儲(chǔ)能水電站也即抽水蓄能水電站,,其主要包括上水庫(kù),、下水庫(kù)以及水泵水輪機(jī),,其工作原理是:在用電低谷時(shí)期,利用電網(wǎng)中多余的電能將水從下水庫(kù)抽到上水庫(kù),,在用電高峰時(shí)期,,再利用上水庫(kù)中的水體流向下水庫(kù)發(fā)電,。在抽水、水發(fā)電的過(guò)程中都會(huì)進(jìn)行能量損失,,現(xiàn)階段控制水泵和水輪機(jī)的效率在90%以上是完全可以做到的,,也就是效率到達(dá)80%是理論上可以做到的,但在實(shí)際運(yùn)行情況下,,一般都會(huì)低于80%,,而對(duì)于這種類型的電站其更應(yīng)該看重的是效益,而非效率,。
抽水蓄能電站的工作原理抽水蓄能電站看似是一種比較傻的做法,,因?yàn)橛秒姵樗⒃儆盟l(fā)電,,無(wú)疑會(huì)造成能量損失,,也就是得不償失,其實(shí)這卻是電力行業(yè)一個(gè)難以解決的巨大問(wèn)題,,那就是電能無(wú)法儲(chǔ)存,,既然無(wú)法儲(chǔ)存,在用電低谷時(shí)段,,一旦電網(wǎng)有富裕的電能,,就會(huì)造成浪費(fèi),與其浪費(fèi),,還不如先將水抽到高處,,暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái),雖然這種做法有一定的能量損耗,,但是也比白白浪費(fèi)強(qiáng),。
抽水蓄能電站工作原理圖而等到用電高峰時(shí)段,則可以將高處儲(chǔ)存起來(lái)的水體下泄下來(lái)進(jìn)行發(fā)電,,從而在高峰時(shí)段發(fā)電,,以彌補(bǔ)電網(wǎng)供電的不足,,那么這種用電模式就誕生了一種新型的水電站,,也即抽水蓄能電站。
通過(guò)這種工作,,就可以知道抽水蓄能電站要做的工作是:抽水,、儲(chǔ)存水、水力發(fā)電,,所以其必須的四個(gè)部件是:水泵(抽水),、水輪機(jī)(發(fā)電)、上水庫(kù)和下水庫(kù)(用來(lái)存放水),,其中水泵和水輪機(jī)可以共用,,也就是可逆式的水輪泵機(jī),。
抽水蓄能電站的能量損耗抽水蓄能電站的能量損耗主要包括兩部分損耗,抽水損耗和發(fā)電損耗,。對(duì)于抽水損耗,,可以理解為泵機(jī)損耗、水頭損耗,,泵機(jī)損耗也可以理解為泵機(jī)電能轉(zhuǎn)化的效率,,能量不可能是百分之百的轉(zhuǎn)化,所以泵機(jī)會(huì)有一定的效率,,一般情況下,,其效率會(huì)隨著功率而變化,在額定功率附近,,其效率一般最高,,現(xiàn)階段技術(shù)可以達(dá)到93%~95%;水頭損失則可以理解為水體在管道內(nèi)摩擦,、水體經(jīng)過(guò)彎道,、進(jìn)口等部位的水體能量損失,這部分和管道長(zhǎng)度,、設(shè)置有關(guān)系,,但是占比不是很大,一般也就1%以內(nèi),,也就在抽水過(guò)程中,,將轉(zhuǎn)化效率控制在90%是可以的。
水輪機(jī)的綜合特性曲線(中心點(diǎn)為效率最高區(qū))同樣在發(fā)電過(guò)程中,,其損耗也包括水輪機(jī)損耗和水頭損耗,,其原理與上面相同,一般情況下,,在水輪機(jī)額定出力附近,,其效率最高,對(duì)于不同形式的機(jī)組不同,,例如葉片設(shè)置,、進(jìn)口形式等等,一般情況下,,其額定效率也可以控制在90%以上,;水頭損失和抽水過(guò)程類似,但是一般也不太大,,也就是發(fā)電過(guò)程中,,將轉(zhuǎn)化效率控制在90%也是可以做到的。
管道的局部水頭損失在抽水,、發(fā)電的轉(zhuǎn)化效率都控制在90%的基礎(chǔ)上,,那么抽水蓄能電站的總效率也就控制在81%了,,但是這些需要發(fā)生在抽水時(shí)泵機(jī)在額定功率附近、發(fā)電時(shí)水輪機(jī)在額定出力附近時(shí),,如果不能滿足這兩個(gè)條件,,那么效率自然也不會(huì)達(dá)到如此高。
一般情況下,,發(fā)電和抽水都取決于電網(wǎng)用電,,所以這種額定工況很少,也就是一般情況下,,抽水蓄能電站的效率都會(huì)低于80%,。
抽水蓄能電站更看重效益,而非效率對(duì)于抽水蓄能電站,,即便效率達(dá)到80%以上,,仍是不劃算的,因?yàn)槌樗?、再發(fā)電已經(jīng)造成了能量浪費(fèi),,對(duì)于這種類型電站更應(yīng)該看重其存在的價(jià)值和效益。
電網(wǎng)與抽水蓄能電站電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的,,其用電負(fù)荷和發(fā)電負(fù)荷都存在較大的不確定性,,如果用電負(fù)荷大于發(fā)電負(fù)荷,則會(huì)造成用電無(wú)法得到滿足,;而用電負(fù)荷小于發(fā)電負(fù)荷,,則會(huì)造成發(fā)出的電能浪費(fèi),而抽水蓄能電站就是專門解決這一矛盾和問(wèn)題的,。
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