抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的不同
抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的不同
文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的不同
抽水蓄能电站有发电和抽水两种主要运行方式，在两种运行方式之间又有多种从一个工况转到另一工况的运行转换方式。正常的运行方式具有以下功能：
(1) 发电功能。常规水电站最主要的功能是发电，即向电力系统提供电能，通常的年利用时数较高，一般情况下为3000－5000h。
蓄能电站本身不能向电力系统供应电能，它只是将系统中其他电站的低谷电能和多余电能，通过抽水将水流的机械能变为势能，存蓄于上水库中，待到电网需要时放水发电。蓄能机组发电的年利用时数一般在800～1000h 之间。蓄能电站的作用是实现电能在时间上的转换。经过抽水和发电两种环节，它的综合效率为75%左右。
(2) 调峰功能。具有日调节以上功能的常规水电站，通常在夜间负荷低谷时不发电，而将水量储存于水库中，待尖峰负荷时集中发电，即通常所谓带尖峰运行。而蓄能电站是利用夜间低谷时其他电源(包括火电站、核电站和水电站)的多余电能，抽水至上水库储存起来，待尖峰负荷时发电。因此，蓄能电站抽水时相当于一个用电大户，其作用是把日负荷曲线的低谷填平了，即实现“填谷”。“填谷”的作用使火电出力平衡，可降低煤耗，从而获得节煤效益。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。
(3) 调频功能。调频功能又称旋转备用或负荷自动跟随功能。常规水电站和蓄能电站都有调频功能，但在负荷跟踪速度（爬坡速度）和调频容量变化幅度上蓄能电站更为有利。
常规水电站自起动到满载一般需数分钟。而抽水蓄能机组在设计上就考虑了快速起动和快速负荷跟踪的能力。现代大型蓄能机组可以在一两分钟之内从静止达到满载，增加出力的速度可达每秒1 万kW，并能频繁转换工况。最突出的例子是英国的迪诺威克蓄能电站，其6 台300MW 机组设计能力为每天起动3～6
次；每天工况转换40 次；6 台机处于旋转备用时可在10s达到全厂出力1320MW。
(4) 调相功能。调相运行的目的是为稳定电网电压，包括发出无功的调相运行方式和吸收无功的进相运行方式。常规水电机组的发电机功率因数为～，机组可以降低功率因数运行，多发无功，实现调相功能。
抽水蓄能机组在设计上有更强的调相功能，无论在发电工况或在抽水工况，都可以实现调相和进相运行，并且可以在水轮机和水泵两种旋转方向进行，故其灵活性更大。另外，蓄能电站通常比常规水电站更靠近负荷中心，故其对稳定系统电压的作用要比常规水电机组更好。
(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。
抽水蓄能电站在设计上也考虑有事故备用的库容，但蓄能电站的库容相对于同容量常规水电站要小，所以其事故备用的持续时间没有常规水电站长。在事故备用操作后，机组需抽水将水库库容恢复。同时，抽水蓄能机组由于其水力设计的特点，在作旋转备用时所消耗电功率较少，并能在发电和抽水两个旋转方向空转，故其事故备用的反应时间更短。
此外，蓄能机组如果在抽水时遇电网发生重大事故，则可以由抽水工况快速转换为发电工况，即在一两分钟内，停止抽水并以同样容量转为发电。所以有人说，蓄能机组有两倍装机容量的能力来做为事故备用。当然这种功能是在一定条件下才能产生的。 (6) 黑启动功能。黑启动是指出现系统解列事故后，要求机组在无电源的情况下迅速起动。常规水电站一般不具备这种功能。现代抽水蓄能电站在设计时都要求有此功能。
抽水蓄能机组的正常运行和工况转换可能有下列的多种操作方式。可见蓄能机组的运行方式是相当复杂的，同时也说明蓄能机组的功能是很完善的。
水轮机工况发电及停机2种操作方式
水泵工况抽水及停机2种操作方式
发电转调相及返回2种操作方式
抽水转调相及返回2种操作方式
停止至发电方向调相及停机2种操作方式
停止至抽水方向调相及停机2种操作方式
发电转空载转抽水1种操作方式
抽水转空载转发电1种操作方式
抽水直接转发电1种操作方式
黑启动1种操作方式
抽水蓄能电站的静态效益和动态效益
静态效益：
抽水蓄能电站在电网中由顶峰填谷作用而产生的经济效益，称为静态效益。包括：
(1) 容量效益：抽水蓄能电站是调节电网负荷曲线高峰和低谷之间差距的有效措施。负荷高峰时段，它可以作为水电站发电，担负电网尖峰容量；用电低谷时段，则可作为电网用户，吸收低谷电量抽水蓄能，减少负荷峰谷差。因此抽水蓄能电站可减少火电机组的日出力变幅，使其在高效率区运行，增加发电量，并使核电和大型火电机组稳定经济运行。抽水蓄能电站一般无防洪、灌溉、航运等综合利用要求，建设成本低，建设周期比常规水电站要短，运行费用比火电站要低。在电网中缺少调峰电源时，建设抽水蓄能电站可减少火电或其它类型电源的装机容量，改变能源结构，减少总的电力建设投资。
(2) 能量转换效益：抽水蓄能电站通过能量转换，将成本低的低谷电能转换为价值高的峰荷电能。
(3) 节煤效益：抽水蓄能机组的投入，使电网负荷分配得到调整，火电尽量担负基荷和腰荷，从而使火电总平均煤耗下降。
动态效益：
抽水蓄能电站具有调峰、调频和调相等作用，还可承担紧急事故备用，保证电网安全、稳定运行。这些动态效益高于其静态效益，主要包括：
(1) 调峰效益：抽水蓄能机组因为结构简单，控制方便，可以随需要增加功率或减少功率，因而有效地减轻了火电机组(包括燃气轮机机组)的调峰负担。
(2) 调频效益：抽水蓄能机组调节灵活，出力变化可以从0 到100%，可以快速起动，随时增荷或减荷，起到调整周波的作用，有助于保持频率并提高电网的稳定性。
(3) 负荷跟随效益：电网负荷总是在不断的变化，当负荷急剧变化时，抽水蓄能机组与火电或其它类型机组相比，其负荷跟随很快，爬坡能力较强。
(4) 旋转备用(事故备用)效益：抽水蓄能机组作为水力机组可以方便地处于旋转备用状态，以利快速地承担事故备用。抽水蓄能电站能够快速启动机组，迅速转换工况，但因其水库库容较小，所起作用与具有较大库容的常规水电站有所区别，一般只能担任短时间的事故备用。在发电工况下，可利用抽水蓄能电站运行中的空闲容量，短时间内加大出力；在停机状态下，亦可紧急启动，从而达到短时应急事故备用的目的。在水泵工况下，可停止抽水，快速切换至发电工况。
(5) 调相效益：抽水蓄能机组由于其结构上的优点，可以方便地做调相运行。不但在空闲时可供调相用，在发电和抽水时也可调相，既可以发出无功功率提高电力系统电压，也可以吸收无功功率降低电力系统电压，尤其是在抽水工况调相时，经常进相吸收无功功率，有时进相很深，持续时间很长，这种情况是其他发电机组达不到的，只有抽水蓄能机组才能做到。另外，抽水蓄能机组在调相运行完成后可以快速地转为发电或抽水。
最能体现动态效益的是抽水蓄能机组的事故备用功能：据美国有关资料统计，1993～1997 年8 月，电力系统发生主要事故137 起，由电厂引起的仅9
起，而%的事故是由输配电设施引起的。抽水蓄能机组不仅可调相运行(发出或吸收无功功率)，为电网提供电压支持，避免出现电压崩溃和热过载，而且由于其工况转换迅速，应变能力强，在一系列的重大电网事故中能在短时间内从任何工况下转为满负荷发电，从而防止事故扩大和系统瓦解。英国和法国间通过两条额定容量为1000MW 的直流输电线路连接，联网后虽可互为备用，但也使最大甩负荷风险由660MW增加到1000MW，备用容量也要相应增加。迪诺威克抽水蓄能电站(1800MW)设计时考虑能在10s内发出1320MW出力，以适应紧急事故备用的需要。
广州抽水蓄能电站投产后，在电网中发挥了紧急事故备用作用。1994年5
月至1996 年年底期间，在核电机组跳机、火电机组甩负荷和西电解列等66 次事故中，由于广蓄电站迅速投入，防止了事故的扩大，帮助电网及时恢复正常供电。十三陵抽水蓄能电站投产以来，对京津唐电网的安全、稳定运行起到了关键作用。尤其是1999 年3 月，因连续十多天的大雾阴雨天气使供电线路不断出现电网污闪、线路闪络掉闸等事故，在此期间十三陵蓄能电厂均能做出快速反应，六天内共开机48 次，紧急启动成功率100%，避免了事故造成的损失。
抽水蓄能电站的类型及适用场合
抽水蓄能的类型，按开发方式可分为纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站和调水式抽水蓄能电站；按调节周期分，可分为日调节、周调节和季调节等；按水头分，可分为高水头和中低水头；按机组类型分，可分为四机分置式、三机串联式和二机可逆式；按布置特点分，可分为地面式、地下式和特殊布置形式(人工地下水库)。
(1) 纯抽水蓄能电站厂内安装的机组全部是抽水蓄能机组。其发电量绝大部分来自于抽水蓄存的水能，发电的水量基本上等于抽蓄的水量，重复循环使用。在运行中，仅需少量天然径流，补充蒸发和渗漏损失，补充水量既可来自上水库的天然径流，也可来自下水库的天然径流。混合式抽水蓄能电站厂内既安装有抽水蓄能机组，也安装有常规水轮发电机组。上水库有天然径流来源，既可利用天然径流发电，也可从下水库抽水蓄能发电。其上水库一般是天然来水形成的，下水库按抽水蓄能需要的容积在河道下游修建。调水式抽水蓄能电站的上水库建于分水岭高程较高的地方，在分水岭某一侧拦截河流建下水库，并设水泵站抽水到上水库；在分水岭另一侧的河流建常规水电站从上水库引水发电，尾水流入水面高程最低的河流。这种类型的抽水蓄能电站，其下水库有天然径流来源，上水库没有天然径流来源，调峰发电量往往大于填谷的耗电量。 (2) 抽水蓄能电站的运行分为抽水和发电两种工况：在抽水过程中，下水库由满库至空库，上水库则由空库至满库；在发电过程中，上水库由满库至空库，下水库则由空库至满库，完成一个循环周期。如该周期历时一昼夜，则称为日调节抽水蓄能电站；如历时一周，则称为周调节抽水蓄能电站；如历时更长，可在年内蓄丰补枯，则称为季调节抽水蓄能电站。一般纯抽水蓄能电站大多进行日调节和周调节，混合式抽水蓄能电站有时可进行季调节。
(3) 抽水蓄能电站的有效水头越高，所需要的流量和库容越小，单位造价就可减少，故抽水蓄能电站的造价随水头增大而降低。我国高水头抽水蓄能电站如广蓄、十三陵和天荒坪等利用水头已达400～600m，国外使用单级水泵水轮机的水头(扬程)已达700m以上，而使用多级水泵水轮机的水头已达1300m 左右。国内的羊湖抽水蓄能电站多级泵最大扬程达853m。抽水蓄能电站水头200m 左右及以下称中低水头，如已建的溪口和建设中的泰安抽水蓄能电站就是安装200m水头段的机组。我国混合式抽水蓄能电站受天然落差限制，水头一般较低，如岗南、密云、潘家口和响洪甸等混合式抽水蓄能电站都是水头在100m以下的电站。
(4) 从机组类型来说，四机式机组是较早期的抽水蓄能电站所用的结构方式，装有由水泵与电动机组成的抽水机组和由水轮机与发电机组成的发电机组，现一般已不再选用。三机式机组的发电机兼用作电动机，称为电动发电机(或发电电动机)，水轮机和水泵连结在一个轴上，发电时由水轮机带动电机，抽水时则由电机驱动水泵。二机式机组包括一个可逆式水泵水轮机和一个可逆式电动发电机，这种机组在电站中的布置与常规水电站的机组相似。
关于抽水蓄能电站的几点认识—邓建
关于抽水蓄能电站的几点认识
邓 建
摘 要 抽水蓄能电站的建设已有近百年的历史，但在近三四十年才出现具有近代工程意义上的大容量抽水蓄能电站，这是现代电网发展的必然产物。电网愈大，调峰填谷问题、提高水火电站利用率和减少系统能耗问题以及提高供电质量和安全可靠度问题都愈趋重要，大容量抽水蓄能电站正好可以起到调峰填谷作用、提高火（核）水电站设备利用率和担负调频调相旋转备用以改善电网供电质量，并提高电网的灵活性和可靠性，从而成为电网中不可或缺的组成部分。
我国水电资源丰富，居世界首位，但不仅开发程度低，而且资源分布集中在西南、西北地区，华北、华东、广东、东北的水电资源相对缺乏，而这些地区都是我国工农业最发达地区。随着经济的进一步发展，特别是生活用电水平的提高，电力负荷的发展将很快，峰谷差不断增大，核电的投入将使调峰填谷问题更为突出，抽水蓄能电站的发展也就成为必然选择。伴随而来的经济效益、社会效益以及未来的发展方向也越来越受到人们的关注。
关键词 必要性 作用 经济效益 发展方向
一、建设抽水蓄能电站的必要性
改革开放初期，为了解决较长时期的全国性严重缺电问题，国家采取了一系列行之有效的重大措施加快电力工业发展，集中力量建设了一批能够多产电量的电厂，尤其是燃煤电厂，来满足国民经济发展和人民生活用电的需要。在这种情况下，只要有电用就满足了，对用电负荷的要求和电能的质量要求就难以顾及了。进入80年代后期，电力工业突飞猛进地发展，全国性的缺电状况得到了缓解，甚至出现了供大于求的情况，电力市场已由卖方市场转变为买方市场，当然也就取消了限制用电的规定，不仅如此，而且开始研究如何开拓电力市场，如何改善电网的运行条件，如何调峰填谷，如何运行才能更经济等问题了。
尽管缺电状况得以缓解，但存在的普遍问题是负荷高峰时仍然缺电，造成高峰负荷时发生低周波运行，甚至拉闸限电。为了解决高峰缺电问题，最初的认识和想法是：①进一步发展电源，多建一些能够多产电量的燃煤电厂，同时对在运行的火电机组进行技术改造即安装多功能燃烧器，以提高火电机组的调峰能力，来满足高峰用电的需要。但这样做既不客观又不经济，因为高峰负荷时段的持续时间相对较短，为此建设的燃煤电厂的年运行时数必然很低，还可能造成低谷时段高周波运行，窝电现象严重，电力系统势必损失巨大，而且污染严
浅谈抽水蓄能电站发电电动机的特点与选型
浅谈抽水蓄能电站发电电动机的特点与选型
[摘要]在社会经济高速发展的背景下，各行各业的用电需求也在不断增加。而抽水蓄能电站具有运行方式灵活多样、成果见效快等优势被广泛应用到电力资源供应中，为居民于工业用电需求提供了良好的保障。但在具体实践过程中需要根据抽水蓄能电站发电机的特点做好相应的选型工作，才能保证抽水蓄能电站稳健运行。基于此，本文概述了抽水蓄能发电站发电电动机相关内容，分析了发电电动机的特点及抽水蓄能电站发电电动机选型设计参数。
[关键词]抽水；蓄能电站；发电机；特点与选型
抽水蓄能电站是一种特殊的电源涉及到诸多工况，在实际运行过程中方式灵活多样，且具有较快的反应速度等优势，近年来在我国已经取得了一定的发展规模。抽水蓄能机组在整个蓄能电站中发挥了至关重要的作用，相比于常规水轮发电机组在结构形式于设计发面都较为复杂，我国在此方面的研究起步相对较晚，特别是在关键技术与零件方面主要依赖向国外进口，需要获得在此方面技术领先国家的支持。我国在相关设计、制造、调试运行方面的经验有待进一步累积与提升。因此有必要对抽水蓄能电站发电机的特点进行分析，探究如何根据具体的特点做好选型工作，为日后抽水蓄能电站提供参考。
1.
抽水蓄能电站电动机相关内容概述
1.
抽水蓄能电站工作原理
抽水蓄能发电站的运行原理是在电力负荷低谷时，电能发挥作用将水抽到上水库，在电力负荷高峰状期间时将水放到下水库，通过这样的方式实现发电。此种发电方式不仅缓解了电网系统的压力，保证了电网系统的稳定了，还有效提升电放的综合利用效率，相比于传统的电站运行模式，抽水蓄能电站的在使用周期、使用寿命、装机容量、运行稳定性、经济效益方面都有显著的优势。同时此种储能装置对促进智能电网发展起到了重要的支撑作用。
（二）抽水蓄能电站类型多样
当前抽水蓄能电站已经从原有只侧重电负荷中心的阶段发展为综合能源基地、送出与落地端多方协同发展的形式下。常规的抽水蓄能电站以是否具备天然径流为标准划分为纯抽水蓄能电站与混合式抽水蓄能电站，根据水库的调节情况划分为日、周、季调节抽水蓄能电站。
抽水蓄能机组调相工况简介
抽水蓄能机组调相工况简介
摘 要：由于抽水蓄能机组在我国发展较晚，还有很多人，包括一些常规机组的建设者和运行人员都对抽水蓄能机组不太了解，本文简要的介绍抽水蓄能机组的特有工况：调相，以让更多的人增加对抽水蓄能机组了解。
关键词：抽水蓄能 调相 简介
1、抽水蓄能机组发展简介
在国外从最早的原始装置算起，抽水蓄能电站已有上百年的历史，但是具有近代工程意义的设施，则是近四五十年才出现的。
抽水蓄能建设早期是以蓄水为目的，在西欧的一些多山的国家里，利用工业多余电能把汛期的河水抽到山上的水库贮存起来，到枯水季节再放下来发电。这相当于是季调节的抽水蓄能工程。
从刚开始蓄能电站使用的单独工作的抽水机组和发电机组，到将水泵与水轮机和一台兼作电动机与发电机的电机连接在一起的而形成的三机式机组，1937年在巴西安装的佩德拉机组和1954年在美国安装的弗拉特昂机组则是可逆式机组的先声。从20世纪60年代起，可逆式机组就成为了主要的机型，开始得到广泛应用。
当时间进入到21世纪，无论是技术还是运营模式，抽水蓄能机组都得到的相当的发展。
2、抽水蓄能机组简介
抽水蓄能机组由可逆式水泵式轮机和发电电动机，配以常规的辅助设备，如调速器、球阀、尾水事故闸门、上库检修闸门、下库检修闸门、励磁系统等。
另外，抽水蓄能机组还有其特有的、区别于常规机组的设备：（参见图1）
换相开关或换相闸刀：由于水泵水轮机二种运行工况的水流方向相反，所以发电电动机二种运行工况旋转方向必须相反。为此应使电动机运行时其旋转磁场的旋转方向与发电机运行时的旋转磁场方面相反，这就需改变三相绕组相序排列，所以发电电动机需加装相应的换相开关或换相闸刀
SFC：变频启动装置，用于机组抽水调相工况启动，相当于抽水调相启动过程中的调速器；
拖动闸刀和被拖动闸刀、启动母线：为了满足抽水调相启动而专设的电气连接；
调相压水气系统：在机组抽水调相启动过程中和机组调相运行过程中，利用高压气将转轮室的水圧下去，使转轮在空气在旋转，即可以减少有功消耗，又可以减小机组的振动、噪音，减少对机组的损伤；
抽水蓄能知识
1
抽水蓄能的概念
抽水蓄能电站是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。它在用电低谷时用过剩电力将水从下水库抽到上水库储存起来，然后在用电高峰时将水放出发电，并流入下水库。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压负荷、停机这种情况来的便宜，效益更佳。除此以外，抽水蓄能电站还能担负调频、调相和事故备用等动态功能。所以，抽水蓄能电站是电网运行管理的重要工具，是确保电网安全、经济、稳定生产的支柱，发展抽水蓄能电站是非常必要的。
有人说抽水蓄能是“用4度电换3度电”，是划不来的。这种看法有何不对？
发布时间：2013-05-09文章来源：null
有些人认为：抽水蓄能电站用4度电抽水，只发3度电，反而亏了1度电，是得不偿失的。事实上，抽水蓄能电站是利用了电网低谷运行时的电能，不仅提高了电网运行的经济性，而且也提高了电能的质量，当电网高峰运行时，抽水蓄能电站发电，也解决了电网高峰需电的问题。因而“用4度电换3度电”是协调电网供需矛盾的过程，可比喻为“废铁炼好钢”的过程。
实际上，出现这样的言论并不奇怪，由于一部分人对抽水蓄能电站的认识还停留在表面，没有进行全面的分析。因为抽水蓄能电站效益不体现在其本身的发电量上，而主要反映在电网和火电站或其它电站的运行效益之中，需要从全网的角度来分析、评价、核算抽水蓄能的经济效益。抽水蓄能电站灵活的调峰功能和抽水时的填谷作用，可以改善火电或其它电机组的运行条件，使其能为均匀的出力在最优状况下运行，即可提高设备利用率和运转效率，延长机组寿命，又能减少运行维护费用，尤其是可降低火电站的发电煤耗。
太原工业大学唐英彪等学者提出了抽水蓄能电站系统效率的概念和相应的计算模型，从理论上分析了它在电力系统中的作用。抽水蓄能电站的系统效率，就是因其投入运行而使系统产生的能耗变化率。系统效率作为一个量化指标，可用输入与输出能量的比值来表示，输入能量是以相应标煤耗量表示的由蓄能电站吸收的低谷电量；而输出能量包括以等效煤耗量表示的由蓄能电站发出的峰荷电量和因蓄能电站投入运行而使系统减少的能耗。系统减少的能耗可用有、无抽水蓄能电站的两种情况下电力系统能耗的差来表示。系统效率一般2
我国混合式抽水蓄能电站开发优势及制约
108水电抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第9卷 第6期（总第52期）2023年12月20日Vol.9 No.6(Ser.52)
Dec.,20,2023
0 引言随着碳达峰、碳中和目标的提出，我国可再生能源发展步入规模化、市场化的新阶段，新型电力系统的构建迫在眉睫。但可再生能源大规模、高比例并网后，其出力的波动性和不确定性给电网运行带来了严峻挑战[1]。抽水蓄能电站作为消纳清洁能源、保障电网安全稳定运行有效手段，逐渐成为电力系统的重要组成部分，在强劲的市场需求和政策刺激下，我国抽水蓄能建设迎来了“黄金期”[2]。目前资源条件较好的抽水蓄能站址已逐步被开发，新增站点多存在条件差、投资高的特点。我国水力资源丰富，水力资源理论蕴藏量6.94亿kW，技术可开发量5.42亿kW[3]，现有水力资源开发均未考虑抽水蓄能功能任务。为进一步提高水力资源利用率，助力“双碳”目标实现，利用现有水电站址，通过增建可逆机组或抽水泵的方式，建设混合式抽水蓄能电站，可实现发电、储能的双倍效果，可有效节约抽蓄、电化学储能等调峰资源的建设成本[4]。为此，本文分析了混合式抽水蓄能电站在我国的发展现状、规划站址和混合式抽蓄电站的开发优势，并对各电网区域进行混合式抽水蓄能站址普查，分析其价值及建设条件，最后针对目前混合式抽水蓄能电站的开发、建设、运行存在的制约因素和问题提出相关政策建议，为常规梯级水电站与抽水蓄能结合提供借鉴。1 混合式抽水蓄能发展现状与优势1.1 建设背景“双碳”目标是我国积极参与应对气候变化全球治理的重要举措，是电力系统向清洁低碳转型的根本指导。根据2022年可再生能源发展情况，截至2022年底，我国可再生能源装机达到12.13亿kW，占全国发电总装机的47.3%；可再生能源发电量达到2.7万亿kWh，占全社会用电量的31.6%[5]。新能源在我国电力行业已经占据了极其重要的位置。随着新能源大规模、高比例的并网，其随机性、波动性和间歇性特征使得电源的不确定性明显增大，对新型电力系统的安全稳定运行带来较大冲击，因此，迫切需要建设抽水蓄能电站以提高电力系统调节能力和促进大规模新能源发展[6]。我国水力资源丰富，结合梯级电站建设混合式抽水蓄能电站，可充分利用现有水电资源，进一步提升水电的灵活调节能力，维持电网安全稳定运行与清洁能源高效消纳[7]。1.2 混合式抽水蓄能在我国的发展情况1968年岗南水电站通过安装1台11MW的抽水蓄能机组，建成我国第一座混合式抽水蓄能电站，开创了我国抽水蓄能我国混合式抽水蓄能电站
抽水蓄能电站技术
抽水蓄能电站概念：具有上、下水库，利用电力系统多余的电能，把下水库的水抽到上水库内，以位能的形式蓄能，需要时再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。
抽水蓄能电站分类，按上水库调节水量、调节性能、机组类型和布置特点
按上水库调节水量分：纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站、调水式抽水蓄能电站
按调节性能分：日调节、周调节、季调节、年调节
按机组类型分：四机分置式、三机串联式、两机可逆式
按布置特点分：地面式、地下式、半地下式、特殊布置形式
按水头分：低水头、中水头、高水头
混合式抽水蓄能电站一般不超过200m
纯抽水蓄能电站一般认为在150-200m。考虑到水头对机组选择的影响，可分为水头低于600m和水头超过600m两种情况。
<600m单级可逆式混流式水泵水轮机；>600m多级式机组或三机式机组
抽水蓄能电站的基本原理
抽水蓄能电站的基本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）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，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。
抽水蓄能电站所具备的功能
发电、调峰填谷、调频调相、紧急事故备用、黑启动
提高水（火、核）电站的综合利用率、降低系统的能耗、提高电力系统的灵活性和可靠性
抽水蓄能电站在电力系统中的作用
1.改善电网运行的作用：（1）抽水蓄能机组启动快速，适用负荷范围广，可担任调峰作用。（2）在电网中可起调频作用。（3）可以作为系统的备用机组。
2.在能源利用上的作用：（1）降低电力系统燃料消耗。（2）改变能源结构，提高火电设备利用率，降低运行消耗
3.在提高水电效益方面的作用缓解发电与灌溉的用水矛盾。调节长距离输送的电力，充分利用水力资源，对环境没有不良的影响
抽水蓄能电站的特点
1.需要水但基本上不耗水，故其规模不象常规水电那样取决于所在站址的来水流量和落差，而主要取决于上下池容积和落差，更主要的是取决于所在电网可供低谷时抽水的电量。
论文-南阳回龙抽水蓄能电站综述
南阳回龙抽水蓄能电站综述
[摘 要] 与常规水电站相比，抽水蓄能电站的电气设备要复杂许多，其复杂的原因主要是增加了变频启动装置和换相设备。回龙抽水蓄能电站的单机容量在中等容量的可逆机组中属偏大，电气设计有着许多特殊性和复杂性。本文就南阳回龙抽水蓄能电站电气主接线、厂用电接线、主要电气设备选型及布置、过电压保护与接地、消防、照明等技术问题进行了分析。
[关键词] 电气一次设计主接线设备选型及布置抽水蓄能电站
1 电站概况
回龙抽水蓄能电站位于河南省南召县境内，距负荷中心南阳市直线距离70km，距云阳220kV变电站直线距离28km。电站采用地下厂房布置方案，装设2台混流可逆式水泵水轮机组，总装机容量120MW，单机容量为60MW/67MW(发电/电动)，功率因数0.9/1.0(发电/电动)，机组最大工作水头412m，同步转速750r/min,电站以1回220kV线路接至云阳变电站。发电电动机～主变压器采用单元接线方式，升高电压侧的接线采用联合单元接线形式，采用GIS设备，220kV配电装置出线采用220kV高压交联聚氯乙烯电力电缆引至地面出线场，地面出线场采用户外敞开式设备。机组起动方式以变频起动为主、背靠背同步起动为备用。该电站在电力系统中担当调峰填谷和容量备用的作用。工程于2001年开工，2005年9月全部建成并投入商业运行。
2 电站在电力系统中的作用及接入系统方式
抽水蓄能电站在电力系统中担当调峰填谷、承担调频和容量备用的作用，根据《水力发电厂机电设计技术规范》(SDJ173-85)，接入系统设计一般原则宜为：
(1)电站输电电压尽量采用一级电压出线；
(2)应以尽量少出线回路数直接接入电力系统的枢纽变电站；
(3)应考虑调峰负荷和抽水电源的合理配置。
南阳回龙抽水蓄能电站位于南召县城东北16km的岳庄村附近，距负荷中心南阳市70km，距云阳和遮山220kV变电站直线距离分别为28km和65km，距鸭河口火电站(700MW)直线距离48km。根据《南阳回龙抽水蓄能电站2×60MW机组接入系统修改补充》及《关于印发南阳回龙抽水蓄能电站2×60兆瓦机组接入系统设计审查意见的通知》豫电办【2000】841号，电站接入系统方案为：电站设220kV一级出线电压，对外以1回220kV线路接至云阳变电站。
穿越功率对于抽水蓄能电厂的影响
穿越功率对于抽水蓄能电厂的影响
摘要：抽水蓄能电厂厂内变电站的穿越功率对于电厂的安全、稳定、灵活的运行有着较大限制，降低其负面影响，对于电厂乃是电网的安全稳定运行有着重要意义。
关键词：穿越功率；安稳装置；抽水蓄能
随着我国经济的迅速发展，电力系统的建设也取得了长足进步。作为清洁能源的抽水蓄能电厂对于生态的破坏以及对于天然降水量的要求，相比常规水电厂要低得多。同时，由于其启动速度快，有功调节范围大，并具备强大的无功调节能力，在近几年也在全国遍地开花。
蓄能电厂的特点
抽水蓄能机组采用可逆式水泵水轮发电机，具有水泵和发电双向调节能力，在电网中承担着“削峰填谷，事故备用”的重要作用。目前国内多个蓄能电厂项目参照了惠蓄电厂的经验，其机组的典型运行方式主要包括：
发电工况：与常规水电厂基本相同，但启动速度更快，从收到调度令至带满负荷用时在120S左右，有功调节范围基本在150MW至300MW之间；
抽水工况：在系统频率较高时，作为大型电动机使用，以降低系统频率，并将电能转化为水的势能储存起来，在负荷高峰时用以发电。抽水工况功率不可调，为固定值-300MW；
发电调相：在系统无功不足或过多时，可以发出或消耗无功，以调节系统电压。无功调节范围在-70Mvar至+120Mvar之间；
抽水调相：与发电调相类似，只是机组旋转方向不同；
旋转备用：在系统存在可以预见的瞬时有功缺额时，可快速并网并带满负荷，约30S可提供300MW有功；
抽水蓄能机组的抽水工况启动，相当于一台超大型电动机。为了减少其在启动时对于电网的冲击及目前静态变频技术限制，国内抽水蓄能电厂均采用多台小容量机组的方式布置，单机容量在350MW以下。同时，为了保证机组及设备检修时其他设备的可用率及灵活的运行方式，抽水蓄能电厂一般都设置有厂内变电站，将机组出口电压经升压后送至高压母线，统一上网。厂内变电站的设置也为机组的调度管理带了很大便利。
天荒坪抽水蓄能电站的运行方式与特点
３２ 水电站机电技术 ２００２年第２期 天荒坪抽水蓄能电站的运行方式与特点 李辉亮 华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司，浙江安吉ｔ３１３３０２ 摘要针对抽水蓄能电站与常执水电站运行方式不同，对天荒坪电站的运行方式和特点进行探讨。 美譬词抽水蓄能运行方武 １运行及控制特点 抽水蓄能电站是利用可兼作水泵和水轮机的可 逆式水泵水轮机组，在电力系统用电低谷时利用系 统多余的电力，将下水库的水抽到上水库，电力系统 用电高峰且发电出力不足时，再把水从上水库放下， 经水轮发电机组发电。所以相对常规水电站而言，抽 水蓄能电站由于辅助设备多．监控对象多，在电力系 统中担负的任务重，所以在运行方式和控制方面都 比较复杂，天荒坪抽水蓄能电站运行方式和特点主 要有： １．１ 机组运行工况多，工况转换复杂 常规水轮机组的运行工况基本上只有三种：停 机、发电和调相，而可逆式抽水蓄能机组的运行工况 有停机、发电、抽水、发电调相、抽水调相等，天荒坪 电站主机合同规定共有１ ６种工况转换过程。其中抽 水转满载发电又分正常与紧急二种方式。正常转换 指机组从抽水工况经过停机过程，即从抽水工况先 停机，再由静止转为发电工况，该工况转换过程需时 较长（一般需５～８ ｎ）；而紧急转换是当电力系统 因事故造成出力短缺，此时自动控制装置将机组导 叶关至空载开度附近，然后机组与系统解列，机组在 高水头的水力作用下转速下降，经零点后往反向旋 转，接着导叶在调速器作用下逐渐开启，转速随之上 升达到机组同期转速后即与系统并列，然后加负荷 至满载。这种紧急转换由于不经过停机过程，因而大 大缩短转换时间（一般约需３ｒａｉｎ）。虽然紧急转换时 间短，但在运行中还是尽量避免采用，因这种转换过 程中机组的振动大，对机组有较大的危害。 １．２机组操作频繁 由于抽水蓄能电站在系统中担负调峰填谷、调 频、调相、旋转备用等多项任务，机组的运行方式由 系统的日负荷曲线所决定，负荷曲线峰谷起伏越大， 机组工况变换就越频繁，天荒坪电站主机合同规定 的机组日平均起停次数为１Ｏ次（开、停一循环为一 次）。 １ ３机组控制逻辑复杂 抽水蓄能机组有发电和抽水二种截然不同的运 行工况，而抽水工况启动的控制尤为复杂，采用变频 启动装置或背靠背方式启动，这样被控制的面广，且 各种控制都需按严格的步骤和严密的闭锁来进行， 要术采用最优的操作途径，达到最短的操作时间。 １．４监控系统监视的■多 由于机组的控制逻辑复杂，监控的面广，所以监 视量也多。天荒坪抽水蓄能电站采用计算机监控系 统来监控机组的开停机和工况转换。 ２黑启动功能 根据抽水蓄能电站运行方式和特点，天荒坪抽 水蓄能电站在设计时充分考虑了电站在系统中的作 用，天荒坪电站的１号和４号机组具备黑启动功能。 关于天荒坪电站的黑启动功能，在Ｙ２Ｋ问题的 应急规程中有以下要求和操作规定：１）做好柴油发 电机启动试验，当发生全厂停电时，保证柴油发电机 可以正常启动；２）做好厂用电备自投装置的自动切 换试验，检查厂用电系统处于远方自动控制状态；３） 检查机组的控制程序和控制盘各仪器仪表正常；４） 检查机组励磁系统控制盘各仪器仪表正常等。 ３影响运行方式的其它因素 ３．１ 电气主接线的设计对电站运行的影响 天荒坪电站共有六台机组，５００ｋＶ电气主接线 采用不完全单母双分段的接线方式（见图１），并通 过两条输电线路输送到瓶窑变电站。从设计上来说， 对二单元（３、４号机组）的进线可以节省一只开关， 并且只采用一只隔离闸刀操作即可。但从运行来说， 则受到了一些限制： １）当两条输电线路有一条固故退出运行时，六 台机组满负荷运行，则线路的输电功率将受到限制；
抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的区别
抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的区别
抽水蓄能电站的运行方式与常规水电机组的区别主要在于其具有"蓄能"和"抽水"两个特点。
1. 发电功能：
抽水蓄能电站通过抽水将水从下游的水库里泵到上游的蓄水池中，待需要发电时再将水从上游的蓄水池中释放，利用释放的水流旋转涡轮发电机来发电，发电的过程与常规水电机组相同。
2. 调峰功能：
由于抽水蓄能电站具有蓄能的特点，可以在高峰期将储存在蓄水池中的水释放调峰供电，从而为电力系统提供稳定的电力输出。
3. 调频功能：
抽水蓄能电站可以通过调节涡轮发电机的转速，改变输出电力的频率，从而对电力系统的频率进行调节。
4. 调相功能：
抽水蓄能电站还可以通过改变发电机的功率因数，实现对电力负荷的调整，从而保证电力系统的稳定性。
5. 黑启动功能：
抽水蓄能电站可以在电力系统突然发生断电的情况下，利用其自身蓄能的优势，快速启动发电机，为电力系统提供紧急备用电力。
6. 事故备用功能：
抽水蓄能电站可以作为电力系统的备用电源，在电力系统发生故障或断电等情况下，为电力系统提供紧急备用电力。
7. 运行发电效益分析：
相比常规水电机组，抽水蓄能电站可以灵活利用低谷电来实现储能发电，因此具有更高的发电效率和经济性。当电力市场价格高时，抽水蓄能电站也能获得更高的经济收益。
8. 项目建设位置的分析：
抽水蓄能电站适合建设在两个高差较大、且中间可以搭建引水隧道、管道或输水管等输水系统的地方。同时需要考虑水资源充足、土地条件符合、地形条件适宜等因素。
9. 投资收益分析：
虽然抽水蓄能电站的建设、运营成本相对较高，但其具有越来越受青睐的"储能+互联网"模式，与电力市场的实时电价等因素相结合，其投资收益还是很大的。
10. 全生命周期分析：
抽水蓄能电站的建设、运营、维护、拆除等各个阶段均需要进行全生命周期分析，以了解其环境影响、经济效益、社会效益等各个方面的问题，从而更好地实现电力的可持续发展。