在高效点运行。采用高转速可提高机械效率, 泵的比转速已向n q= 30-50方向发展。由于高 的比转速会加速汽蚀,因此要求有较大的淹没深度。采用大的单机容量,可减小台数;
基建费用和运行费用。目前国外已开始设计1000 — 1500米水头的可调式抽水蓄能机组。 单
机容量达 600 — 700MW在技术上认为是可 行的。
抽水蓄能电站的电气设备与常规电站 基本相
同。对电机而言,三相同步发电机兼 作三相同步电动机在原理上和技术上都是 可行的。蓄能电站对电机的特殊要求是起动 频繁,增减负荷速度要求高。 如电站水头变 化大,应采用双速电机。此外,主机应有专 用励磁装置供同步起动, 或有专用的同轴起 动电动机,或变频起动装置。在主结线方面, 如果是可逆机组,则应设有相序转换开关
降低
图5抽水蓄能电站典型主结线
T常规水轮发电机 PT可逆式抽水着能机组 S转向倒换开关 B同步起动母线
4抽水蓄能电站的运行
4.1抽水蓄能机组的起动
由于单机容量大,静态起动会使电网波动。起动有以下几种方法:
4.1。I水力起动法
适用于“三机式”机组。水泵侧用压缩空气排水或关闭进出口阀门,水轮机则用水力 起动,直到同步
转速。并网后使水泵接带负荷,水轮机压水充气。这种方法起动时间约需 100秒以上,但对电网没有冲击。
4.1.2起动电机起动法
在主机同轴安装一台专供起动用的电动机,该电动机的极数应少于主电机的极数,使 其转速能高于主
机的同步转速,电动机的功率一般为主机功率的
6 — 8%。起动时间约需 5
—8分钟。主机正常运行时,起动电机空转。这种起动方法适用于各类机组。起动电动机还 可以作制动用。
4.1.3同步起动法
即所谓“背靠背起动”。适用于混合式抽水蓄能电站。起动时,将待起动机组的定子 通过起动母线与
常规水轮发电机的定子相联结,
然后分别加励磁,水轮发电机以同步方式带
着起动机组升速,达到同步转速时用准同期方式并网。起动机的容量应大于主机容量的 —20 %,起动时间约需 2 — 4分钟。
15
4.1.4变频起动
安装一台专供起动用的可控硅变额电源,机组起动时将变频电源送至主机的定于。然 后调整顿率使转
速逐步上升,到同步转速时退出变频电源,用自同期方式并网。
4.1.5降压异步起动法
用升压变压器的抽头或串接降压电抗器, 以异步电动机方式起动,
当转速达80%额定
转速时加入励磁电流,使主机拉入同步转速。此种方法对电网冲击较大,适用于小机组。 4.2抽水蓄能机组工况转换
从抽水工况快速转换为发电工况,是抽水蓄能机组的一大特点,以适应电网的应急需 要。为了实现快
速转换, 要求机组具有制动功能,
使惰走时间减小一半以上。电气制动的措
施是解列后迅速将定于绕组三相短路或经过外加电阻短路,转子继续励磁
(用专用的励磁电
源),使定子产生电流加大有功损耗。另外,如果机组设有起动电动机,则将该电机反接, 增加阻力距。
“三机式”机组及“两机式”机组在运行中进行转变的典型时间 工况转变
从静止至水轮机满载 从水泵满载至水轮机满载 从静止至水泵满转
从水轮机满载至水泵满载
三机式 两机式
(秒)如下:
80 80
60 120 120300
40 400 4.3抽水蓄能电站的调度
抽水蓄能电站的调度是牵涉面很广的不统工程。对抽水蓄能电站的机组来说,调度决 定是开机还是停
机,是抽水工况还是发电工况, 至于机组的负荷一般是固定在额定出力运行, 不作调整。因为额定出力运行效率最高。对于一个抽水蓄能电站来说调度的任务是决定同一 工况下开机的台数,一个站内不可能出现不同工况同时运行。
至于混合式抽水蓄能电站,则
调度的任务是分别决定常规水轮发电机开机的台数和抽水蓄能机组发电的台数。
对于抽水蓄能电站调度的依据也是多方面的。如高峰时的功率、高峰持续时间,高峰 电量;低谷时的
功率、低谷持续时间;基荷向各电厂的分配、系统中的旋转备用量;各抽水 蓄能电站上下库的水位; 各火电机组的微增煤耗值;系统负荷潮流;峰谷的电价;
次日是否
节假日或星期日……这么多因子一般是非常难于全面考虑的。使用电子计算机实现优化调 度,达到系统的最经济运行是研究的方向。
5我国抽水蓄能近况
我国抽水蓄能电站的建设起步较晚,技术储备不多。已经选点的有广东的从化,北京 的十三陵,浙江
的天荒坪,安徽的琅那山和响洪甸。这些项目有的已经开工,有的已开始初 设,有的已通过可行性研究。现将华东地区的三个点简单介绍如下。
华东地区目前峰谷差已达 3000MW/大机组比重较高,秦山核电站即将投产,调峰任务 艰巨,抽水蓄
能电站的建设巳很迫切。天荒坪位于浙江北部的安吉县, 下库的纯抽水蓄能电站,能承担 利用已有的城西水库作为下库,
它是一个人工围建上、
3600MW勺调峰能力。琅琊山位于安徽东部的滁州市,它是
人工修建上库的纯抽水蓄能电站,
能承担900MW勺调峰能力。
人工修建下库,
响洪甸位于皖西的金寨县, 它是利用已建成的响洪甸水电站的水库作为上库,
改造后成为混合式的抽水蓄能电站,包括原有40MW的水轮发电机在内,其调峰能力有200MW 三个点的主要参数如下:
参 调峰能力 上库调节库容 下库调节库容
数 天荒坪 琅琊山 响洪甸 装机容量台数x容量 MW MW 万m 万mi 6 X300 3600 744 744 566 6X75 900 900 4075 121 2X40 200 260000 440 62 工作水头 m
主 厂 房 型式 洞室尺寸长x宽x高m 地下式 地下式 地下式 214 X24X51 隧洞 146 X20.5 X41.45 74.8 X21 X46.4 隧洞 隧洞 型式 引 水 管 截面长x直径 m 1004X? 6 X3 2.6 可逆竖轴混流式 285 X? 4.3 X6 11.4 可逆竖轴混流式 750 X? 8 12 可逆竖轴混流式 L/H 型式 机 转速 r/mi n 组 效率 % 吸入水头m 抽水年小时数 发电年小时数 起动方式
429 70 (综合) -54 2008 1408 可控硅变频 214/250 90/92.5 -22 1660 1290 同轴起动电机 107 90/92 -14 1590 2174 背靠背 出线电压 kV 500 220 110 6法国大屋抽水蓄能电站简介
笔者考察过法国大屋(GRAND MAISON抽水蓄能电站。该站主要技术概况如下:
该站位于法国东南部阿尔卑斯山脉西麓,是一座混合式抽水蓄能电站。装机容量 1800MV,接在
400kV电网上。上库有效库容为 1.32亿立方,流域面积 50kmf,年入流水量
1.O;亿立方。下库有效库容为 0.14亿立方,流域面积115km2,年入流水量1.4亿立方。正 常工作水头927m=压力引水管是 7100m隧洞,直径7.7m。主厂房分为上室和下室。上室比 下库水位高出20m,安装四
台I50MW冲击式水轮发电机,为半地下厂房;下室位于上室正下 方,比下库水位低 60m安装八台150MW可逆式四级水泵水轮机,为地下式厂房。下库坝下 另有一台10.75MW水轮发电机组。该站年发电量为
亿千瓦时。发电最大出力为
13.4亿千瓦时,抽水年耗电量为
1800MW填谷为1200MW调峰能力为3000MW由于八台可逆式
17,2
机组不能调节,起动时对电网影响较大,因此采用背靠背同步起动。该站已于 运行。
1985年投入