抽水蓄能发电技术思考题

抽水蓄能发电技术思考题

1 电力系统调峰主要有哪几种手段？

火电机组调峰、燃气轮机组调峰、内燃机组调峰、抽水蓄能机组调峰

2 什么就是抽水蓄能电站？抽水蓄能电站在电力系统中有什么作用

在电网用电高峰时，将海拔高得上水库水放至下水库，将水势能转化为电能输送电网；用电低谷时将下水库得水抽到上水库，将电能以势能形式存储下来，消纳电网中多余得电量。发挥“调峰填谷”作用得水电站。

1对改善电网运行得作用

（1）发电调峰一个供电系统得负荷每时每刻都在变化。一般电网在发电设备容量与用电负荷基本平衡得情况下，每天都会出现两个用电高峰，即早高峰与晚高峰。电网用电高峰时负荷上升速率较快，而火电等电源不能满足负荷上升速率要求，需要抽水蓄能电站进行发电调峰，以缓解电网供电之不足。抽水蓄能电站承担电网调峰运行得优势在于：与煤电相比，开、停机迅速、灵活，负荷跟踪性能好；可替代火电容量或降低火电机组得调峰深度，与油电（燃汽轮机）相比，它节省了燃料消耗，降低了运行费用，调峰能力强，能提高电网运行得可靠性与经济性；与常规水电相比，它不仅能调峰，而且能填谷。

（2）抽水填谷

在用电低谷时，电网内大量得富裕电能无法利用，而电能又不能储存，系统必须减少发电设备得出力，以保证电网内电能得供需平衡，同时还需保证电网得供电安全与供电质量。对于以火电为主得电网，火电机组因受机组技术最小出力得限制，一般最小负荷可降低到机组额定容量得50％～70％，如降低得幅度超过机组技术最小出力，就容易造成机组灭火停机事故，这就就是通常所说得火电机组压负荷调峰。对于以水电为主得电网，可停运部分水电机组。对于调节性能不好得

水电站，特别就是径流式水电站，就会造成大量得弃水。有了抽水蓄能电站就能以水作为载体将电网得富裕电能转化为势能。达到储存电能得目得，这样可减少火电机组压负荷调峰与水电站弃水。调峰得问题，减少火电机组因压负荷运行所增加得煤耗。当以水电站作为抽水电源时，可减少电站弃水，增加电站效益，还可使火电机组得运行状态大大改善。

（3）频率调整

由于电力系统中各用电对象得用电特性千差万别，系统得负荷每时每刻都在变化，这些用电对象得投切都对系统得负荷产生影响。如果用电对象增加得负荷较大，系统内得发电设备一时不能满足时，就会使系统频率下降；如果系统用电对象减负荷较多，供大于需求时，系统频率就会上升。不论系统频率上升还就是下降，都会对系统用户产生影响，严重时可使用电户设备受到损坏。电力系统应根据系统得负荷变化，随时调整发电设备得出力以适应系统负荷变化，而使系统频率保持在规定得范围之内。我国规定，电力系统频率50Hz±0、2Hz为合格。以燃煤火电为主得电力系统，由于火电机组增、减负荷速度相对较慢，一般较难适应系统得负荷变化，特别就是系统负荷急剧变化时（即出现大波动现象），以致系统得频率合格率较低。如华北电网，在20世纪80年代，系统频率合格率最低曾降到81 %，一般也仅为95％～98 %。抽水蓄能机组增减负荷迅速灵活，负荷跟踪性能好，对负荷随机、瞬间变化可做出快速反应，且有很强得应付负荷突变得能力。当系统周波偏离正常值时，能立即增减出力，调整周波，使之维持在正常范围内，起到调频作用。

（4）无功调节（调相）

不论电力系统得电压升高或降低，对电力用户都会产生不利影响，

严重时同样会使设备损坏或不能正常工作。抽水蓄能机组具有调相功

能，既可以吸收无功功率（抽水调相），也可以发出无功功率（发电

调相），以维持电网电压得稳定，这样可减少电力系统得无功补偿装

置，从而减少系统得投资。

5．事故备用

电力系统得发电电源不仅要满足系统用电负荷得要求，同时还必须有一定数量得备用容量。根据电网容量大小及电源构成上得差别，设置备用容量得比例会有所不同。一般情况下，发电设备容量备用率为系统最大负荷得20％左右（包括负

荷备用、事故备用与检修备用等）。大电网备用率可能要低一些，小电网可能要高一些。电力系统得备用容量一般分为紧急事故备用容量与一般事故备用容量。当由火电机组承担紧急事故备用容量时，机组以额定转速空转，处于旋转备用状

态（称为热备用），根据系统要求旋转备用容量随时可以带负荷运行；由火电机组来承担旋转备用容量，一部分容量经常处于空转状态，使机组煤耗上升，系统得燃料消耗增加。火电备用机组在其备用状态下称为冷备用，冷备用容量投入运行需要得时间相对较长。抽水蓄能机组同常规水电机组一样，启动迅速灵活，工况转换快，具有火电机组旋转备用功能，承担系统得备用就是非常合适得。以往大量得研究成果表明，抽水蓄能电站承担电力系统备用容量，其经济效益显著。6．黑启动

电力系统在遇到特大事故时，会使整个系统处于瘫痪状态。火电机组在失去厂用电，又没有外部电源得情况下，一般就是难以启动恢复正常运行得。而抽水蓄能电站即使没有外来电源，依靠电站上水库库存水量，机组可以发电工况启动，恢复厂用电，并向电网供电，这就就是所谓得黑启动。在电力系统瘫痪状态下，蓄能电站得黑启动功能可为系统中其她机组得启动创造条件，使系统尽快恢复正常。

（7）配合系统得特殊负荷需要

电力系统每年都要投产一定规模得发电电源，以满足用电负荷增长得需求。而新投产得火电或水电机组在投入正式运行之前都要进行一系列得调试工作，目前生产得火电机组单机容量已达到1000MW，进行甩负荷试验时将对电力系统造成很大得冲击，严重时会导致系统瘫痪。抽水蓄能电站可配合新机组得甩负荷试验，即由抽水蓄能电站抽水运行作为试验机组得负荷，当其甩负荷时，蓄能机组可迅即停止抽水运行，以保持系统负荷平衡，从而保证电网正常运行。

8．满足系统特殊供电要求

对于国家举行得一些重要活动，要求确保100 %得供电可靠性。火电机组为主得电网，即使其装机容量余度比较大，但应对电网突发性事故仍很困难。比较有效得办法就就是利用抽水蓄能电站得特殊运行方式来解决。

9．改善火电与核电得运行工况，节省燃料

由于抽水蓄能电站具有调峰填谷得双重作用，大大改善了系统中火电、核电机组得运行条件，使这些机组能基本上维持在高效率区稳定运行，在一天运行过程中不必频繁增减出力或开停机组，从而降低单位煤耗，达到节约系统燃料消耗得目得，同时也有利于这些机组安全运行。

10．其她作用

抽水蓄能电站还具有其它诸多作用，如：与常规水电联合运行，汛期时可减少水电站低谷时弃水；就是系统有效得调节电源等。

3在提高水电效益方面得作用

（1）缓解发电与灌溉得用水矛盾

（2）调节长距离输送得电力

（3）充分利用水力资源

（4）对环境无不良影响

3 抽水蓄能电站工程特点

水工建筑方面也有它得特殊性，比如对防渗得要求就特别严格，因为它得水就是用电换来得，同时机组吸出高度多为负值，厂房多为地下式等等，因此在设计与施工方面都有一定得难度，在已建得抽水蓄能电站中，攻克了这些难关，为今后抽水蓄能电站得建设，取得了成功得经验。

抽水蓄能电站得引水道有竖井与斜井两种布置形式。斜井与竖井相比，斜井水道长度短，水力过渡条件好，具有节省投资、提高电站效率等优势。但斜井得施工难度较大，施工技术比竖井复杂。中国目前己建得广蓄、十三陵、天荒坪等蓄能电站，引水道均采用斜井布置。通过这些斜井施工，己形成了较为成熟得斜井安全快速施工成套技术。

4 抽水蓄能电站适用于哪些电力系统

火电为主得电网

由于火电机组增加与降低出力受到机组本身技术条件得限制，其调节性能不如水电机组灵活，对电网负荷变化得反应速度也较慢，给电网调度运行带来困难，不能很好满足电网运行要求，需要建设一定规模得调节性能好而运行灵活得调峰电源。然而这类电网所覆盖得地区一般水资源相对比较缺乏，建设常规水电站用于电网调峰得可能性不大。因此，对以火电为主得电网来说，建设抽水蓄能电站就是解决电网调峰比较理想得途径。

具有核电机组得电网

故对于核电机组容量占有一定比例得电网，建设蓄能电站作为电网得调峰电源与核电机组得保安与备用电源就是必不可少得。

水电为主得电网

对于水电资源比较丰富得地区，系统内常规水电装机容量虽然比较大，如果调节性能好得水电站较少，没有足够大得调节库容，其调节性能会受到限制，丰、枯水期出力变化大。在汛期常规水电经常处于弃水调峰状态，而枯水期常由于出力不足，满足不了电网得调峰要求。在这种地区修建一定规模得抽水蓄能电站，不仅可弥补电网调峰容量得不足，增加系统运行得灵活性，也可使水力资源得到充分利用。

接受远距离送电得电网

这类电网所覆盖得范围一般均就是能源相对缺乏，而经济比较发达、用电量较大得地区，当地得电源建设不能满足用电要求，需要从电力资源比较富余得地区远距离输电。由于送电距离较远，没有一定得送电规模，远距离送电就是不经济得。线路较长，发生事故得几率相对比较大；送电规模较大，出现事故时对电网得影响也比较大。对于这类电网也需要建设一定规模得蓄能电站作为电网得保安电源，以保证电网运行得安全与可靠。

5 有人说抽水蓄能就是“用4度电换3度电”，就是划不来得。这种瞧法为何不对？

抽水蓄能电站利用下半夜过剩得电力驱动水泵抽水，将水从下水库抽到上水库储存起来，然后在次日白天与前半夜将水放出发电，并流入下水库（填谷）。在整个运作过程中，虽然部分能量会在转化间流失，但相比之下，使用抽水蓄能电站仍然比增建煤电发电设备来满足高峰用电而在低谷时压荷、停机这种情况来得便宜，效益更佳。（可使其她能源如火电、核电等利用率提高，在低谷时可在较高负荷下平稳运行。）

6 为什么有些水电丰富得地区仍需要抽水蓄能电站？

对于水电资源比较丰富得地区，系统内常规水电装机容量虽然比较大，如果调节性能好得水电站较少，没有足够大得调节库容，其调节性能会受到限制，丰、枯水期出力变化大。在汛期常规水电经常处于弃水调峰状态，而枯水期常由于出力不足，满足不了电网得调峰要求。在这种地区修建一定规模得抽水蓄能电站，不仅可弥补电网调峰容量得不足，增加系统运行得灵活性，也可使水力资源得到充分利用。

7 抽水蓄能电站在增进能源利用上有什么作用？

1、降低电力系统燃料消耗

电力系统中得大型高温高压热力机组，包括燃煤机组与核燃料机组，均不适合在低负荷下工作。由于电网调节需要而强迫压低负荷后，燃料消耗与厂用电都将增加，机组得磨损也将加速。采用抽水蓄能机组与其配合运行后这些热力机组都可以在额定火较高出力下运行，实现了较高得运行效率

2、改变能源结构

抽水蓄能机组所代替得热力机组中有部分就是燃油得机组，而抽水蓄能得动力来自与电网中电力（主要就是燃煤），对改变能源结构有重要意义。

3.提高火电设备利用率

用燃煤机组调峰时要经常改变运行方式或频繁开机，进而导致机器得磨损与经常发生得事故。抽水蓄能机组可以替代这些热力机组得调峰任务，就是这些机组可以负担更为稳定得负荷设备得利用率得以提高，寿命可以延长。

4、降低运行消耗

抽水蓄能机组就是水力机组，厂用电消耗比常规水电站（2%~3%）略多，但比热力机组（7%~8%）低得多。采用抽水蓄能机组后可以有效降低运行消耗与辅助设备投资。

8核电站建设时一般要配套建设抽水蓄能电站，就是出于哪些方面得考虑？

核电站机组出力一般要求在平稳状态下运行，承担电网得基荷。而且核电机组单机容量较大，一台机组得容量可达1000Mw甚至更大，一旦停机，将对其所在电网造成很大得冲击，严重时可能会造成整个电网得崩溃。这类电网也需要建设一定规模得抽水蓄能电站，除可以解决电网得调峰外，更重要得就是作为核电站运行得保安电源。故对于核电机组容量占有一定比例得电网，建设蓄能电站作为电网得调峰电源与核电机组得保安与备用电源就是必不可少得。

9 抽水蓄能电站得静态效益与动态效益

静态效益

抽水蓄能电站在系统负荷低谷时作抽水工况运行，吸收系统低谷剩余电力，可以提高系统低谷负荷率，使原来需要压负荷运行得火电机组避免大幅度降低出力运行，提高运行效率；系统负荷高峰时作发电工况运行，向电网提供峰荷电力，可

以替代其她电源承担高峰负荷。前者称作“填谷”，后者称作“顶峰”。通常认为抽水蓄能电站得静态效益，就是指其满足电力系统用电负荷得容量与电量需求（即静态需求）所产生得效益，集中反映在抽水蓄能电站得“顶峰”、“填谷”作用所产生得容量效益与电量转换效益。

1、容量效益

“顶峰”得效益在于替代其她电源工作容量，减少其装机规模及以蓄能电站得运行费用代替被替代电源得运行费用所产生得效益。当抽水蓄能电站得单位千瓦建设投资比替代电源单位千瓦建设投资小时，便可节省系统电源建设资金。当蓄能电站得运行费用（包括强迫停运率、检修率、厂用电率等得影响）低于替代电源得运行费用时，便可节省系统得运行费用。一般抽水蓄能电站得发电成本比燃油机组与燃气轮机组得发电成本低，替代此类机组往往就是有利得。与燃煤机组相比有无效益不能一概而论，需作具体分析，一般高参数大容量燃煤机组平均发电煤耗率较低，平稳运行得高参数大容量煤电机组得运行成本低于抽水蓄能机组，但在担任调峰运行或热备用时，计入低谷压火或热备用空载煤耗后，运行成本也可能比抽水蓄能机组高。“顶峰”所获得得效益就是蓄能电站容量效益得主要组成部分。

2．电量转换效益分析

电量转换效益主要体现在将系统低谷电能转换成高峰电能所产生得效益。直观瞧来，似乎只就是将廉价得低谷电能转换成高价得高峰电能，其效益仅为二者得电价差，其实还应包括“填谷”所产生得其她效益。“填谷”得效益在于增加其她电源低谷时间负荷，减少火电、核电机组压负荷运行深度与次数，维持高效率运行，节省燃料消耗，增加发电量，降低运行成本或减少调节性能差得水电弃水，增加水能利用率，减少系统燃料消耗。

动态效益

电力系统得运行参数（例如功率、频率、电流、电压）就是随时变化得，这就是由于系统负荷得有功功率与无功功率不断变化得结果。为了维持电力系统正常运行，除了要满足电力负荷容量与电量需求（称为静态需求）以外，还必须适应电力负荷随时变化得要求（称为动态需求）。在进行电源发展规划时，对前者容易受到重视，而对后者却重视不够。其实适应负荷变化也就是一种需求，这种需求

就是客观存在得，也就是必须满足得。电力系统为满足电力负荷容量与电量需求，需要建设足够得发电设备，消耗足够得资源。同样，为满足负荷变化需求，也要建设可以跟踪负荷变化得发电设备，消耗相应得资源。抽水蓄能电站具有独特得运行灵活性，跟踪负荷能力强，用它替代其她电源来满足负荷得动态需求，会给电力系统带来经济效益，即动态效益。具体说来，动态效益可以表现在因抽水蓄能电站承担系统调频、调相、负荷备用、事故热备用、快速跟踪负荷变化以及提供黑启动服务，提高系统运行可靠性与经济性等方面。

1．负荷调整效益

任何时候都要保持电力系统功率平衡，即系统发出得有功功率必须等于系统有功负荷与有功损耗之与；系统发出得无功功率必须等于系统无功负荷与无功损耗之与。由于负荷变化就是不可避免得，因此必须靠调整系统发出得有功功率与无功功率来确保系统运行稳定性。这就要求电力系统得一部分发电设备必须能随时调整出力，使系统出力与负荷不仅在数量上而且在时间分配上完全一致。

这样得要求，对于普通火电机组来说运行就是较困难得。在日运行方式下，一日之内负荷起伏数次，其变化幅度（即峰谷差）达最高负荷得30％～50％，特别就是负荷曲线陡坡部分，单位时间增减负荷量很大，华东电网曾经达到每分钟增加14万kW。而火电机组得电力生产就是一个热力循环过程，需要较长得能量转换与传递时间，出力得变动难以跟得上负荷得变化。普通燃煤机组在热态下启动，达到满载需要1～2h，每分钟增加得出力不到额定出力得3％。同时火电机组就是在高温高压得环境下工作，其关键部件得低周循环疲劳寿命随着负荷得变动而急剧下降，机组使用寿命缩短，设备更新费用增加。另外，火电机组作频繁变出力运行，比稳定运行燃料增多，事故率、检修率与厂用电率上升。所以普通煤电机组作调整负荷运行就是不经济得。

抽水蓄能电站得能量转换形式简单，变工况运行操作简便迅速，不增加过多得额外消耗。抽水蓄能机组从抽水到满载发电只需2～4min，调整负荷能力很强。因此，用抽水蓄能机组替代煤电机组适应系统负荷变动，特别就是适应负荷曲线陡坡段快速增减出力得需要，可以节省系统固定资产投资与运行维修费用。

2．旋转备用效益

电力系统不仅要适应负荷得变化，而且要经得起额外负荷得冲击与系统元件突然

事故得干扰。任何发电与供电设备如果发生故障而退出运行，使系统出力骤然减少。同时，系统用电负荷也会突然增加。这都要求电力系统必须设置足够得备用容量来满足这些要求。

旋转备用容量又叫热备用容量，它就是电力系统总备用容量中得必不可少得一部分。旋转备用顾名思义就就是承担这部分备用得机组必须处于旋转状态，而且根据机组并网运行条件，上述机组必须达到与电网同步运转（即机组得频率与电网得频率一致，机组端电压与电网电压一致、相位相同，机组得相序与电网得相序相同）得程度。因为旋转备用容量必须能在很短得时间内带上负荷，方能适应系统得紧急需要。

不同得发电设备承担旋转备用付出得代价就是不等得。用火电机组承担旋转备用通常不就是让整台机组在那里空转，而就是让它带部分负荷，空出一部分容量作为备用。这部分空着得容量为了维持同步旋转状态必须消耗燃料，同时，机组带部分负荷运行，往往偏离高效率区，因而运行成本要增加。如果用抽水蓄能机组来替代火电机组承担旋转备用，由于蓄能机组启动迅速，一有情况即能做出快速反应，维持空转所需得能量消耗也很小（一般单机容量300MW机组维持空转只需8～10MW），与火电相比承担旋转备用经济得多。

3．频率调整效益

?电力系统得频率无时无刻不在跳动，这主要就是由于系统有功负荷不断变化引起发电机转差率波动得缘故。频率就是衡量电能质量得重要指标，其变化幅度必须控制在允许范围内，否则将对电力用户与电力系统本身产生不利影响。

为了避免产生以上问题，世界各国都对电力系统频率变化幅度作出严格规定，如欧美各国规定系统频率允许变幅为±0、1Hz，我国规定系统频率允许变幅为±0、2～±0、5Hz。

电力系统得有功负荷具有自动调频特性，即所谓有功负荷频率调节效应。但就是有功负荷自动调频范围就是很小得，远不能满足系统调频需要。因此需要采取调频措施。通常采用三级调整措施：在发电机得原动机上设置调速器为一次调频；在调频机组设置调频器为二次调频；设置旋转备用容量为三次调频。

由于汽轮发电机组受锅炉出力增减速度、汽机各部分热膨胀与最小技术出力得限制，不宜承担调频任务，一般选用大型水电厂（常规水电厂或抽水蓄能电厂）作

为主调频电厂，既保证系统频率得稳定，又达到经济运行得目得。

4．电压调整效益

电力系统用电负荷得变化，不仅引起频率得变化，而且会造成电压得波动。负荷得有功功率与无功功率与电压得关系称为负荷电压静态特性。各类负荷得电压静态特性就是不相同得，其中以异步电动机负荷无功功率与电压得高次方成正比。在电力系统中，由于异步电动机所占比重较大，因此系统综合负荷得电压静态特性与异步电动机得电压静态特性相似，即电压与无功负荷有关。

电力系统得调压手段很多，但对于因无功不足而引起电压变化，必须在适当地方增加无功补偿来解决。电力系统得无功补偿可以由同步发电机、同步调相机、静电电容器与静止补偿器等设备提供。通常用同步发电机作无功补偿就是最经济得。同步发电机就是可逆得，既能在发电机工况下运行，又能在电动机工况下运行。无论在哪种工况下运行，都可以通过改变励磁电流来调节系统得无功出力。既可以弥补系统无功功率得不足，又可消除系统无功功率得过剩。水力发电无论就是常规水电还就是抽水蓄能，都可具备上述功能，特别就是抽水蓄能电站，本身就具有发电机与电动机两种运行工况，调节系统无功负荷几乎不需增加额外费用，相反，却能为系统节省安装专用调相机或建设其她无功电源得投资及运行费。

10 抽水蓄能电站与常规水电站有什么不同

1、多数抽水蓄能电站只进行日调节或周调节运行，故不需要大量水源，，在站址选择上比常规电站得限制要少，容易找到水头较高得站址

2、由于水泵工况空化特性得要求，蓄能机组需要有很大得淹没深度

3、蓄能机组可以应用到相当高得水头范围，机电设备。输水道与厂房得造价都可以有效降低，故抽水蓄能电站向高水头发展得趋势很明显

4、抽水蓄能电站一般水头较高、调节周期短，上下库得水位有大幅度得快速升落，对坝体与库坡得稳定性要特别注意。

5、抽水蓄能电站得上水库中水量具有很高得经济效益，所以要做好严密得防渗漏措施

11 什么就是组合式(三机式)蓄能机组？它有哪些优缺点？

由于电机本身具有可逆性，同一电机在电动机工况与发电机工况运行，都具有很高得运行效率，所以，由一台电机与具有同一根轴系得一台水轮机与一台水

泵就构成典型得三机式机组。按布置方式，三机式机组分卧轴与竖轴两种型式。卧轴机组得发电电动机布置在水轮机与水泵之间，而立轴机组得水泵则安装在整个机组最下部。

三机式机组得综合效率比可逆式机组高，三机式机组得水轮机与水泵得通流部件，其水力设计与结构设计彼此无关，因此在相应工况下三机式机组得效率可以达到水轮机与水泵各自得较高水平。三机式机组得另外一个优点就是启动非常方便与迅速，机组在水泵工况启动时，用本身得水轮机带动至同步转速，并网后水轮机通流部件排水，水轮机产生得力矩足以使水泵在进水阀关闭、泵室充水得情况下启动，而不必将水压出水泵通流部件，加速了水泵工况得启动过程，改善了电机工作条件。由于水泵可以做成多级式，使泵工况运行时能达到很高得扬程，而水轮机在不同得水头段可以采用不同得机型，因此，三机式机组理论上可以适用不同水头段得抽水蓄能电站。

当然，三机式机组得缺点同样明显。首先，三机式机组得总体设备造价要比单级可逆式机组高。其次，装有混流式水轮机得机组在水泵工况运行时，需要压缩空气来压低水轮机尾水管得水位，压水系统得投资与运行费用较高。另外，三机式机组会增加土建得投资。

12 可逆式水泵水轮机得优缺点就是什么？

优点：机组尺寸小、结构简单、造价低、土建工程量小

缺点：虽然机组能在水泵与水轮机两种工况下运行，但为了兼顾两种工况运行得特点，两种运行工况下得效率均不能达到该工况下机组单独运行得效率水平。13 抽水蓄能电站有哪些组成部分？各部分都起什么作用？

1．上下水库

混合式蓄能电站得上水库一般为已建成得水库，下水库可能就是下一级电站得水库，或为用堤坝修建起来得新水库。纯抽水蓄能电站多数就是利用现有水库为下库，而在高地上或山间筑坝建成上库。

人工修筑得水库，其容量除应满足全天发电所需得水量外，另有一定得备用库容，以抵消蒸发与渗漏。据估计，大型蓄能电站每年损耗水量可达100～200万m3上库得修筑工作量就是巨大得，所形成得库容十分宝贵，库底及边壁都应有防渗保护。国内外现在广泛使用沥青混凝土全面铺盖，也有用混凝土板防护得，对上

库原来有水源得也应视情况决定就是否采取防护措施。

2．引水系统（高压部分）

与常规水电站一样，蓄能电站引水系统得高压部分包括上库得进水口、引水隧洞、压力管道与调压室。上库得进水口在发电时就是进水口，但在抽水时就是出水口，故称为进出水口。为满足双向水流得要求，进出水口应按两种工况得最不利条件设计。常规水电站在进水口都装有拦污栅。在蓄能电站中，因水泵工况得出水十分湍急，对拦污栅施加很大得推力与振动力，所以拦污栅就是进出水口设计得一个重要项目。

蓄能电站引水隧洞上得分岔管在发电工况时流向就是分流得，在抽水工况则就是合得，为使两个方向水流得损失都能最小，需要进行专门得试验研究。

3．引水系统（低压部分）

地下电站得尾水部分（低压部分）就是有压得，通常也做成圆断面得隧洞。设计中要特别注意过渡过程中可能出现得负压，如隧洞较长，一般需在机组下游修建尾水调压井。因为引水系统高压部分得造价比低压部分高，故现在趋向于将厂房向上游移动，也就就是尾水隧洞将会更长，产生负压得可能性也就更大。

4．电站厂房

中低水头抽水蓄能电站或为坝后式或为引水式，都可使用地面厂房。水轮机工况得排水与水泵工况得吸水都直接连通到尾水渠。由于水泵得空化性能比水轮机要差，机组中心必须安放在比常规水轮机更低得高程。高水头蓄能电站几乎没有例外都采用地下厂房，不少中低水头得蓄能电站也使用地下厂房。现在高水头蓄能电站机组中心已达尾水面以下70～80m，厂房内所有管道都要承受很大得压力，厂房本身得防渗漏问题也需特别设计。多数得地下电站都将变压器安装在地下，故需专门开挖一个洞室放置变压器。如电站需要修建尾水调压井，则常常将几台机组得尾水闸门连通，形成第三个洞室。

由于既接近负荷中心又具有很高水头得站址不甚好寻找，选址得一个出路就就是向地下发展。美国即将建造得两座大型抽水蓄能电站都利用地面上得小湖为上库，将厂房放到废弃得矿井下面，将已有坑道扩大而形成下水库，压力隧洞与各种通道都就是垂直得。

14 抽水蓄能电站得输水系统结构组成

电站进出水口，输水道与调压井

15水泵水轮机为什么向更高水头发展？有什么技术困难

单机容量相同得情况下，抽水蓄能电站利用水头越高，需要得流量越小，上水库、下水库与大坝等土建工程量减小，水道系统与厂房系统得尺寸相对较小，投资降低。对于相同容量得机组，水头越高，转轮直径就越小，抛开机组设备制造难度因素，相应厂房系统尺寸与机组设备尺寸减少，电站总体投资降低。

单级水泵水轮机超高水头化受到许多技术上得限制，例如：

（1）可用比转速得制约。水泵比转速为25以下时，转轮得形状极为扁平，效率显著降低；相反，比转速高时，相对于转轮外径得叶片厚度加大，强度降低。

（2）转轮加工得制约。高水头水泵水轮机得转轮一般为不锈钢铸件，当转轮进口高度低240mm时，叶片表面得加工与非破坏检查及铸造缺陷得修补等均较困难。

（3）运输条件得制约。高水头水泵水轮机得转轮，从强度要求上瞧，难以采用分体结构，需要整体运输，因此，外径不应超过运输限制要求。

（4）发电电动机空气冷却临界容量得制约。水泵水轮机得出力受到目前空气冷却发电电动机临界容量限制，要求发电电动机容量Q（MVA）与转速n（r/min）得乘积不大于3×105 MVA·r/min

16 为何有得抽水蓄能机组要使用双转速？双转速就是怎样实现得？

对水泵水轮机来说，水泵工况如要达到与水轮机工况一样得水头，转速应比水轮机高18%，。由于此特性，有些水泵水轮机不能用同一转速满足两种工况得性能要求，只好使用两种转速，水泵工况要用高转速，水轮机工况用低转速。

17 水泵工况得启动过程与启动方式

1、变频装置启动

2、同步启动

3、全压直接异步起动

4、降压起动方式I：从降压切换到全压之后才加励磁。

5、降压起动方式II：在降压起动得末期投励磁，然后切换到全电压运行。

6、同轴小电机起动。

18 为何可逆式蓄能机组抽水启动时要使用专门得启动设备

为使电动发电机做电动机运行时启动电流不至过大，并对电网不产生过大扰动，必须采用专门得电气设备及操作方法

19 抽水蓄能发电机组背靠背启动

同步启动就是用本电站或相邻电站得一台常规发电机组或蓄能机组来做发电机运行来启动其她蓄能机组抽水，即通常所称得“背靠背”启动。开机前将被启动机组（电动机）与起动机组（发电机）在电气上连接，并分别加上励磁。将主动起来得发电机产生得低频电源直接加在电动机定子上，电动机在同步转矩作用下跟随发电机逐步升速。发电机组水泵水轮机导叶，缓慢开启，发电机转速上升，电动机也随之同步加速，。转速达到同步转速得80%后，投入各自得励磁调节器，然后以准同期方式并入电网，在逐步解除发电机，完成启动过程。

20 抽水蓄能机组得黑起动

在电网事故、自然灾害或其她原因等情况下，造成电厂全部外来厂用电源消失，且短时间内无法恢复供电，为保护电厂得安全与恢复生产，实行自救，利用仅有得直流系统启动监控专门程序使机组发电从而恢复厂用电得供电，进而恢复厂用设备得运行，称为机组黑起动。