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水电设备皇冠上的明珠,东方电机拿下

2021-06-22 20:48:10霸哥网

本篇文章1331字,读完约3分钟

【文/观察者网李焕宇 编辑/周远方】提起水电,宏伟的大坝、庞大的发电机组,无疑是很多人的第一印象,但在水电设备领域,这些还不是最难搞的。

该领域“皇冠上的明珠”属于抽水蓄能机组,由于体积大、转速高,在精度和寿命上的要求也极为苛刻,它成了水力发电行业最复杂、最难啃的“硬骨头”。

水电设备皇冠上的明珠,东方电机拿下

长龙山抽水蓄能电站发电电动机转子 图片来源:东方电机

近期,观察者网受邀参观了我国抽水蓄能机组领域的龙头企业——东方电机。据他们通报,6月10日,20余家单位及专家参加了单机容量300兆瓦的黑麋峰中低水头(注:水位落差)抽水蓄能机组国产化改造技术成果总结暨专家鉴定会,一致认定该机组技术国产化改造升级项目整体技术处于国际领先水平。这是我国首次由国内厂家成功改造国外厂家设计的机组,树立了该型机组技术国产化的典范。

负责本次改造的东方电气下属企业东方电机公司表示,大力发展抽水蓄能电站已成为支持新能源发展,打造安全可靠电力系统的全球共识,我国的抽水蓄能电站还会有更大的发展空间。

抽水蓄能,技术最成熟、应用最广泛的储能技术

抽水蓄能是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的技术,可承担电网调峰、调频、调相、空载和事故备用等任务。其最早的应用可以追溯到1890年代的瑞士和意大利,目前应用最多的可逆式机组最早出现在1930年代。

据东方电机研究试验中心主任兼技术管理部部长梁权伟介绍,作为全球应用最广的储能技术,抽水蓄能有着存储容量大、循环效率高、负荷响应快、使用寿命长、技术成熟度高的优点。目前,全球范围内超过97%的能量存储是通过抽水蓄能的方式实现的,以日本、美国和欧洲等国为代表的发达国家的抽水蓄能装机容量占全世界抽水蓄能总装机容量的70%左右。

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世界单机容量最大的美国巴斯县抽水蓄能电站上水库 图片来源:布里斯托尔先驱报

具体而言,论储存容量,世界单机容量最大的抽蓄机组是美国巴斯县电站,达到500MW(兆瓦);我国在建的河北丰宁抽水蓄能电站总装机容量3600MW,竣工后将成为世界最大的抽蓄电站。抽蓄电站的满载储能/发电时间一般都能达到6~10h,甚至更多。

这一容量要远大于绝大多数储能技术。东方电机专家何启源向观察者网表示,一般大型抽水蓄能电站总容量都在1000MW以上,如果化学储能电站想要达到抽水蓄能电站的水平,至少需要15~20万平方米的面积。

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正在建设的丰宁抽水蓄能电站 图片来源:河北日报

论循环效率,抽蓄机组的储放循环效率通常在75%~85%范围内。国外的成熟技术普遍能达到80%及以上,即所谓的“5度换4度”;国内早期投运的机组一般在75%左右,即所谓“4度换3度”。随着近年来的技术进步,我国新研发制造的机组普遍都能达到80%以上。像江西洪屏抽蓄电站达到84%,浙江桐柏、湖南黑麋峰等几个抽蓄电站机组循环效率均能达到83%。

论技术成熟度,抽蓄是世界上发展最为成熟、工程应用最为广泛的储能技术。美国能源部曾用NASA开发的技术成熟度评估模型(TRA)对现行的各种储能技术的成熟度进行了评估。1级表示一项技术的基本原理或规律刚刚被发现,9级表示一项技术已经在现实当中得到成功应用和验证。抽水蓄能在评估结果中稳居最高的第9级,拥有最高等级的技术成熟度和可靠性。