抽水蓄能技术课件1-5章ppt.ppt

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1、抽水蓄能技术pumped-storage power station主要内容1概念和基本原理2基本组成3类型、适用和效益4发展历程及前景电电力力的的生生产产、输输送送和和使使用用是是同同时时发发生生的的，一一般般情情况况下下又又不不能能储储存存，而而电电力力负负荷荷的的需需求求却却瞬瞬息息万万变变。一一天天之之内内，白白天天和和前前半半夜夜的的电电力力需需求求较较高高(其其中中最最高高时时段段称称为为高高峰峰)；下下半半夜夜大大幅幅度度地地下下跌跌(其其中中最最低低时时段段称称为为低低谷谷)，低低谷谷有有时时只只及及高高峰峰的的一一半半甚甚至至更更少少。鉴鉴于于这这种种情情况况，发发电电设设备

2、备在在负负荷荷高高峰峰时时段段要要满满发发，而而在在低低谷谷时时段段要要压压低低出出力力，甚甚至至得得暂暂时时关关闭闭，为为了了按按照照电电力力需求来协调使用有关的发电设备，需采取一系列的措施。需求来协调使用有关的发电设备，需采取一系列的措施。1概念和基本原理一、概念和基本原理抽水蓄能电站抽水蓄能电站的运行原理是利用可以兼具水泵和水轮机两的运行原理是利用可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的蓄能机组，在电力负荷出现低谷时（夜间）种工作方式的蓄能机组，在电力负荷出现低谷时（夜间）做水泵运行，用基荷火电机组发出的多余电能将上水库的做水泵运行，用基荷火电机组发出的多余电能将上水库的水抽到上水库存储起来，

3、在电力负荷出现高峰（下午及晚水抽到上水库存储起来，在电力负荷出现高峰（下午及晚间）做水轮机运行，将水放下来发电。间）做水轮机运行，将水放下来发电。1概念和基本原理发电工况工作原理示意图抽水工况工作原理示意图1 1、离心泵工作原理、离心泵工作原理 动动力力机机带带动动转转轴轴，转转轴轴带带动动叶叶轮轮在在泵泵壳壳内内高高速速旋旋转转，泵泵内内水水体体被被迫迫随随叶叶轮轮转转动动而而产产生生离离心心力力。离离心心力力迫迫使使液液体体自自叶叶轮轮周周边边抛抛出出，汇汇成成高高速速高高压压水水流流经经泵泵壳壳排排出出泵泵外外，形形成成水水的的势势能能。当当液液体体自自叶叶轮轮中中心心甩甩向向外外周周的

4、的同同时时，叶叶轮轮入入口口形形成成真真空空，水水池池的的水水在在外外界界大大气气压压力力下下沿沿吸吸水水管管被被吸吸入入补补充充了了这这个个空空间间。继继而而吸吸入入的的水水又又被被叶叶轮轮甩甩出出经经蜗蜗壳壳而而进进入入出出水水管管。依依靠靠叶叶轮轮的的不不断断运运转转，液液体体便便连连续续地地被被吸吸入入和排出。和排出。离心力：离心力：由于物体旋转而产生脱离旋转中心的力。由于物体旋转而产生脱离旋转中心的力。离心泵的一般特点离心泵的一般特点（1）水水沿沿离离心心泵泵的的流流经经方方向向是是沿沿叶叶轮轮的的轴轴向向吸吸入入，垂垂直直于于轴轴向向流流出出，即进出水流方向互成即进出水流方向互成9

5、0。（2）由由于于离离心心泵泵靠靠叶叶轮轮进进口口形形成成真真空空吸吸水水，因因此此在在起起动动前前必必须须向向泵泵内内和和吸吸水水管管内内灌灌注注引引水水，或或用用真真空空泵泵抽抽气气，以以排排出出空空气气形形成成真真空空，而而且且泵泵壳壳和和吸吸水水管管路路必必须须严严格格密密封封，不不得得漏漏气气，否否则则形形不不成成真真空空，也也就就吸吸不不上上水来。水来。（3）由由于于叶叶轮轮进进口口不不可可能能形形成成绝绝对对真真空空，因因此此离离心心泵泵吸吸水水高高度度不不能能超超过过10米米，加加上上水水流流经经吸吸水水管管路路带带来来的的沿沿程程损损失失，实实际际允允许许安安装装高高度度（水

6、水泵泵轴轴线线距距吸吸入入水水面面的的高高度度）远远小小于于10米米。如如安安装装过过高高，则则不不吸吸水水；此此外外，由由于于山山区区比比平平原原大大气气压压力力低低，因因此此同同一一台台水水泵泵在在山山区区，特特别别是是在在高高山山区区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。轴流泵轴流泵是是一一种种利利用用叶叶轮轮旋旋转转对对水水体体产产生生推推力力(升升力力)工工作作的的大大流流量量低低扬扬程程的的水水泵泵，主主要要是是靠靠叶叶片片的的升升力力将将流流体体引引到到出出口口，是是轴轴向向进进，轴向出，具有流量大等优点轴向出，具有流量大等优

7、点 。轴流泵输送液体不是依靠叶轮对液体的离心力，而是利用旋转叶轴流泵输送液体不是依靠叶轮对液体的离心力，而是利用旋转叶轮叶片的推力使被输送的液体沿泵轴方向流动。当泵轴由电动机轮叶片的推力使被输送的液体沿泵轴方向流动。当泵轴由电动机带动旋转后，由于叶片与泵轴轴线有一定的螺旋角，所以对液体带动旋转后，由于叶片与泵轴轴线有一定的螺旋角，所以对液体产生产生推力推力(或叫升力或叫升力)，将液体推出从而沿排出管排出。这和电风，将液体推出从而沿排出管排出。这和电风扇运行的道理相似，靠近风扇叶片前方的空气被叶片推向前面，扇运行的道理相似，靠近风扇叶片前方的空气被叶片推向前面，使空气流动。当液体被推出后，原来位

8、置便形成局部真空，外面使空气流动。当液体被推出后，原来位置便形成局部真空，外面的液体在大气压的作用下，将沿进口管被吸入叶轮中。只要叶轮的液体在大气压的作用下，将沿进口管被吸入叶轮中。只要叶轮不断旋转，泵便能不断地不断旋转，泵便能不断地吸入和吸入和排出液体。排出液体。轴轴流流泵泵的的工工作作是是以以空空气气动动力力学学中中机机翼翼的的升升力力理理论论为为基基础础的的。其其叶叶片片与与飞飞机机机机翼翼具具有有相相以以形形状状的的剖剖面面，一一般般称称叶叶片片剖剖面面为为翼翼形形。翼翼形形的的前前端端圆圆钝钝，后后端端尖尖锐锐，前前表表面面(工工作作面面)曲曲率率小小，下下表表面面(背背面面)曲曲率

9、率大大。当当叶叶轮轮旋旋转转时时，水水流流在在翼翼形形的的前前端端分分成成两两股股水水流流，它它们们经经过过翼翼形形的的上上、下下表表面面，然然后后同同时时在在翼翼形形的的末末端端汇汇合合。由由于于上上表表面面的的路路径径短短，下下表表面面的的路路径径长长，沿沿翼翼形形下下表表面面的的流流速速要要比比沿沿翼翼形形上上表表面面的的流流速速大大，相相应应的的翼翼形形下下表表面面的的压压力力要要比比上上表表面面小小，因因而而水水流流对对翼翼形形产产生生方方向向向向下下的的作作用用力力R，同同样样，翼翼形形对对水水流流产产生生一一个个反反作作用用力力R，其其大大小小与与R相相等等、方方向向相相反反，作

10、作用用在在水水流流上上，在在此力的作用下，水沿泵轴方向上升。叶轮不停地旋转，水就不断地被捍升。此力的作用下，水沿泵轴方向上升。叶轮不停地旋转，水就不断地被捍升。 轴流泵的特点轴流泵的特点：轴流泵的优点轴流泵的优点 a a流流量量大大、结结构构简简单单、重重量量轻轻、外外形形尺尺寸寸小小，它它的的形形体体为管状，因此占地面积小。为管状，因此占地面积小。b b立立式式轴轴流流泵泵工工作作时时叶叶轮轮全全部部浸浸没没在在水水中中，启启动动时时不不必必灌泵，操作简单方便。灌泵，操作简单方便。c c对对调调节节式式轴轴流流泵泵，当当工工作作条条件件变变化化时时，只只要要改改变变叶叶片片角度，仍然可保持在

11、较高效率下工作角度，仍然可保持在较高效率下工作。 轴流泵主要缺点轴流泵主要缺点 扬程太低，因此应用范围受到限制。扬程太低，因此应用范围受到限制。由于轴流泵是低扬程、大流量的泵，故通常用于农业由于轴流泵是低扬程、大流量的泵，故通常用于农业大面积灌溉和排涝、城市排水、输送需要冷却水量很大大面积灌溉和排涝、城市排水、输送需要冷却水量很大的热电站循环水以及船坞升降水位等。的热电站循环水以及船坞升降水位等。混流泵混流泵混流泵从外形、结构都是介于离心泵和轴流泵之间；混流泵从外形、结构都是介于离心泵和轴流泵之间；混混流流泵泵的的抽抽水水原原理理，叶叶轮轮的的高高速速旋旋转转，既既产产生生离离心心泵泵的的离离

12、心心力力，又又具具有有轴轴流流泵泵的的推推升升力力，混混流流泵泵靠靠这这两两种种力的混合作用而抽水。力的混合作用而抽水。混混流流泵泵的的使使用用性性能能也也是是介介乎乎于于离离心心泵泵和和轴轴流流泵泵之之间间，它它和和离离心心泵泵比比较较，扬扬程程低低一一些些，而而流流量量大大一一些些；它它与与轴轴流流泵比较，扬程高一些，但流量又小一些。泵比较，扬程高一些，但流量又小一些。这这对对于于我我国国幅幅员员辽辽阔阔，地地形形复复杂杂，多多了了一一种种泵泵型型因因地地制宜的选用。制宜的选用。抽抽水水蓄蓄能能电电站站受受两两次次能能量量转转换换的的影影响响，运运行行效效率率较较低低，但但在在电电力力系系

13、统统调调峰峰、调调频频中中能能起起着着重重大大作作用用。可可减减少少火火电电机机组组开开停停机机次次数数，使使核核电电站站平平稳稳运运行行，节节省省火火电电机机组组低低出出力力运运行行的的高高燃燃料料耗耗费费和和机机组组起起停停的的额额外外燃燃料料耗耗费费，增增长长火火电电和和核核电电机机组组运运行行寿寿命命。在在以以火火电电、核核电电为为主主的的电电力力系系统统中，修建适当比例的抽水蓄能电站还是经济的。中，修建适当比例的抽水蓄能电站还是经济的。1概念和基本原理二、抽水蓄能电站的结构组成1 上水库；2进（出）水口；3输水道；4输水道调压井；5厂房；6主变洞；7尾闸室；8尾水道；9尾水调压室；1

14、0出（进）水口；11下水库8311107654219电站枢纽布置1.1.上水库。抽水蓄能电站上水库。抽水蓄能电站的上水库是蓄存水量的工的上水库是蓄存水量的工程设施，电网负荷低谷时程设施，电网负荷低谷时段可将抽上来的水储存在段可将抽上来的水储存在库内，负荷高峰时段由水库内，负荷高峰时段由水库放下来发电。库放下来发电。二、抽水蓄能电站的结构组成2.2.输输水水系系统统是是输输送送水水量量的的工工程程设设施施，在在水水泵泵工工况况(抽抽水水)把把下下水水库库的的水水量量输输送送到到上上水水库库，在在水水轮轮机机工工况况(发发电电)将将上上水水库库放放出出的的水水量量通通过过厂厂房房输输送到下水库。送

15、到下水库。二、抽水蓄能电站的结构组成3.3.地地下下厂厂房房。地地下下厂厂房房包包括括主主、副副厂厂房房、主主变变洞洞、母母线线洞洞等等洞洞室室。厂厂房房是是放放置置蓄蓄能能机机组组和和电电气气设设备备等等重重要要机机电电设设备备的的场场所所，也也是是电电厂厂生生产产的的中中心心。抽抽水水蓄蓄能能电电站站无无论论是是完完成成抽抽水水、发发电电等等基基本本功功能能，还还是是发发挥挥调调频频、调调相相、升升荷荷爬爬坡和紧急事故备用等重要作用，都是通过厂房中的机电设备来完成的。坡和紧急事故备用等重要作用，都是通过厂房中的机电设备来完成的。主厂房主变室尾水闸门洞地下厂房洞室群4.4.开关站及出线场开关

16、站及出线场有开关设备，通常还包括母线，有开关设备，通常还包括母线，但没有电力变压器的变电站。但没有电力变压器的变电站。其作用就是分配高、中压电能。其作用就是分配高、中压电能。5.5.下下水水库库。抽抽水水蓄蓄能能电电站站的的下下水水库库也也是是蓄蓄存存水水量量的的工工程程设设施施，负负荷荷低低谷谷时时段段可可满满足足抽抽水水水水源源的的需需要要，负负荷荷高高峰峰时时段段可可蓄蓄存存发发电电放放水的水量。水的水量。天荒坪抽水蓄能电站工程示意图天荒坪抽水蓄能电站工程示意图广州从化抽水蓄能电站广州从化抽水蓄能电站1 1、抽水蓄能电站的特点、抽水蓄能电站的特点1）需需要要水水但但基基本本上上不不耗耗水

17、水，故故其其规规模模不不象象常常规规水水电电那那样样取取决决于于所所在在站站址址的的来来水水流流量量和和落落差差，而而主主要要取取决决于于上上下下池池容容积积和和落落差差，更更主主要要的的是是取取决决于于所所在在电电网网可可供供低低谷谷时时抽水的电量。抽水的电量。2）电电站站型型式式很很多多，适适应应性性强强，可可视视情情况况选选定定，在在山山区区、江江河河梯梯级级、平平原原均均可可修修建建抽抽水水蓄蓄能能电电站站，关关键键在在于于因因地地制宜择优选择。制宜择优选择。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及效益抽水蓄能电站和常规水电站的不同点 一一从从电电站站的的枢枢纽纽布布置置来来看看，抽抽水水

18、蓄蓄能能电电站站有有上上、下下两两个个水库。常规水电站一般仅有一个水库。水库。常规水电站一般仅有一个水库。二二从从安安装装的的机机组组来来说说，抽抽水水蓄蓄能能电电站站有有四四机机分分置置式式(装装有有水水泵泵和和电电动动机机、水水轮轮机机和和发发电电机机)、三三机机串串联联式式(即即电电动动发发电电机机，与与水水轮轮机机、水水泵泵连连结结在在一一个个直直轴轴上上)和和二二机机可可逆逆式式(一一台台水水泵泵水水轮轮机机和和一一台台电电动动发发电电机机联联结结)。而而常常规规水水电电站站仅仅装装有有水轮机和发电机。水轮机和发电机。三三从从静静态态功功能能来来说说，抽抽水水蓄蓄能能电电站站既既能能

19、发发电电调调峰峰，又又能能抽抽水水填填谷谷，而而常常规规水水电电站站仅仅能能发发电电调调峰峰。从从动动态态功功能能来来说说，抽抽水水蓄蓄能能电电站站和和常常规规水水电电站站均均能能承承担担调调频频、调调相相和和事事故故备备用用等等任任务务。但但抽抽水水蓄蓄能能电电站站在在发发电电或或抽抽水水过过程程中中，均均可可进进行行调调频频、调调相相，尤尤其其是是在在抽抽水水工工况况调调相相时时，经经常常进进相相吸收无功功率。吸收无功功率。四从投资构成来看，由于大型抽水蓄能电站的机组目四从投资构成来看，由于大型抽水蓄能电站的机组目前主要依靠国外技术或从国外进口，机电设备价格较高，前主要依靠国外技术或从国外

20、进口，机电设备价格较高，往往机电设备的投资占总投资的一半或更多；而常规水电往往机电设备的投资占总投资的一半或更多；而常规水电站的机组一般国内都能自已制造，机电设备投资大约占总站的机组一般国内都能自已制造，机电设备投资大约占总投资的四分之一左右。投资的四分之一左右。五从在电网中的地位来看，由于抽水蓄能电站具有多种五从在电网中的地位来看，由于抽水蓄能电站具有多种功能，电网常把它作为综合管理的工具，往往在负荷中心功能，电网常把它作为综合管理的工具，往往在负荷中心附近寻找有条件的站址建设抽水蓄能电站。常规水电站受附近寻找有条件的站址建设抽水蓄能电站。常规水电站受自然条件影响更大，在负荷中心附近不是到处

21、能找到可以自然条件影响更大，在负荷中心附近不是到处能找到可以开发的站址的，由于水能资源丰富的地区往往远离负荷中开发的站址的，由于水能资源丰富的地区往往远离负荷中心，电站建成后需远距离输送电能到用电地区。心，电站建成后需远距离输送电能到用电地区。六设备和运行方面的不同六设备和运行方面的不同 1、双双向向旋旋转转。由由于于可可逆逆式式水水泵泵水水轮轮机机作作水水轮轮机机和和水水泵泵运运行行时时的的旋旋转转方方向向是是相相反反的的，因因此此电电动动发发电电机机也也需需按按双双向向运运转转设设计计。在在电电气气上上要要求求电电源源相相序序随随发发电电工工况况和和驱驱动动工工况况而而转转换换；同同时时电

22、电机机本本身身的的通通风风、冷冷却却系系统统和和轴轴承承结结构构都都应应能能适应双向旋转工作。适应双向旋转工作。2、需需有有专专门门启启动动设设施施。可可逆逆式式电电动动发发电电机机作作电电动动机机运运行行时时，而而必必须须采采用用专专门门的的启启动动设设备备(SFC)，从从电电网网上上启启动动，或或采用背靠背方式各台机组间同步启动。采用背靠背方式各台机组间同步启动。3、频频繁繁启启停停。抽抽水水蓄蓄能能电电站站在在电电力力系系统统中中担担任任调调峰峰填填谷谷、调调频频调调相相及及事事故故备备用用的的作作用用，一一般般每每天天要要启启停停多多次次。天天荒荒坪坪抽抽水水蓄蓄能能电电站站每每台台机

23、机组组每每天天启启停停812次次，广广州州蓄蓄能能水水电电厂机组启停则更加频繁。厂机组启停则更加频繁。4、保保护护配配置置不不同同。与与常常规规水水力力机机组组相相比比，蓄蓄能能机机组组多多了了相相序序监监测测、低低频频保保护护、低低功功率率保保护护、逆逆功功率率保保护和低频过流保护等特有的保护。护和低频过流保护等特有的保护。5、运运行行方方式式不不同同。常常规规水水电电站站最最主主要要的的功功能能是是发发电电，即即向向电电力力系系统统提提供供电电能能。蓄蓄能能电电站站不不仅仅可可以以发发电电，还还可可在在电电网网用用电电低低谷谷时时进进行行抽抽水水，把把多多余余的的电电能能转转化化为为势势能

24、能储储存存起起来来。抽抽水水蓄蓄能能机机组组在在设设计计上上有有更更强强的的调调相相功功能能，无无论论在在发发电电工工况况或或在在抽抽水水工工况况，都都可可以以实实现现调调相相和和进进相相运运行行，并并且且可可以以在在水水轮轮机机和和水水泵泵两两种种旋旋转转方方向向进进行行，故故其其运运行行灵灵活活性性更更大大。此此外外，蓄蓄能能机机组组如如果果在在抽抽水水时时遇遇电电网网发发生生重重大大事事故故，则则可可以以由由抽抽水水工工况况快快速速转转换换为为发发电电工工况况，即即在在一一两两分分钟钟内内，停停止抽水并以同样容量转为发电。止抽水并以同样容量转为发电。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益2、

25、分类、分类按与常规电站的结合情况分：按与常规电站的结合情况分：纯抽水蓄能、混合式抽水蓄能按调节性能分：日调节、周调节、季调节按调节性能分：日调节、周调节、季调节按水头分：按水头分：600m多级或三机式多级或三机式按布置特点分：地面式、地下式按布置特点分：地面式、地下式按机组类型分：四机式、三机式、两机式按机组类型分：四机式、三机式、两机式纯纯抽抽水水蓄蓄能能电电站站：专专为为电电网网调调节节修修建建的的，与与径径流流发发电电无无关关。如如图图所所示示。其其上上池池没没有有水水源源或或天天然然水水流流量量很很小小，需需将将水水由由下下池池抽抽到到上上池池储储存存，用用于于电电力力系系统统负负荷荷

26、处处于于高高峰峰时时发发电电。水水在在上上池池、下下池池循循环环使使用用，抽抽水水和和发发电电的的水水量量基基本本相相等等。流流量量和和历历时时按按电电力力系系统统调调峰峰填填谷谷的的需需要要来来确确定定。纯纯抽抽水水蓄蓄能能电电站站，一一般般没没有有综综合合利利用用的的要要求求，仅仅用用于于调调峰峰、调调频频，故故不不能能作作为为独独立立电电源源存存在在，必必须须与与电电力力系系统统中中承承担担基基本本负负荷荷的的火火电电厂厂、核电厂等电厂协调运行。核电厂等电厂协调运行。纯抽水蓄能电站混混合合式式抽抽水水蓄蓄能能电电站站，如如图图所所示示。其其上上水水库库有有一一定定的的天天然然水水流流量量

27、，下下水水库库按按抽抽水水蓄蓄能能需需要要的的容容积积在在河河道道下下游游修修建建。在在混混合合式式抽抽水水蓄蓄能能电电站站内内，既既安安装装有有普普通通水水轮轮发发电电机机组组，利利用用江江河河径径流流调调节节发发电电；又又安安装装有有抽抽水水蓄蓄能能机机组组，可可从从下下水水库库抽抽水水蓄蓄能能发发电电，进进行行蓄蓄能能发发电电，承承担担调调峰峰、调频、调相任务。调频、调相任务。混合式抽水蓄能电站三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益按调节规律分：日调节：每日中午、夜间抽水，上、下午、晚上负荷期发按调节规律分：日调节：每日中午、夜间抽水，上、下午、晚上负荷期发电，水库电，水库的库容量按每日调峰

28、的发电量决定。的库容量按每日调峰的发电量决定。如如图所示，在电力系统低谷负图所示，在电力系统低谷负荷时抽水蓄能电站利用系统多荷时抽水蓄能电站利用系统多余电能由机组把下水库的水抽余电能由机组把下水库的水抽到上水库储存，上水库处于高到上水库储存，上水库处于高水位。水位。如图所示，在白天电力系统尖如图所示，在白天电力系统尖峰负荷时将上水库的水放下由峰负荷时将上水库的水放下由机组发电供给系统，上水库处机组发电供给系统，上水库处于低水位于低水位。周调节周调节：周一：周一-周五每个工作日均有一定次数的抽水及发电，但每日周五每个工作日均有一定次数的抽水及发电，但每日的发电量大于抽水量，故上库的水量逐日减少，

29、到周末时上库基本接的发电量大于抽水量，故上库的水量逐日减少，到周末时上库基本接近于防空。但周末工业负荷小，利用此时间段抽水近于防空。但周末工业负荷小，利用此时间段抽水，至周一，至周一，水库又，水库又蓄满水。按周调节设计水库的库容量比日调节水库的库容量大。蓄满水。按周调节设计水库的库容量比日调节水库的库容量大。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益季调节：利用径流式水电站丰水期季节性电能抽到另一利用径流式水电站丰水期季节性电能抽到另一个水库中蓄起来，到枯水期再放下来发电。个水库中蓄起来，到枯水期再放下来发电。年调节：多为混合式电站。：多为混合式电站。按厂房形式分按厂房形式分：地面式、地下式、半地下式

30、。地面式、地下式、半地下式。按水头高低分：低水头（按水头高低分：低水头（100m100m以下），中水头以下），中水头(100m-(100m-700 m),700 m),高水头（高水头（700 m700 m以上）。以上）。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益按机组形式分：分置式（四机式）、串联式（三机式）和可逆式（两按机组形式分：分置式（四机式）、串联式（三机式）和可逆式（两机式）、多级可逆式水轮机抽水蓄能电站。机式）、多级可逆式水轮机抽水蓄能电站。早期的发展是以蓄水为目的。西欧山区国家，利用工业多余的电能把汛期河中的水抽到山上水库中贮存起来，到枯季再放下来发电，这称为季调节型抽水蓄能电站。这些电

31、站曾用过单独工作的抽水机组和发电机组，抽水和发电各自独立运行，即分置式（四机式）；其后出现过将水泵与水轮机和一台兼做电动机和发电机的电机联接在一起而形成一种组合式机组，又称为三机式机组。随着机器制造能力的发展，蓄能机组结构出现了将水泵和水轮机合并为一体的可逆式水泵水轮机，称为两机式机组。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益分置式（四机式）抽水蓄能电站。分置式（四机式）抽水蓄能电站。水轮发电机组与电动机带动的水泵水轮发电机组与电动机带动的水泵机组分开，而输水系统与输、变电系统共有。机组分开，而输水系统与输、变电系统共有。特点：造价高、厂房大、水泵及水轮机效率高。特点：造价高、厂房大、水泵及水轮机效

32、率高。串联式（三机式）抽水蓄能电站。水泵、水轮机共用一台发电电动机，串联式（三机式）抽水蓄能电站。水泵、水轮机共用一台发电电动机，水泵、水轮机、发电电动机三者共置在一根轴上。水泵、水轮机、发电电动机三者共置在一根轴上。特点：调节灵活，效率高、转换工况不需停机，水泵、水轮机转向相特点：调节灵活，效率高、转换工况不需停机，水泵、水轮机转向相同，造价高，整体尺寸大。同，造价高，整体尺寸大。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益可逆式（两机式）抽水蓄能电站可逆式（两机式）抽水蓄能电站。水泵与水轮机合为一体水泵与水轮机合为一体-水泵水泵水轮机，与一台发电电动机连在水轮机，与一台发电电动机连在一根轴上。特点：

33、结构简单、造一根轴上。特点：结构简单、造价低，土建工程量小，水泵工况、价低，土建工程量小，水泵工况、发电工况转向相反。现代抽水蓄发电工况转向相反。现代抽水蓄能电站的主要机型。大部分使用能电站的主要机型。大部分使用混流式机组。混流式机组。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益多级可逆式水轮机多级可逆式水轮机。更高水头，提高比转速，更高水头，提高比转速，采用多级可逆式水轮机，采用多级可逆式水轮机，可提高效率。可提高效率。三、抽水蓄能电站的类型、适用及效益3、作用作用调峰填谷调峰填谷调频调相调频调相事故备用事故备用提高水（火、核）电站的综合利用率提高水（火、核）电站的综合利用率降低系统的能耗降低系统的能

34、耗提高电力系统的灵活性和可靠性提高电力系统的灵活性和可靠性.三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用(1)发电功能发电功能。常常规规水水电电站站最最主主要要的的功功能能是是发发电电，即即向向电电力力系系统统提提供供电电能能，通通常常的的年年利利用用时时数数较较高高，一一般般情情况况下下为为30005000h。蓄蓄能能电电站站本本身身不不能能向向电电力力系系统统供供应应电电能能，它它只只是是将将系系统统中中其其他他电电站站的的低低谷谷电电能能和和多多余余电电能能，通通过过抽抽水水将将水水流流的的机机械械能能变变为为势势能能，存存蓄蓄于于上上水水库库中中，待

35、待到到电电网网需需要要时时放放水水发发电电。蓄蓄能能机机组组发发电电的的年年利利用用时时数数一一般般在在8001000h 之之间间。蓄蓄能能电电站站的的作作用用是是实实现现电电能能在在时时间间上上的的转转换换。经经过过抽抽水水和和发发电电两两种种环环节节，它它的的综综合合效效率率为为75%左右。左右。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用(2)调峰功能调峰功能。具具有有日日调调节节以以上上功功能能的的常常规规水水电电站站，通通常常在在夜夜间间负负荷荷低低谷谷时时不不发发电电，而而将将水水量量储储存存于于水水库库中中，待待尖尖峰峰负负荷荷时时集集中中发发

36、电电，即即通通常常所所谓谓带带尖尖峰峰运运行行。而而蓄蓄能能电电站站是是利利用用夜夜间间低低谷谷时时其其他他电电源源(包包括括火火电电站站、核核电电站站和和水水电电站站)的的多多余余电电能能，抽抽水水至至上上水水库库储储存存起起来来，待待尖尖峰峰负负荷荷时时发发电电。因因此此，蓄蓄能能电电站站抽抽水水时时相相当当于于一一个个用用电电大大户户，其其作作用用是是把把日日负负荷荷曲曲线线的的低低谷谷填填平平了了，即即实实现现填填谷谷。填填谷谷的的作作用用使使火火电电出出力力平平衡衡，可可降降低低煤煤耗耗，从从而而获获得得节节煤煤效效益益。蓄能电站同时可以使径流式水电站原来要弃水的电能得到利用。蓄能电

37、站同时可以使径流式水电站原来要弃水的电能得到利用。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用(3)调调频频功功能能。调调频频功功能能又又称称旋旋转转备备用用或或负负荷荷自自动动跟跟随随功功能能。常常规规水水电电站站和和蓄蓄能能电电站站都都有有调调频频功功能能，但但在在负负荷荷跟跟踪踪速速度度(爬爬坡坡速速度度)和和调调频频容容量量变变化化幅度上蓄能电站更为有利。幅度上蓄能电站更为有利。常常规规水水电电站站自自起起动动到到满满载载一一般般需需数数分分钟钟。而而抽抽水水蓄蓄能能机机组组在在设设计计上上就就考考虑虑了了快快速速起起动动和和快快速速负负荷荷跟跟踪踪

38、的的能能力力。现现代代大大型型蓄蓄能能机机组组可可以以在在一一两两分分钟钟之之内内从从静静止止达达到到满满载载，增增加加出出力力的的速速度度可可达达每每秒秒1 万万kW，并并能能频频繁繁转转换换工工况况。最最突突出出的的例例子子是是英英国国的的迪迪诺诺威威克克蓄蓄能能电电站站，其其6 台台300MW 机机组组设设计计能能力力为为每每天天起起动动36 次次；每每天天工工况况转转换换40 次次；6 台台机机处处于于旋旋转转备备用用时时可可在在10s达到全厂出力达到全厂出力1320MW。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用(4)调相功能调相功能。调调相相运

39、运行行的的目目的的是是为为稳稳定定电电网网电电压压，包包括括发发出出无无功功的的调调相相运运行行方方式式和和吸吸收收无无功功的的进进相相运运行行方方式式。常常规规水水电电机机组组的的发发电电机机功功率率因因数数为为0.850.9，机机组组可可以以降降低低功功率率因因数数运运行行，多多发发无无功功，实实现现调调相相功功能能。抽抽水水蓄蓄能能机机组组在在设设计计上上有有更更强强的的调调相相功功能能，无无论论在在发发电电工工况况或或在在抽抽水水工工况况，都都可可以以实实现现调调相相和和进进相相运运行行，并并且且可可以以在在水水轮轮机机和和水水泵泵两两种种旋旋转转方方向向进进行行，故故其其灵灵活活性性

40、更更大大。另另外外，蓄蓄能能电电站站通通常常比比常常规规水水电电站站更更靠靠近近负负荷中心，故其对稳定系统电压的作用要比常规水电机组更好。荷中心，故其对稳定系统电压的作用要比常规水电机组更好。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用 (5)事故备用功能。有较大库容的常规水电站都有事故备用功能。事故备用功能。有较大库容的常规水电站都有事故备用功能。(6)黑启动功能。黑启动是指出现系统解列事故后，要求机组在黑启动功能。黑启动是指出现系统解列事故后，要求机组在无电源的情况下迅速起动。无电源的情况下迅速起动。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电

41、站的特点、类型、适用及作用4、抽水蓄能电站适用的电力系统？、抽水蓄能电站适用的电力系统？由于能源在地区分布上的差别，电网的构成也有所不同，大致可由于能源在地区分布上的差别，电网的构成也有所不同，大致可分为两类：一类是以火电（包括核电）为主；另一类是以水电为主分为两类：一类是以火电（包括核电）为主；另一类是以水电为主或水、火比例大致相当。根据我国各地区、各电网的具体情况，抽或水、火比例大致相当。根据我国各地区、各电网的具体情况，抽水蓄能电站适用于以下情况：水蓄能电站适用于以下情况：三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用1）以以火火电电为为主主的的、没没有

42、有水水电电或或水水电电很很少少的的电电网网。这这些些电电网网需需要要抽抽水蓄能电站承担调峰填谷、调频、调相和紧急事故备用。水蓄能电站承担调峰填谷、调频、调相和紧急事故备用。2）虽虽然然有有水水电电，但但水水电电的的调调蓄蓄性性能能较较差差的的电电网网。如如具具有有年年调调节节及及以以上上能能力力的的水水电电站站比比例例较较小小，枯枯水水期期可可利利用用水水电电进进行行调调峰峰，汛汛期期水水电电失失去去调调节节能能力力，若若要要利利用用水水电电调调峰峰，则则只只能能被被迫迫采采取取弃弃水水调调峰峰方方式式。在在这这样样的的电电网网，配配备备了了抽抽水水蓄蓄能能电电站站后后，可可吸吸收收汛汛期期基

43、基荷荷电电，将将其其转转化化为为峰峰荷荷电电，从从而而减减少少或或避避免免汛汛期期弃弃水水，提提高高经经济济效效益益并并改改善水电汛期运行状况，较大地改善电网的运行条件。善水电汛期运行状况，较大地改善电网的运行条件。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用3）沿沿海海地地区区的的省省份份，不不但但火火电电比比例例较较大大，而而且且还还有有核核电电站站。如如广广东东已已有有大大亚亚湾湾核核电电站站、浙浙江江已已有有秦秦山山核核电电站站，江江苏苏的的连连云云港港核核电电站站正正在在建建设设，辽辽宁宁、山山东东、福福建建等等省省正正在在筹筹建建核核电电站站。我

44、我国国的的核核电电站站多多是是按按基基荷荷方方式式运运行行设设计计的的，一一则则是是为为保保证证核核电电机机组组的的安安全全，再再则则是是为为提提高高利利用用小小时时数数，降降低低上上网网电电价价。为为此此，必必须须有有抽抽水水蓄蓄能能电电站站与与之之配配合合运运行行，如如广广州州抽抽水水蓄蓄能能电电站站与与大大亚湾核电站配合的成功经验。亚湾核电站配合的成功经验。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用4）远远距距离离送送电电的的受受电电区区。如如我我国国“西西电电东东送送”工工程程，西西部部电电源源点点和和东东部部受受电电区区之之间间的的距距离离都都在

45、在10002000km甚甚至至 2500km 以以上上，除除保保证证安安全全供供电电外外，还还应应考考虑虑经经济济效效益益问问题题。输输电电距距离离远远到到一一定定限限度度后后，送送基基荷荷将将比比送送峰峰荷荷经经济济，特特别别是是电电价价改改革革后后，上上网网峰峰谷谷电电价价差差增增大大，受受电电区区自自然然要要求求买买便便宜宜的的低低谷谷电电，但但不不能能解解决决缺缺调调峰峰容容量量的的矛矛盾盾。如如在在受受电电当当地地自自建建抽抽水水蓄蓄能能电电站站后后，可可将将低低谷谷电电加加工工成成尖尖峰峰电，经济效益更好。电，经济效益更好。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的

46、特点、类型、适用及作用5）风风电电比比例例较较高高或或风风能能资资源源比比较较丰丰富富的的省省（自自治治区区）。这这些些电电网网配配备备了了抽抽水水蓄蓄能能电电站站后后，可可把把随随机机的的、质质量量不不高高的的电电量量转转换换为为稳稳定定的、高质量的峰荷。的、高质量的峰荷。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用5、抽水蓄能电站静态效益？、抽水蓄能电站静态效益？抽抽水水蓄蓄能能电电站站在在电电网网中中由由顶顶峰峰填填谷谷作作用用而而产产生生的的经经济济效效益益，称称为为静静态态效效益。包括：益。包括：1）容容量量效效益益：抽抽水水蓄蓄能能电电站站是是调

47、调节节电电网网负负荷荷曲曲线线高高峰峰和和低低谷谷之之间间差差距距的的有有效效措措施施。负负荷荷高高峰峰时时段段，它它可可以以作作为为水水电电站站发发电电，担担负负电电网网尖尖峰峰容容量量；用用电电低低谷谷时时段段，则则可可作作为为电电网网用用户户，吸吸收收低低谷谷电电量量抽抽水水蓄蓄能能，减减少少负负荷荷峰峰谷谷差差。因因此此抽抽水水蓄蓄能能电电站站可可减减少少火火电电机机组组的的日日出出力力变变幅幅，使使其其在在高高效效区区运运行行，增增加加发发电电量量，并并使使核核电电和和大大型型火火电电机机组组稳稳定定经经济济运运行行。抽抽水水蓄蓄能能电电站站一一般般无无防防洪洪、灌灌溉溉、航航运运等

48、等综综合合利利用用要要求求，建建设设成成本本低低。建建设设周周期期比比常常规规水水电电站站要要短短，运运行行费费用用比比火火电电站站要要低低。在在电电网网中中缺缺少少调调峰峰电电源源时时，建建设设抽抽水水蓄蓄能能电电站站可可减减少少火火电电或或其其它它类类型型电电源源的的装装机机容容量量，改改变能源结构，减少总的电力建设投资。变能源结构，减少总的电力建设投资。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用2）能能量量转转换换效效益益：抽抽水水蓄蓄能能电电站站通通过过能能量量转转换换，将将成成本本低低的的低低谷谷电能转换为价值高的峰荷电能电能转换为价值高的峰荷电

49、能。3）节节煤煤效效益益：抽抽水水蓄蓄能能机机组组的的投投人人，使使电电网网负负荷荷分分配配得得到到调调整整，火电尽量担负基荷和腰荷，从而使火电总平均煤耗下降。火电尽量担负基荷和腰荷，从而使火电总平均煤耗下降。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用5、抽水蓄能电站的动态效益？、抽水蓄能电站的动态效益？抽抽水水蓄蓄能能电电站站具具有有调调峰峰、调调频频和和调调相相等等作作用用，还还可可承承担担紧紧急急事事故故备备用用，保保证证电电网网安安全全、稳稳定定运运行行。这这些些动动态态效效益益高高于于其其静静态态效效益益，主主要要包包括括：1)调调峰峰效效益益：

50、抽抽水水蓄蓄能能机机组组因因为为结结构构简简单单，控控制制方方便便，可可以以随随需需要要增增加加功功率率或或减减少少功功率率，因因而而有有效效地地减减轻轻了了火火电电机机组组(包包括括燃燃气气轮轮机机机机组组)的的调调峰峰负负担担（大大型型火火力力发发电电机机组组及及核核电电机机组组不不适适于于变变化化负负荷荷下下运运行行，并并且且有有最最小小的的出出力力限限制制，大大型型火火力力发发电电机机组组最最小小技技术术限限制制出出力力为为额额定定出出力力70%左右，核电机组为左右，核电机组为80-90%左右）左右）。三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用三、抽水蓄能电站的特点、类型、适用及作用蓄蓄