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政策法规 2013-07-15 00:00
中国电工网讯:

  编者按:抽水蓄能机组是电力系统中运行可靠性高、可调节容量大、使用寿命长、造价和运行费用低、技术成熟的储能方式,在电力系统中具有调峰填谷、调频调相、紧急事故备用和黑启动等多种功能,为电网的安全稳定及经济运行发挥了重要作用。6月18日,国家能源局发出 《关于加强抽水蓄能电站运行管理工作的通知》,要求针对近年来抽水蓄能电站运行调度存在的问题,进一步加强运行管理,有效发挥其调峰、蓄能和备用的功能。目前,我国抽水蓄能电站规模如何?发展中到底遇到了哪些问题?本报记者就此问题进行了调查分析。

  6月5日,在由国家能源局和中国电力企业联合会共同召开的电力可靠性指标发布会暨“安全生产月”启动仪式上,来自中电联电力可靠性管理中心的米建华主任做了2012年度全国电力可靠性趋势分析及同业对标报告,报告用了相当的篇幅对目前抽水蓄能机组的成绩和问题进行了详细阐述。

  技术优势后发 规划规模空前

  我国抽水蓄能电站建设起步并不算晚,1968年,我国第一台1.1万千瓦容量的抽水蓄能机组就已投产。但由于技术不过关,在此后的20多年的时间里,我国抽水蓄能电站的发展几乎停滞。到了上世纪90年代,抽水蓄能电站技术日益成熟,才开始进入大规模发展阶段。

  “十一五”以来,国家对清洁能源发展日益重视,2006年起,抽水蓄能电站的建设步伐开始加快。2006年,我国累计投运53台机组,总容量达到1435万千瓦。2009年,我国投产抽水蓄能机组较多,有14台,总容量达410万千瓦。

  据电力可靠性管理中心的数据,截至2012年底,我国已有86台总装机2018.6万千瓦的抽水蓄能机组投产运行。

  全国各区域投产蓄能机组并不均衡,华东较多,有26台、586.3万千瓦,南方16台、480万千瓦,华中17台、432万千瓦,华北22台、370.3万千瓦,东北6台、150万千瓦,西北目前还没有。在这投入运营的86台机组中,30万千瓦容量机组有46台,已成为电网调峰调频的主力机组,其他还有25万千瓦容量机组16台,15~20万千瓦容量机组10台,1.1~6万千瓦容量机组14台。

  86台已投运的抽水蓄能机组分别属于23家抽水蓄能电站(据电力可靠性管理中心报告)。这23家电站中,国网的天荒坪与南网的广州抽水蓄能电站机组单机容量30万千瓦,已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平;广州抽水蓄能电站总装机240万千瓦,是世界上较大的抽水蓄能电站。在已投入运行的86台机组中,30万千瓦容量机组有46台,占机组总台数的53.49%、总容量的68.36%。随着电网峰谷差的增大及投入产出比的优化,30万千瓦等级容量机组已成为电网调峰调频的主力机组。

  目前,我国在建抽水蓄能机组约890万千瓦,开展可研预可研项目容量超过3000万千瓦,已形成持续发展的格局。5月29日,国家能源发展“十二五”规划建设重点项目———河北丰宁抽水蓄能电站开工建设,该项目建成后将成为世界装机容量较大的抽水蓄能电站。

  我国上世纪90年代建设的抽水蓄能机组都是从国外进口的,我国水电设备骨干企业作为分包商,承担了广州、天荒坪、十三陵等抽水蓄能机组的部分制造任务,积累了一些部件的设计和制造经验。本世纪以来,在国家的大力支持下,通过项目打捆招标等方式,哈尔滨电机厂和东方电机厂分别引进抽水蓄能机组的部分关键技术,在此基础上开始自主设计制造抽水蓄能机组。通过消化、吸收引进技术和国产化依托工程,我国已经积累了大容量、高水头、高扬程抽水蓄能机组设计、制造、调试及运行方面的经验,形成了一定的规模和后发优势。2008~2012年,全进口机组总台数占全部机组台数的比例由56.86%逐步下降到38.75%,进口机组总容量占全部机组总容量的比例由64.46%逐步下降到38.29%。  

  利用小时减少 非停次数不少

  从总体趋势上看,2008~2012年抽水蓄能机组运行时间由2649.28小时逐步下降到1418.93小时,下降46.44%,运行系数由30.24%下降为16.15%,抽水蓄能机组作用发挥越来越少,问题比较突出。

  统计数据显示,2008年前投运的17台4万千瓦至20万千瓦机组,其运行小时、利用小时、等效可用系数均基本稳定。

  25万千瓦机组近5年来数量逐步增加,机组等效可用系数基本好于平均值,但运行小时、利用小时均低于平均值。2012年,30万千瓦机组比2008年增加24台,增长1.33倍,2008~2012年等效可用系数在89%上下变化,均低于当年全部机组的平均值,这是因为近几年是我国抽水蓄能的发展期,30万千瓦新机组投运较多,新机组稳定过程使得机组等效可用系数相对较低所致。30万千瓦机组运行小时逐年均高于全部机组的平均值,且运行小时、利用小时远远大于小容量抽水蓄能机组,体现了30万千瓦容量的抽水蓄能机组在电网中调峰调频、事故备用等多种功能中起到了主要作用。

  2008~2012年,我国抽水蓄能机组运行时间由2649.28小时逐步下降到1418.93小时,运行系数由30.24%下降为16.15%,其主要原因是备用时间和计划停运时间、次数大幅增加。5年内,机组每台年平均备用时间由5349.86小时增加为6466.26小时,增长20.86%;计划停运时间由689.41小时增加为849.33小时,增长23.20%;计划停运次数由1.59次上升为5.18次,各容量等级的抽水蓄能机组计划停运次数处在逐年递增趋势,2012年计划停运系数为9.67%,处于历史高位。已建电站作用发挥不充分,部分地区甚至出现了在调峰矛盾突出、拉闸限电问题严重的状况下,抽水蓄能电站利用率不高的情况,这与建设初衷相去甚远。

  近年来,虽然我国抽水蓄能设备制造   安装质量不断完善,机组管理运行的水平不断提高,机组的运行可靠性水平稳步提高,但机组的非计划停运事件时有发生,特别是机组的强迫停运事件仍时有发生。

  据统计,近5年,我国抽水蓄能机组每台平均非计划停运时间在20~40小时之间,2008年,我国全部抽水蓄能机组平均非计划停运次数达4次/台,而30万千瓦机组更是达到了8次/台。2012年,我国全部抽水蓄能机组平均非计划停运次数减少到2次/台,而30万千瓦机组减少到不足4次/台。

  非计划停运事件对电网及设备本身的影响很大,应引起足够的重视。从设备来源分析,抽水蓄能国产与进口机组等效可用系数基本持平,但进口机组非计划停运次数和机组等效强迫停运率均高于国产机组。从部件原因分析,电站辅助设备问题引发的非计划停运次数较多,占非计划停运总次数的54.86%。从技术原因来看,失灵、松动、卡涩分别占非计划停运次数总数的55.44%、15.20%、13.50%。另外,设备产口质量不良、检修质量不过关、设备老化造成的非计划停运也不少。

  装机比例仍低 政策亟待完善

  抽水蓄能电站建设已有130年历史,到2010年,世界抽水蓄能电站总装机约14000万千瓦,美国、日本和欧盟在燃气机组 (与抽水蓄能电站一样调峰调频性能优越)占全部装机23.38%、27.42%、23.47%的情况下,抽水蓄能装机仍然分别达到了各自装机的2.14%、8.70%、3.35%。日本是目前抽水蓄能电站发展较快、装机容量较多的国家,其抽水蓄能电站建设规模始终根据电网总体经济较优确定。

  从我国目前的电源构成及布局看,我国抽水蓄能电站的比重偏低。虽然我国抽水蓄能电站建设不断加快,但全国抽水蓄能机组容量占总装机容量仍只有1.76%,比例较高的华东地区为2.51%。按照能源发展“十二五”规划,到2015年,全国抽水蓄能机组容量比例要达到2.01%,才能使   电网具有更高的适应性,有效减少风电等新能源发电并网运行对电网的冲击。按照《可再生能源发展 “十二五”规划》,到2020年,抽水蓄能电站装机容量要达到7000万千瓦,才能为大规模消纳新能源、电网移峰填谷及安全稳定运行发挥重要作用。

  目前,抽水蓄能电站的电价模式主要有政府核定电价(单一电量电价、两部制电价)、租赁费“包干”以及电网全资建设经营三大类。各种电价模式在运行中,均暴露出问题。

  一是抽水蓄能电站电价机制不够科学,部分已建抽水蓄能电站利用率低,形成资源双重浪费。目前百万千瓦级的抽水蓄能电站大多采用租赁费“包干”模式,该模式较大的问题是没有明确抽水蓄能电站运行损耗的分摊原则。抽水蓄能电站能量转换过程中存在25%左右的能量损耗,租赁费 “包干”模式没有明确这一损耗如何分摊。事实上,在实际运行过程中产生的这一损耗由电网企业承担了,等于增加了电网运行网损。电网企业往往从经济角度考虑,对该类抽水蓄能电站尽量少调用,甚至不调用。

  二是抽水蓄能电站投资运营主体单一,不利于其快速发展。目前抽水蓄能电站的投资运营主体主要为电网企业,占到总容量的90%以上。2011年,国家有关部门要求,原则上由电网经营企业全资建设抽水蓄能电站,杜绝电网企业与发电企业(或潜在的发电企业)合资建设抽水蓄能电站项目,限制了其他投资主体。

  三是部分抽水蓄能电站租赁费回收困难,影响正常经营。

  四是抽水蓄能电站运行要求不明确,没有制定运行调度规程,由于缺乏相关运行调度规程,运行方式要求不明确,实际调用过程中调度员自由裁量权较大。

  五是部分抽水蓄能电站运行能力受电网及设计约束,不能完全发挥作用。

  这些问题目前已经成为影响抽水蓄能电站发挥综合效益的一个重要因素。(苏伟)

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