抽水蓄能行业报告：新型电力系统中不可或缺的维稳器（39页）

行业报告下载 2022年05月12日 07:40 管理员

抽蓄电站可以分为纯抽水蓄能电站与混合式抽水蓄能电站两种，区别主要在于有无天然径流汇入以及能否利用天然径流发电。纯抽蓄电站没有或仅有少量天然径流汇入，其运行主要是通过上下水库的水循环利用，由于抵消蒸发和渗漏的损失，需要对水源进行少量补充；而混合式抽蓄电站的上水库则有天然径流汇入，既可以利用江河径流进行常规发电，又可以满足调峰、调频、调相等需求。混合式抽水蓄能电站相当于在常规的水电站的基础上，增建可逆机组和抽水泵，使得发出的电能可以储存并且和势能相互转换。常规水电站可以通过改建与抽水蓄能电站实现结合开发，改建手段通常有上库结合、加泵扩机和一体化改造三种。机械储能是目前最成熟的储能技术，其中尤以抽水蓄能为成熟应用的范例，在全球已并网的储能装置中占比超过 90%。电化学储能潜力极大，在技术高速进步的近年中已经从开发示范阶段逐步迈入产业化发展阶段。超导与超级电容储能等直接储能形式则处于更加早期，尚在研究与试点中。澳大利亚可再生能源署在 2016 年绘制了全球储能技术成熟度曲线（如下图），该图的横轴为储能技术所处的应用阶段，纵轴为成本需求和技术风险，在图中所处位置越靠右说明应用越多，位置越靠下说明成本和风险越低，抽水蓄能的技术成熟度明显高于其他储能技术。除了技术成熟可靠，抽蓄电站还具备容量大、经济性好、运行灵活等显著优势。

抽水蓄能电站单机容量大，一般规模在几万千瓦到几十万千瓦之间，目前装机容量及储能能力均为世界第一的河北丰宁抽水蓄能电站总装机达到360万千瓦，满发利用小时数达到10.8 小时，最大可提供相当于三分之一个三峡水电站的调节出力。另外，由于水的蒸发和渗透损失相对较小，抽水蓄能系统的储能周期范围较大，从几小时到十数年均可，是典型的能量型储能，放电时间达到小时至日级别。作为机械储能，抽蓄电站运行效率稳定在高位，不会受到长时间使用导致能量衰减等问题的困扰，使用寿命长，同时不产生污染，可长期循环使用，节能环保程度极高。基于其技术成熟，循环次数多，使用寿命长且损耗低等特点，抽蓄电站的度电成本优势较大。抽蓄电站的主要劣势在于其对于地理条件的要求较高、建设周期长。抽蓄电站的上下水库之间需要具有足够的高度差以提供较大的势能，目前平均高度差在 200~600 米之间；另外还需要较大的面积以修建足够大容量的水库，中小型抽水蓄能电站的水库总库容在 1 亿立方米以下，而目前世界最大的丰宁抽水蓄能电站一期库容就超过了 1.1 亿立方米。由于高度差较大的地区普遍以山林为主，因此抽蓄电站建设施工具有一定的难度，从规划到建成周期较长（一般在 6 年以上），站点位置普遍较偏僻，与负荷中心存在一定距离。