El almacenamiento por bombeo es la tecnología más utilizada y madura en el almacenamiento de energía a gran escala, y la capacidad instalada de las centrales eléctricas puede alcanzar los gigavatios.En la actualidad, el almacenamiento de energía instalado más maduro y más grande del mundo es el hidroeléctrico por bombeo.
La tecnología de almacenamiento por bombeo es madura y estable, con grandes beneficios integrales y, a menudo, se usa para la regulación y el respaldo de picos.El almacenamiento por bombeo es la tecnología más utilizada y madura en el almacenamiento de energía a gran escala, y la capacidad instalada de las centrales eléctricas puede alcanzar los gigavatios.
Según las estadísticas incompletas del Comité Profesional de Almacenamiento de Energía de la Asociación de Investigación de Energía de China, la energía hidroeléctrica bombeada es actualmente el almacenamiento de energía instalado más maduro y más grande del mundo.A partir de 2019, la capacidad de almacenamiento de energía operativa del mundo alcanzó los 180 millones de kilovatios, y la capacidad instalada de almacenamiento de energía bombeada superó los 170 millones de kilovatios, lo que representa el 94 % del almacenamiento de energía total del mundo.
Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo utilizan la electricidad generada durante el período de baja carga del sistema de energía para bombear agua a un lugar alto para su almacenamiento y liberan agua para generar electricidad durante los períodos de carga máxima.Cuando la carga es baja, la central de almacenamiento por bombeo es el usuario;cuando la carga es pico, es la planta de energía.
La unidad de almacenamiento por bombeo tiene dos funciones básicas: bombear agua y generar electricidad.La unidad funciona como una turbina de agua cuando la carga del sistema de energía está en su punto máximo.La apertura de la paleta guía de la turbina de agua se ajusta a través del sistema del gobernador, y la energía potencial del agua se convierte en la energía mecánica de la rotación de la unidad, y luego la energía mecánica se convierte en energía eléctrica a través del generador;
Cuando la carga del sistema de energía es baja, la bomba de agua se usa para bombear agua desde el depósito inferior al depósito superior.A través del ajuste automático del sistema del gobernador, la apertura de la paleta guía se ajusta automáticamente de acuerdo con la elevación de la bomba, y la energía eléctrica se convierte en energía potencial de agua y se almacena..
Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo son principalmente responsables de la regulación de picos, la regulación de frecuencia, el respaldo de emergencia y el arranque en negro del sistema de energía, lo que puede mejorar y equilibrar la carga del sistema de energía, mejorar la calidad del suministro de energía y los beneficios económicos del sistema de energía, y son la columna vertebral para garantizar el funcionamiento seguro, económico y estable de la red eléctrica..Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo se conocen como "estabilizadores", "reguladores" y "equilibradores" en la operación segura de las redes eléctricas.
La tendencia de desarrollo de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo del mundo es alta cabeza, gran capacidad y alta velocidad.Cabeza alta significa que la unidad se desarrolla a una cabeza más alta, gran capacidad significa que la capacidad de una sola unidad aumenta continuamente y alta velocidad significa que la unidad adopta una velocidad específica más alta.
Estructura y características de la central
Los edificios principales de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo generalmente incluyen: depósito superior, depósito inferior, sistema de suministro de agua, taller y otros edificios especiales.En comparación con las centrales hidroeléctricas convencionales, las estructuras hidráulicas de las centrales de almacenamiento por bombeo tienen las siguientes características principales:
Hay depósitos superiores e inferiores.En comparación con las centrales hidroeléctricas convencionales con la misma capacidad instalada, la capacidad del embalse de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo suele ser relativamente pequeña.
El nivel del agua del embalse fluctúa mucho y sube y baja con frecuencia.Para llevar a cabo la tarea de reducción de picos y llenado de valles en la red eléctrica, la variación diaria del nivel del agua del depósito de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo suele ser relativamente grande, por lo general supera los 10-20 metros, y algunas centrales eléctricas alcanzan los 30-20 metros. 40 metros, y la tasa de cambio del nivel del agua del depósito es relativamente rápida, alcanzando generalmente 5 ~ 8 m/h, e incluso 8 ~ 10 m/h.
Los requisitos de prevención de filtraciones del embalse son altos.Si la central eléctrica de almacenamiento por bombeo puro provoca una gran pérdida de agua debido a la filtración del depósito superior, se reducirá la generación de energía de la central eléctrica.Al mismo tiempo, para evitar que la filtración de agua deteriore las condiciones hidrogeológicas en el área del proyecto y provoque daños por filtración y filtración concentrada, también se imponen mayores requisitos a la prevención de la filtración del embalse.
La altura del agua es alta.La cabeza de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo es generalmente alta, en su mayoría de 200 a 800 metros.La central eléctrica de almacenamiento por bombeo de Jixi, con una capacidad instalada total de 1,8 millones de kilovatios, es el primer proyecto de sección de cabecera de 650 metros de mi país, y la central eléctrica de almacenamiento por bombeo de Dunhua, con una capacidad instalada total de 1,4 millones de kilovatios, es el primer proyecto de 700 metros de mi país. Proyecto de sección de cabecera de metro.Con el desarrollo continuo de la tecnología de almacenamiento por bombeo, aumentará la cantidad de centrales eléctricas de gran capacidad y gran altura en mi país.
La unidad está instalada a baja altura.Para superar la influencia de la flotabilidad y la filtración en la central eléctrica, las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo a gran escala construidas en el país y en el extranjero en los últimos años adoptan principalmente la forma de centrales eléctricas subterráneas.
La central eléctrica de almacenamiento por bombeo más antigua del mundo es la central eléctrica de almacenamiento por bombeo de Netra en Zúrich, Suiza, construida en 1882. La construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en China comenzó relativamente tarde.La primera unidad reversible de flujo oblicuo se instaló en el embalse de Gangnan en 1968. Posteriormente, con el rápido desarrollo de la industria energética nacional, la capacidad instalada de energía nuclear y térmica aumentó rápidamente, lo que requirió que el sistema de energía estuviera equipado con las unidades de almacenamiento por bombeo correspondientes. .
Desde la década de 1980, China ha comenzado a construir vigorosamente centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo a gran escala.En los últimos años, con el rápido desarrollo de la economía y la industria energética de mi país, mi país ha logrado fructíferos logros científicos y tecnológicos en la autonomía del equipo de unidades de almacenamiento por bombeo a gran escala.
A fines de 2020, la capacidad instalada de generación de energía de almacenamiento por bombeo de mi país era de 31,49 millones de kilovatios, un aumento del 4,0% con respecto al año anterior.En 2020, la capacidad nacional de generación de energía con almacenamiento por bombeo fue de 33 500 millones de kWh, un aumento del 5,0 % con respecto al año anterior;la capacidad de generación de energía de almacenamiento por bombeo recientemente agregada del país fue de 1,2 millones de kWh.Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo de mi país, tanto en producción como en construcción, ocupan el primer lugar en el mundo.
State Grid Corporation of China siempre ha otorgado gran importancia al desarrollo del almacenamiento por bombeo.En la actualidad, State Grid tiene 22 centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en funcionamiento y 30 centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en construcción.
En 2016, comenzó la construcción de cinco centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian y Fukang, Xinjiang;
En 2017, comenzó la construcción de seis centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en el condado de Yi de Hebei, Zhirui de Mongolia Interior, Ninghai de Zhejiang, Jinyun de Zhejiang, Luoning de Henan y Pingjiang de Hunan;
En 2019, comenzó la construcción de cinco centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en Funing en Hebei, Jiaohe en Jilin, Qujiang en Zhejiang, Weifang en Shandong y Hami en Xinjiang;
En 2020, comenzarán a construirse cuatro centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an y Shandong Tai'an Fase II.
la primera central de almacenamiento por bombeo de mi país con equipos unitarios totalmente autónomos.En octubre de 2011, la central eléctrica se completó con éxito, lo que indica que mi país ha dominado con éxito la tecnología central del desarrollo de equipos de unidades de almacenamiento por bombeo.
En abril de 2013, la central eléctrica de almacenamiento por bombeo de Fujian Xianyou se puso oficialmente en funcionamiento para la generación de energía;En abril de 2016, la central eléctrica de almacenamiento por bombeo de Zhejiang Xianju, con una capacidad unitaria de 375 000 kilovatios, se conectó con éxito a la red.El equipo autónomo de unidades de almacenamiento por bombeo a gran escala en mi país se ha popularizado y aplicado continuamente.
la primera central eléctrica de almacenamiento por bombeo de 700 metros de altura de mi país.La capacidad instalada total es de 1,4 millones de kilovatios.El 4 de junio de 2021 se puso en funcionamiento la Unidad 1 para generar energía eléctrica.
Actualmente se encuentra en construcción la central termoacumuladora con mayor capacidad instalada del mundo.La capacidad instalada total es de 3,6 millones de kilovatios.
El almacenamiento por bombeo tiene las características de básico, integral y público.Puede participar en los servicios de regulación de los nuevos enlaces de fuente, red, carga y almacenamiento del sistema de energía, y los beneficios integrales son más significativos.Lleva el estabilizador de suministro de energía seguro del sistema de energía, el equilibrador limpio bajo en carbono y la función importante de alta eficiencia del regulador de funcionamiento.
El primero es abordar de manera efectiva la falta de capacidad de reserva confiable del sistema eléctrico bajo la penetración de una alta proporción de energía nueva.Con la ventaja de la regulación máxima de capacidad doble, podemos mejorar la capacidad de regulación máxima de gran capacidad del sistema de energía y aliviar el problema de suministro de carga máxima causado por la inestabilidad de la nueva energía y la carga máxima causada por la depresión.Las dificultades de consumo causadas por el desarrollo a gran escala de nuevas energías durante el período pueden promover mejor el consumo de nuevas energías.
El segundo es lidiar de manera efectiva con el desajuste entre las características de salida de la nueva energía y la demanda de carga, confiando en la capacidad de ajuste flexible de respuesta rápida, para adaptarse mejor a la aleatoriedad y volatilidad de la nueva energía y para satisfacer la demanda de ajuste flexible. traído por nueva energía “dependiendo del clima”.
El tercero es lidiar de manera efectiva con el momento de inercia insuficiente del nuevo sistema de energía de alta proporción.Con la ventaja del alto momento de inercia del generador síncrono, puede mejorar efectivamente la capacidad antiperturbaciones del sistema y mantener la estabilidad de frecuencia del sistema.
El cuarto es lidiar de manera efectiva con el impacto de seguridad potencial de la forma de "doble altura" en el nuevo sistema de energía, asumir la función de respaldo de emergencia y responder a las necesidades de ajuste repentinos en cualquier momento con capacidades rápidas de arranque y parada y rampa de potencia rápida. .Al mismo tiempo, como carga interrumpible, puede eliminar de manera segura la carga nominal de la unidad de bombeo con una respuesta de milisegundos y mejorar la operación segura y estable del sistema.
El quinto es hacer frente de manera efectiva a los altos costos de ajuste que trae la nueva conexión a la red de energía a gran escala.A través de métodos de operación razonables, combinados con energía térmica para reducir el carbono y aumentar la eficiencia, reducir el abandono del viento y la luz, promover la asignación de capacidad y mejorar la economía general y la operación limpia de todo el sistema.
Fortalecer la optimización e integración de los recursos de infraestructura, coordinar la gestión de seguridad, calidad y progreso de 30 proyectos en construcción, promover vigorosamente la construcción mecanizada, el control inteligente y la construcción estandarizada, optimizar el período de construcción y garantizar que la capacidad de almacenamiento bombeado supere los 20 millones durante el período del “14° Plan Quinquenal”.kilovatios, y la capacidad instalada operativa superará los 70 millones de kilovatios para 2030.
El segundo es trabajar duro en la gestión ajustada.Fortalecimiento de la guía de planificación, centrada en la meta de “carbono dual” y la implementación de la estrategia de la empresa, elaboración de alta calidad del plan de desarrollo “14° quinquenal” para el almacenamiento por bombeo.Optimizar científicamente los procedimientos de trabajo preliminares del proyecto, y avanzar en el estudio de factibilidad y aprobación del proyecto de manera ordenada.Centrándose en la seguridad, la calidad, el período de construcción y el costo, promueva enérgicamente la gestión y el control inteligentes, la construcción mecanizada y la construcción ecológica de la construcción de ingeniería para garantizar que los proyectos en construcción puedan lograr beneficios lo antes posible.
Profundice la gestión del ciclo de vida de los equipos, profundice la investigación sobre el servicio de la red eléctrica de las unidades, optimice la estrategia de operación de las unidades y sirva completamente la operación segura y estable de la red eléctrica.Profundice la gestión esbelta multidimensional, acelere la construcción de una cadena de suministro inteligente moderna, mejore el sistema de gestión de materiales, asigne científicamente capital, recursos, tecnología, datos y otros factores de producción, mejore vigorosamente la calidad y la eficiencia, y mejore integralmente la eficiencia de gestión y eficiencia operativa.
El tercero es buscar avances en la innovación tecnológica.Implementación profunda del "Plan de acción New Leap Forward" para la innovación científica y tecnológica, aumentar la inversión en investigación científica y mejorar la capacidad de innovación independiente.Aumentar la aplicación de tecnología de unidades de velocidad variable, fortalecer la investigación y el desarrollo de tecnología de unidades de gran capacidad de 400 megavatios, acelerar la construcción de laboratorios de modelos de turbinas de bombas y laboratorios de simulación, y hacer todo lo posible para construir una innovación científica y tecnológica independiente plataforma.
Optimice el diseño de la investigación científica y la asignación de recursos, fortalezca la investigación sobre la tecnología central del almacenamiento por bombeo y esfuércese por superar el problema técnico del "cuello atascado".Profundizar la investigación sobre la aplicación de nuevas tecnologías como la "Cadena inteligente Big Cloud IoT", implementar de manera integral la construcción de centrales eléctricas inteligentes digitales y acelerar la transformación digital de las empresas.
Hora de publicación: 07-mar-2022
