抽水蓄能电站综合评价研究及问题分析

(华北水利水电大学电力学院，河南 郑州 450045)

0 引言

电力商品从生产、输送，最后到消费者使用，几乎同时发生，电力的需求也在1 d之内有很大的波动，有时用电低谷期电量不到高峰电量的一半。因此，储能成为电力系统不可或缺的一部分，成为智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。抽水蓄能是全球装机规模最大的储能技术，也是目前发展最为成熟的储能技术。

1 蓄能电站国内外发展状况

抽水蓄能电站已有130多年建设历史，1882年第一座抽水蓄能兴建于瑞士苏黎世。1950年以前，抽水蓄能电站的建设主要集中在西欧少数国家，目的是汛期蓄水，枯期发电，辅助调节常规水电发电的季节性不平衡，因此发展十分缓慢。从20世纪50年代开始，由于电力负荷的波动幅度不断增加，调节峰谷负荷的任务日趋迫切，抽水蓄能电站的发展进入起步阶段，各国的电力系统得到迅速发展，抽水蓄能电站开始承担调峰、调频等动态任务，显示出其在电力系统中不可替代的重要作用。到1990年，全球抽水蓄能装机容量从3.5 kW×106kW增加到8.3 kW×107kW。到2010年，已达1.35 kW×108kW，继续保持较快增长。

我国在20世纪60年代后期开始对抽水蓄能电站研究、开发和使用，主要解决电力系统中遇到的调峰问题。1968年建成的岗南小型混合式抽水蓄能电站标志着我国拉开了建设抽水蓄能电站的序幕[1]。20世纪80年代中后期，抽水蓄能电站的建设步伐开始加快。1992年，潘家口混合式抽水蓄能电站投入运行，迎来我国抽水蓄能电站建设的第一次高潮。20世纪90年代，随着国民经济快速发展，先后兴建了广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。“十五”期间，又相继开工了张河湾、西龙池、白莲河等一批大型抽水蓄能电站。国家“十三五”规划要求我国加快抽水蓄能电站建设，并明确“十三五”期间新开工抽水蓄能容量6 000万kW左右，到2020年运行装机容量达到4 000万kW，并预计在2025年达到9 000万kW。

2 抽水蓄能电站的作用和特征

抽水蓄能电站作为电网综合辅助管理工具，以水能转换为载体，通过提供系统储能服务和多工况调度运行，在电网中承担调峰填谷、调频、调相、备用、黑启动等任务[2]，是现代电力系统重要的稳压器、调节器和存储器，在电网安全、稳定和经济运行中发挥重要作用。

1)在技术方面。抽水蓄能电站既是负载又是电源，可在泵和发电机之间随时转换，抽水蓄能电站是负载调节的最佳工具，具有灵活的操作模式；抽水蓄能电站是电力转换和储备的工具，也是目前储能的最佳工具，可以有效地调节电力系统在发电和利用中的动态平衡。

2)在经济方面。电站的运行可以使电网的所有参与者受益，例如发电公司，输电和配电公司以及电力客户；没有实行峰谷和辅助服务价格，无法准确测量抽水蓄能电站带来的经济价值，因此需要正确反映电站提供服务的成本，并给予合理的经济补偿。

3 抽水蓄能电站综合评价的必要性和意义

抽水蓄能电站综合评价是以事实为依据，将抽水蓄能电站的建设效果与抽水蓄能电站项目决策之初的预定目标进行独立、公正、客观、科学地全面评价，分析在建设中出现的各种问题和影响效果，并分析其产生的原因，制定对策，为下次项目建设积累有参考价值的经验，从而提高企业的项目决策水平和工程整体效益。

3.1 抽水蓄能电站综合评价的必要性

1)及时反馈建设信息，加强监督管理。综合评价对于电站施工管理工作具有监督和约束作用。通过综合评价检查项目的进度、投资和质量的绩效，并以此提出奖罚依据，可促进工程建设的科学性和合理性。

2)提高设计水平。综合评价可以总结失败设计的经验，为下一次同类设计提供参照和依据，提高设计水平，为设计创新打下坚实基础。

3)提高项目管理和决策水平。综合评价实际上是对项目建设结果的整体反馈，建设和运行过程中的管理经验，可以有效的提升业主工程管理和运营水平，及时采取措施，调整资源分配，确保电站发挥效益，带来更多的经济效益。

4)提高项目透明度。综合评价将提高项目实施过程的透明度，满足社会民众关切的需要，产生对项目实施有利的社会环境。

3.2 抽水蓄能电站综合评价的意义

1)从理论意义上来讲，通过研究抽水蓄能电站综合评价，综合考虑各方面的可能影响因素，为其提供发展的建议，为我国抽水蓄能电站的发展和完善提供更好的理论借鉴[3]。

2)从现实意义上来讲，对抽水蓄能电站进行综合评价研究，并将研究成果应用到实践中，实现理论与实践更好地结合，改善我国抽水蓄能电站的管理与运行水平，发挥出抽水蓄能电站的应有作用，弥补可能出现的各种突发问题带来的电力供应的短缺，为国民经济的发展做出更多的贡献，为人民生活带来更好的电力保障，更好地推动抽水蓄能行业的发展。

4 抽水蓄能电站综合评价研究现状

20世纪60年代，国外开始对抽水蓄能电站的经济效益进行简单的定性研究。随着计算机模拟的引入，1984年在美国“蓄能电站运行动态效益”国际研讨会开始了抽水蓄能电站动态效益进行定量评价的关键一步，实现了抽水蓄能电站评价质的飞跃。美国电力研究院和麻省理工学院首次将抽水蓄能电站的动态效益运用定量指标进行表述，分为旋转备用、调频、负荷跟踪、同步调相、增加系统可靠性和满足爬坡效益6个方面。孟亚敏和孙薇[1]从经济效益、电网效益、社会效益以及环境效益等4个方面构建了抽水蓄能评价指标体系。顾晓亮[4]分别从静态、动态及环境效益3个方面构建了抽水蓄能电站的评价指标体系和效益评价属性识别模型，为评估抽水蓄能电站效益提供了参考依据。

但是，当前抽水蓄能电站评价研究主要是对电站某方面进行评价分析，涵盖范围小、不充分，研究方法与指标体系也不完善，没有形成系统的研究体系和理论框架。

5 对策分析

抽水蓄能行业将面临着巨大的发展机遇，对其进行综合评价研究具有现实意义。

1)对不同综合评价方法进行对比分析，主、客观权重分别选择合适评价方法，评价结果注意对比，增加说服力。

2)综合抽水蓄能电站各方面因素，广泛收集电站数据，构建较为合理的抽水蓄能电站综合评价模型。

3)结合抽水蓄能电站的预可研报告进行对比，对电站的建设、运行提出建设性意见。