黄志绪

（国网新源浙江宁海抽水蓄能有限公司， 浙江 宁海 315600）

引言

抽水蓄能电站是常规发电形式的革命性变革，是电力建设的一项重大创新，也是生态文明建设的重要典范。抽水蓄能电站为应对突发性电力供应问题提供了有效保障，其在我国电力系统中的作用日益突出。近年来，中国政府越来越重视抽水蓄能电站的开发建设，导致抽水蓄能电站的建设步伐加快，已批准建设的抽水蓄能电站无论从数量上还是规模上都已创历史新高。国家“十三五”规划中，在能源和电力规划方面强调加快抽水蓄能电站建设，并明确在“十三五”期间新开工抽水蓄能容量6 000万kW左右，到2020年我国抽水蓄能运行容量将达到4 000万kW，抽水蓄能电站建设规模将超过7 000万kW。

1 抽水蓄能电站建设的公共调节功能

1.1 蓄水容量改善电源环境

抽水蓄能电站能够有效承载电力系统的工作容量和备用容量，具有极其特殊的作用和价值。具体来讲，当用电高峰期时，它可以与常规水电站以同样的方式运行，为居民和工业生产提供充足的电力。当电力需求很小时，它可以转换成用户，用电来储存能量，以避免浪费电力。

从这个意义上说，抽水蓄能电站的建设可以降低其他电厂的装机容量，改善供电结构，优化环境，为公众提供清洁能源的同时优化经济效益。由于容量效应，其他电站可以更稳定地运行，在电力需求大的情况下无需满负荷运行，大大降低了其他电站的运行压力。此外，抽水蓄能电站对防洪和灌溉有基本的功能补偿，这是对中国能源结构的良好调整。抽水蓄能电站具有建设周期相对较短、运行成本低和操作简单等优势，抽水蓄能电站建设可以减少对中国电力建设的其他投资，更好地发挥容量效益。

1.2 电能转换提高经济效益

能量转换效益，指的是通过抽水蓄能电站的运行，利用用电峰谷的调节，实现了很好的转化。在用电低谷的时，利用低价格的电能来抽水蓄能，在用电高峰时，将水能转化为电能，此时的电能为高价格的电能。通过能量转换的过程，抽水蓄能电站就实现了效益的转换，取得了更好的经济效益。因此，抽水蓄能电站能够实现电能的有效的控制和转换，有助于根据波峰和波谷不同的电力需求进行调整，更有助于实现抽水蓄能电站效益的有效性。

1.3 生态效益节约能源

作为国家项目，抽水蓄能电站建设将生态环境保护放在极其重要的位置。和常规电站相比，抽水蓄能电站生态效益极高。抽水蓄能电站的建设可以减少火电的建设，既可以节约煤炭资源，反映出更好的整体经济效益，还可以减少火力发电产生的烟尘排放对环境的危害，生态效益相对较高。抽水蓄能电站作为水电站系统峰值填充能力的电站，不仅进一步提高了电网的稳定性，而且充分利用水资源，提高了电能的再利用效率。

抽水蓄能电站不仅在保护环境方面发挥了良好作用，而且在促进资源再利用和能源再利用方面发挥了良好作用，为电网的稳定性提供了有力保障。此外，抽水蓄能电站还可以为当地的环境保护和生态建设做出一定的贡献。总体来看，抽水蓄能电站对环境的影响较小，用最小的环境代价取得最大的经济效益，这也体现出其未来发展的广阔前景，是值得推广和建设的一种水电形式。

1.4 选址深山优化山区道路

大型工程建设项目对道路运输和食宿条件有很大需求。我国绝大多数抽水蓄能电站位于地势偏远的山区，这些山区往往经济相对落后，交通十分不便。由于许多偏远山区具有独特的地形优势，通过抽水蓄能电站项目的建设，可以极大地改善工程建设项目所处的偏远山区极大的交通运输条件，不仅能够打开偏远地区与外界交流的大门，而且为当地居民的衣食住行，提供非常便利的条件。在这一点上一般工程建设项目无法做到的，这是抽水蓄能发展建设方为社会带来的一项重要的公共属性。

2 抽水蓄能电站运行的公共调节功能

抽水蓄能电站的建设不仅基于其开发过程带来的好处，更重要的是，它在运行中起着重要的公共职能。

2.1 调整能耗平衡日常用电量

由于常规发电厂以额定功率发电，资源消耗最低，运行效率最高。对于火电站来讲，在额定功率下发电，煤的燃烧是最充足的。如果火电站自行调节输出电量，则必然会导致资源浪费。

调峰效益，是指在用电高峰期，火力发电站在超负荷运行的过程中，可以随时启动抽水蓄能电站发电，从而提供持续稳定的电力供应，降低对火力发电站的电力需求，提升资源的使用效率，为居民用电提供了可靠保障，由此而产生的效益被称为调峰效益[1]。这种特性源于抽水蓄能电站操作方便、反应迅速这些优势。在调峰的同时，抽水蓄能电站也具有填谷效益。在用电低谷阶段，抽水蓄能电站以抽水的形式消耗其他形式电厂生产的多余电力，并将电能转换为水的势能储存起来。调峰填谷效应是抽水蓄能机组的本质功能[2]。

2.2 调整负荷快速反应稳定用电

对于整个电网来说，当电网用电负荷发生急剧变化时，在最短的时间内抽水蓄能电站能够对电网负荷变化做出响应，尤其在应对高负荷的时候，它可以在极短的时间内运行并发电，这是常规电站难以效仿的。这一特性在局部地区出现电站供电问题时效益更为显著。抽水蓄能电站号称电网的“警察”，能有效保障整个电网的安全运行，因此，在一系列重大电网事故中，它可以在短时间内响应，从任何状态到满负荷发电，从而抑制事故的扩大或系统的崩溃，对电力系统的稳定运行提供可靠保障。

2.3 调频调相稳定电网电压

在电网运行的过程当中，如果无功功率不足，会影响整个电网，从而降低电压，不同程度地影响电源的整体质量，这将给整个电力系统的正常运行带来安全隐患。面对这种情况，常规的做法是借助调相机、补偿电容器组等进行一些调整，确保电力并保持电网的安全。

抽水蓄能电站综合效率可以达到0.75～0.77，运行效率较高且转换工况非常灵活。抽水蓄能电站不但可以调频调相运行，还可以在调相与发电、抽水等功能之间进行快速转换，所以从根源上来讲，不需要常规调频的各种装置就可以完成相应的工作。另外，这些装置价格相对较高，从这一层面上来看，抽水蓄能电站不仅很好地节约了成本，而且体现出在调相效益方面的优势。

2.4 随时待命保障供电服从指挥

通过随时待命来保障供电服从指挥是抽水蓄能电站效益的最大体现，也是其动态效益的重要组成部分。平时可视为水力发电机组，随时旋转备用，随时准备应对电力事故。电力供应在经济发展和社会生活中起着极其重要的作用。如果发生供电事故，影响巨大，经济损失不可估量。因此，在电网规划中，满足正常的电力需求是一项基本要求，更重要的是，必须预留足够的备用电力作为电力事故后电网供电的准备计划。

3 “最后一根火柴”的终极保障

随着经济和社会的不断发展，电力需求也在不断增长，电网高负载运行的时间越来越长，而受到各种因素的影响，电网可能会出现一些问题，甚至会影响到周边地区的正常供电，最严重的还可能引起局部电力系统瘫痪。

黑启动，是指整个系统因故障停运后，系统全部停电（不排除孤立小电网仍维持运行），处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。抽水蓄能电站在建设初期就具备了这种功能，一旦出现问题，系统会自动启动，并能在最快的时间内恢复供电，保证电力的快速供应，避免造成大规模的社会恐慌。“最后一根火柴”的终极保障是抽水蓄能电站重要功能的体现[3]。

抽水蓄能电站以其独特的运行模式和优势，可以在电站建设过程中改善电力环境，提高使用效率，节约能源等方面发挥作用。同时，抽水蓄能电站在电力系统中起着调频、调相、待机和黑启动等动态功能。因此，抽水蓄能电站已成为确保电网安全、经济、稳定运行必不可少的工具和手段。