhèn)境內的山東沂蒙抽水蓄能電站工程正式開建。該電站是魯南地區(qū)第一座抽水蓄能電站，建成后對山東電網，當地生態(tài)環(huán)境以及沂蒙地區(qū)經濟社會發(fā)展都將起到巨大推動促進作用。
沂蒙抽水蓄能電站位于臨沂市費縣薛莊鎮(zhèn)境內，電站樞紐工程由上水庫、下水庫、水道系統、地下廠房系統等建筑物組成。電站上、下水庫有效庫容分別為800萬立方米、869萬立方米，設計年發(fā)電量可達到20.08億kWh，年抽水用電量26.77億kWh。該項目由國家電網公司的全資子公司國家電網新源控股有限公司獨資開發(fā)，工程總投資73.70億元。建設總工期78個月，預計2021年12月首臺機組投產發(fā)電，2022年12月四臺機組全部投產發(fā)電，工程完工。
什么是抽水蓄能電站？
眾所周知，電力的生產、輸送和使用是同時發(fā)生的，一般情況下無法大量儲存，然而電力負荷的需求卻瞬息萬變。一天之內，白天和前半夜的電力需求較高，下半夜大幅度下跌，低谷有時只及高峰的一半甚至更少。這就可能出現負荷低谷時發(fā)電廠發(fā)電量超過了用戶需要，電力系統有剩余電能，負荷高峰時發(fā)電滿足不了用戶需要。鑒于這種情況，發(fā)電設備在負荷高峰時段要滿發(fā)，而在低谷時段要壓低出力，甚至得暫時關閉。
抽水蓄能電站就是為了解決電網高峰、低谷之間供需矛盾而產生的，是間接儲存電能的一種方式。抽水蓄能機組由可逆式水泵水輪機與發(fā)電電動機組組成。在午夜電力系統負荷低谷時，可逆式水泵水輪機利用系統的多余電能將下庫的水抽到上庫中，將這些水量以位能的形式貯存起來。待白天和晚上，電力系統出現高峰負荷時，發(fā)電電動機組將上庫的水放下來發(fā)電，補充系統不足的尖峰容量，滿足系統調峰需求。
與常規(guī)水電站相比 抽水蓄能電站有哪些特點？
與常規(guī)水電站不同，抽水蓄能電站通過上下兩個水庫將水循環(huán)利用，它不僅能像常規(guī)水電站一樣發(fā)電，還能像水泵站那樣抽水，從而起到調峰填谷的作用，因而抽水蓄能電站也可以說是貯存電能的水電站。
它的作用表現在以下幾個方面：
(1)實現電能時間轉換
抽水蓄能電站本身不能向電力系統供應電能，它只是將系統中其他電站的低谷電能和多余電能，通過抽水將水流的機械能變?yōu)閯菽?，存蓄于上水庫中，待到電網需要時放水發(fā)電。蓄能機組發(fā)電的年利用時數一般在800～1000h之間。抽水蓄能電站的作用是實現電能在時間上的轉換，經過抽水和發(fā)電兩種環(huán)節(jié)，它的綜合效率為75%左右。
(2)節(jié)約能源調節(jié)峰谷
抽水蓄能電站是利用夜間低谷時其他電源(包括火電站、核電站和水電站)的多余電能，抽水至上水庫儲存起來，待尖峰負荷時發(fā)電。因此，蓄能電站抽水時相當于一個用電大戶，其作用是把日負荷曲線的低谷填平了，即實現“填谷”?！疤罟取钡淖饔檬够痣姵隽ζ胶猓山档兔汉?，從而獲得節(jié)煤效益。抽水蓄能電站同時可以使徑流式水電站原來要棄水的電能得到利用。
(3)快速負荷跟蹤
常規(guī)水電站和抽水蓄能電站都有調頻功能，但在負荷跟蹤速度和調頻容量變化幅度上抽水蓄能電站更為有利。常規(guī)水電站自起動到滿載一般需數分鐘。而抽水蓄能機組在設計上就考慮了快速起動和快速負荷跟蹤的能力?，F代大型蓄能機組可以在一兩分鐘之內從靜止達到滿載，增加出力的速度可達每秒1萬kW，并能頻繁轉換工況。
(4)穩(wěn)定電網電壓
抽水蓄能機組相比常規(guī)水電機組在設計上有更強的調相功能，無論在發(fā)電工況或在抽水工況，都可以實現調相和進相運行穩(wěn)定電網電壓，并且可以在水輪機和水泵兩種旋轉方向進行，故其靈活性更大。
另外，蓄能電站通常比常規(guī)水電站更靠近負荷中心，故其對穩(wěn)定系統電壓的作用要比常規(guī)水電機組更好。
(5)自啟動為事故備用
抽水蓄能電站也是電力系統的理想備用電源。抽水蓄能機組啟動迅速、運行靈活、升荷速度快、調荷幅度大，因而能作為黑啟動的電源，在電網發(fā)生大面積故障并停電后，不依賴別的網絡幫助，通過系統中具有自啟動能力的發(fā)電機組，逐步恢復故障區(qū)域的供電。
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選址費縣因地理位置優(yōu)越
據了解，2010年4月和5月，國網新源控股有限公司先后兩次與中國水電顧問集團北京勘測設計研究院、山東省電力集團公司、臨沂市電力公司、費縣人民政府一道對沂蒙站址的石嵐、上冶兩個站點進行了大規(guī)模的現場查勘，啟動沂蒙項目預可行性研究工作。
“沂蒙抽水蓄能電站地理位置優(yōu)越，地形地質條件較好，交通便利，工程規(guī)模適中，建設條件良好，是山東省較好的蓄能電站點?！鄙綎|沂蒙抽水蓄能有限公司工程部主任蘇勝威介紹。
2010年10月水利水電規(guī)劃設計總院會同山東省發(fā)改委在濟南市主持召開山東省抽水蓄能電站選點規(guī)劃報告審查會議，審查意見明確指出，“根據山東電網2020年抽水蓄能電站需求分析，綜合考慮區(qū)域負荷分布特點、抽水蓄能電站資源條件和布局要求，同意沂蒙站點為2020年新增抽水蓄能電站規(guī)劃站點”，并明確“沂蒙站點距離魯南電源基地和負荷中心較近，水頭較高，規(guī)模適中”，推薦沂蒙站點盡快開展前期勘測設計工作。
我省未來將有三座蓄能電站
目前我省已經投運一座抽水蓄能電站——泰安抽水蓄能電站。據了解，泰安抽水蓄能電站是國家級重點建設項目，也是我省第一個大型水電工程，于2000年2月23日開工，上水庫主體土建工程于2001年7月1日開工，2005年4月30日主體工程全部完工，2005年5月31日開始蓄水，2007年8月28日完成竣工驗收。
泰安抽水蓄能電站為國家“十五”重點工程，位于泰安市泰山風景區(qū)西南麓，距泰安市5km，該電站為日調節(jié)純抽水蓄能電站，主要擔負山東電網的調峰、填谷任務，兼有調頻、調相及事故備用等功能。工程總投資43.26億元，電站裝機總容量100萬千萬時。沂蒙抽水蓄能電站建成后，年發(fā)電量達20.08億kwh，年抽水電量26.77億kwh，綜合效率為75%，將與已建的泰安和待建的文登抽水蓄能電站在山東電網中形成魯中、魯南、魯東三足鼎立的態(tài)勢，共同保障山東電網安全穩(wěn)定運行。
全國范圍內呈加快建設趨勢
近年來，我國抽水蓄能電站的建設步伐呈現加快趨勢，據水電總院數據，截至2014年年底，全國已經建成24座抽水蓄能電站，總裝機容量2181萬千瓦，占全國水電總裝機比重約7.2%。目前，我國抽水蓄能電站的設計、施工和制造水平不斷提升，已形成了較為完備的規(guī)劃、設計、建設、運行管理體系，相繼建成了廣州、天荒坪、泰安、惠州、仙游等一批具有世界水平的抽水蓄能電站。
記者楊青 通訊員蘇勝威
