抽水蓄能電站工作原理
抽水蓄能電站由上水庫、輸水系統、安裝有機組的廠房和下水庫等建築物組成。抽水蓄能電站的上水庫是蓄存水量的工程設施,電網負荷低谷時段可將抽上來的水儲存在庫內,負荷尖峰時段由水庫放下來發電。輸水系統是輸送水量的工程設施,在水泵工況(抽水)把下水庫的水量愉送到上水庫,在水輪機工況(發電)將上水庫放出的
水量通過廠房輸送到下水庫。廠房是放置蓄能機組和電氣設備等重要機電設備的場所,也是電廠生產的中心。抽水蓄能電站無論是完成抽水、發電等基本功能,還是發揮調頻、調相、升荷爬坡和緊急事故備用等重要作用,都是通過廠房中的機電設備來完成的。抽水蓄能電站的下水庫也是蓄存水量的工程設施,負荷低谷時段可滿足抽水的需要,負荷尖峰時段可蓄存發電放水的水量。
抽水蓄能電站可以生產尖峰電力,即將非峰荷時期的電能,轉換成峰荷時期的電能。為了要達到這一目的,能量必須經過兩次特換,而在轉換過程中不可避免地將有損失。但是,電能在數量上的損失可以從質最上的提高來得到補償。因此,當設計一座抽水蓄能電站時,必須對這兩個因素在經濟上的影響予以充分的考慮。
電站綜合效率計算方法
抽水蓄能電站的抽水電量將大子所發電量,即在實現能量轉換時存在著能量損失。在一個循環運行過程中,發電工況下輸水系統、水輪機、發電機和主變壓器工作效率的乘積與抽水工況下主變壓器、電動機、水泵和輸水系統工作效率乘積的比值,稱為抽水蓄能電站的綜合效率,這是衡量其技術經濟特性的重要指標。設計時,如要求比較精確地確定抽水蓄能電站的綜合效率,應根據電站的工程布置特點、所採用的機組運轉特性曲線及電站在電網中的運行方式計算確定。對於己運行的抽水蓄能電站,常用所發電量與抽水電量之比值來表示其綜合效率。抽水蓄能電站的綜合效率一般為0.65~0.75,大型抽水蓄能電站大多在0.70以上,條件優越的抽水蓄能電站可達0.78。
採用可逆式機組的抽水蓄能電站,由於機組要兼顧兩種工況,其高效率區相應比較窄,與採用四機式、三機式的抽水蓄能電站比較,其綜合效率一般要低些。然而,採用可逆式機組可以節省設備、減少投資,優點仍很突出,隨著機組設計、製造水平的不斷改進,其綜合效率已有很大提高。
電站綜合效率影響因素
最高效率取決於機器的設計和製造、機組的容量、水頭、輸水到電站或從電站取水所採用的方法以及一些其他的因素。
流量或電力網負荷的變化
效率通常用兩個極限值來表示。但是,在各種運行情況下,由於流量或電力網負荷的變化,機組很少能在相應於最高效率的工作點上運行,所以這些極限效率出現的時間很短促。即使機組能在滿載下連續運行,由於機器的製造以及照顧到在局部負荷時的效益等原因,也不能達到最高效率。
進水口及水道損失
在進水口處和水道內會發生水頭損失,即因管道因素導致的輸水過程損失,如管道水頭損失、進口和出口處的損失、攔污柵上的損失、朋上及特殊段內的損失等。
電站綜合效率提高措施
1.在設計時,最好使機器在作抽水機或水輪機運行時,不是在全負荷下,而是在70~80%負荷下,達到最高效率;
2.在設針和施工時應當注意上水池的防滲問題,要儘可能地降低滲漏損失。這也對水池壁和堤的穩定有利,同時也為其他結構條件所必需。
3.在設計水道及進水口時,儘量減少在這兩個部位的水頭損失,如最佳化攔污柵的設計,減少其在攔污的同時所帶來的損失。