涨知识 电力系统与抽水蓄能原理
发布时间: 2023-11-09 04:59:49 作者：叶轮类
目前抽水蓄能电站使用的水轮机是双向可逆的，即可作为水轮机使用也可作为水泵使用，又称之为水泵水轮机；抽水蓄能电站的电机也是双向运转的，既可当作发电机又可当作电动机使用，称之为电动发电机。上水库的水流向下水库时推动水泵水轮机旋转，带动电动发电机发电向电网输电；使用电网的电驱动电动发电机旋转，带动水泵水轮机把下水库的水泵到上水库。
抽水蓄能电站把下水库的水泵到上水库，消耗了电能，到上水库的水具有了势能，储存在上水库的水相当于储存了电能，上水库的水向下流时推动水轮发电机组发电就是释放电能。抽水蓄能电站的双向运转、停机切换速度相当快（数十秒就可以完成），而且一个抽水蓄能电站往往有几台机组，通过切换可实现从较小容量到满容量的选择。
图3是抽水蓄能电站双向工作示意图，在白天和前半夜，电网处于用电高峰，上水库放水，可逆式机组切换为发电工况，水通过可逆式机组到下水库，将水的势能转化为电能，向电网输送，补充用电高峰时电力不足；到后半夜，电网处于用电低谷，将机组切换为抽水机工况，利用电网中多余的电能，将下水库的水抽向上水库。
图4是抽水蓄能电站一个理想的日运行图，横虚线下方为火电、核电等电厂的发电量，在用电低谷时（蓝色部分）把电网中多余的电能转化为水的势能储存在上水库中，相当于储存电网中多余的电能；到用电高峰，上水库放水，将水的势能通过发电机转化为电能，向电网输送（红色部分）。水库中的水多次使用，与两机组一起，完成能量的多次转化，实现了对电网的调峰。
当然，抽水蓄能电站也有效率，一般来说只有75%的电量能被重新返回，即使这样也是合算的，因为它迅速灵活的调峰功能避免了火电机组的高煤耗运行与设备损耗，减少了环境污染，保障了电力供应。
抽水蓄能电站除了调峰功能外，它能对电力系统的负荷变化作出迅速反应，对电力系统的频率、相位也能起到非常好的调整作用。有了抽水蓄能电站可以使电网成为高质量、稳定的电网。
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