问题——新能源装机增长带来电力系统“波动性”新挑战。
随着风电、光伏等新能源规模化发展,电力供应呈现更强的时段性与不确定性:白天光伏高峰可能出现电力富余,傍晚与夜间负荷上升、光伏出力下降又易形成供需缺口;风电出力也受气象影响快速变化。
电力系统需要更灵活、更可靠的调节手段来平衡“发得多”与“用得上”、兼顾经济性与安全性。
原因——电源结构转型要求储能与调节资源同步扩容。
传统电力系统主要依靠火电机组调峰调频,但在“双碳”目标背景下,电源结构持续向清洁低碳演进,火电调节空间与运行方式面临变化。
同时,电网对频率稳定、备用容量、故障支撑等要求更高,单一手段难以满足多目标约束。
抽水蓄能作为成熟度高、容量大、响应快的储能方式,可通过“用电抽水、用水发电”的往返转换,实现电量在时间维度的“搬运”,为电网提供可观的调节裕度。
影响——天台项目并网提升区域电网灵活性与安全冗余。
记者从三峡集团获悉,浙江天台抽水蓄能电站首台机组近日并网发电。
该电站是国家“十四五”重点实施项目,总投资超过100亿元,工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房等构成,安装4台单机容量42.5万千瓦机组,总装机容量170万千瓦。
按照规划,电站全面建成后预计年发电量约17亿千瓦时,可为一座约160万人口城市提供一年生活用电规模的清洁电能。
更重要的是,其功能定位不仅在于“发电量”,还在于“调节力”:将承担浙江电网调峰、填谷、调频、调相、储能以及紧急事故备用等任务,支撑华东电网提升灵活调度能力和系统稳定水平。
对策——以工程技术突破提升“超级充电宝”的可靠性与经济性。
抽水蓄能电站的核心在于两库落差与机组效率,在高水头、大容量条件下,对材料强度、结构耐久、施工精度提出更高要求。
浙江天台抽蓄在建设中聚焦关键环节强化技术攻关:其上、下水库形成约770米落差,额定水头处于国内在建抽水蓄能电站较高水平。
为应对超高水头带来的巨大承压需求,引水系统关键部位采用国产1000兆帕级高强水电钢,实现高压力工况下的安全运行能力提升,并在水电工程中实现大规模应用。
围绕大坝防渗与耐久性,工程在面板材料上采用低热混凝土等方案,以降低温控裂缝风险、提升长期安全性能。
输水系统方面,工程设置长度483.4米、倾角58度的斜井,在复杂地质条件下实现精准贯通,兼顾高流速条件下的水力稳定与能量损耗控制。
与此同时,智能建造等手段在施工组织与质量控制中发挥作用,为大体量地下厂房与关键设备安装提供可追溯、可量化的管理支撑。
前景——抽水蓄能将与新能源协同,成为新型电力系统的重要“底座”。
从运行机理看,抽水蓄能紧随电力供需变化:在风光出力高、电力富余时段以抽水方式吸纳电量,减少弃风弃光;在用电高峰或新能源出力走弱时段以发电方式快速顶上,填补缺口并提供频率支撑。
这种“削峰填谷+快速响应+应急备用”的综合能力,使其在构建以新能源为主体的新型电力系统中具有不可替代的工程价值。
面向未来,随着华东地区用电负荷持续增长、跨省跨区电力交易更趋频繁,电网对调节资源的需求将进一步扩大。
以天台项目为代表的一批抽水蓄能工程投运,将有助于形成“源网荷储”协同格局,提升清洁能源消纳水平与电力系统抗风险能力,为经济社会高质量发展提供更稳固的能源保障。
浙江天台抽水蓄能电站的成功投运,充分体现了我国在大型水电工程领域的技术进步和创新能力。
面对新能源大规模开发利用带来的新挑战,抽水蓄能等储能技术正在成为推动能源转型升级的关键力量。
未来,随着更多大容量、高效率的抽水蓄能项目投入运行,我国将进一步增强电力系统的灵活性和可靠性,为加快建设新型电力系统、实现碳达峰碳中和目标奠定坚实基础。