O armazenamento bombeado é a tecnologia mais utilizada e madura no armazenamento de energia em larga escala, e a capacidade instalada das usinas pode chegar a gigawatts.Atualmente, o armazenamento de energia instalado mais maduro e maior do mundo é o hidrelétrica bombeada.
A tecnologia de armazenamento bombeado é madura e estável, com altos benefícios abrangentes, e é frequentemente usada para regulação de pico e backup.O armazenamento bombeado é a tecnologia mais utilizada e madura no armazenamento de energia em larga escala, e a capacidade instalada das usinas pode chegar a gigawatts.
De acordo com as estatísticas incompletas do Comitê Profissional de Armazenamento de Energia da Associação de Pesquisa Energética da China, a hidrelétrica bombeada é atualmente o armazenamento de energia instalado mais maduro e maior do mundo.Em 2019, a capacidade operacional de armazenamento de energia do mundo atingiu 180 milhões de quilowatts, e a capacidade instalada de armazenamento de energia bombeada ultrapassou 170 milhões de quilowatts, representando 94% do armazenamento total de energia do mundo.
As usinas reversíveis usam a eletricidade gerada durante o período de baixa carga do sistema de energia para bombear água para um local alto para armazenamento e liberar água para gerar eletricidade durante os períodos de pico de carga.Quando a carga é baixa, a central de armazenamento bombeado é o usuário;quando a carga é de pico, é a usina.
A unidade de armazenamento bombeado tem duas funções básicas: bombear água e gerar eletricidade.A unidade funciona como uma turbina hidráulica quando a carga do sistema de energia está em seu pico.A abertura da palheta guia da turbina hidráulica é ajustada através do sistema regulador, e a energia potencial da água é convertida em energia mecânica de rotação da unidade, e então a energia mecânica é convertida em energia elétrica através do gerador;
Quando a carga do sistema de energia é baixa, a bomba d'água é usada para bombear água do reservatório inferior para o reservatório superior.Através do ajuste automático do sistema regulador, a abertura da palheta guia é ajustada automaticamente de acordo com a elevação da bomba, e a energia elétrica é convertida em energia potencial da água e armazenada..
As usinas de armazenamento bombeado são as principais responsáveis pela regulação de pico, regulação de frequência, backup de emergência e partida preta do sistema de energia, o que pode melhorar e equilibrar a carga do sistema de energia, melhorar a qualidade da fonte de alimentação e os benefícios econômicos do sistema de energia e são a espinha dorsal para garantir a operação segura, econômica e estável da rede elétrica..As usinas reversíveis são conhecidas como “estabilizadores”, “reguladores” e “balanceadores” na operação segura das redes elétricas.
A tendência de desenvolvimento das usinas reversíveis do mundo é de alta cabeça, grande capacidade e alta velocidade.Cabeça alta significa que a unidade desenvolve uma cabeça mais alta, grande capacidade significa que a capacidade de uma única unidade está aumentando continuamente e alta velocidade significa que a unidade adota uma velocidade específica mais alta.
Estrutura e características da estação de energia
Os principais edifícios da usina de armazenamento bombeado geralmente incluem: reservatório superior, reservatório inferior, sistema de distribuição de água, oficina e outros edifícios especiais.Em comparação com as usinas hidrelétricas convencionais, as estruturas hidráulicas das usinas reversíveis têm as seguintes características principais:
Existem reservatórios superiores e inferiores.Em comparação com as usinas hidrelétricas convencionais com a mesma capacidade instalada, a capacidade do reservatório das usinas reversíveis é geralmente relativamente pequena.
O nível da água do reservatório flutua muito e sobe e desce com frequência.Para realizar a tarefa de corte de pico e preenchimento de vale na rede elétrica, a variação diária do nível de água do reservatório da usina de armazenamento bombeado geralmente é relativamente grande, geralmente superior a 10-20 metros, e algumas usinas chegam a 30- 40 metros, e a taxa de mudança do nível de água do reservatório é relativamente rápida, geralmente atingindo 5 ~ 8 m/h, e até 8 ~ 10 m/h.
Os requisitos de prevenção de infiltração do reservatório são altos.Se a usina reversível pura causar uma grande perda de água devido à infiltração do reservatório superior, a geração de energia da usina será reduzida.Ao mesmo tempo, a fim de evitar que a infiltração de água deteriore as condições hidrogeológicas na área do projeto, resultando em danos por infiltração e infiltração concentrada, exigências mais altas também são colocadas na prevenção de infiltração do reservatório.
A cabeça da água é alta.A altura da central de armazenamento bombeado é geralmente alta, principalmente 200-800 metros.A usina hidrelétrica reversível de Jixi, com capacidade total instalada de 1,8 milhão de quilowatts, é o primeiro projeto de seção de cabeça de 650 metros do meu país, e a usina hidrelétrica reversível de Dunhua, com capacidade total instalada de 1,4 milhão de quilowatts, é a primeira de 700 quilowatts do meu país. projeto da seção da cabeça do medidor.Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de armazenamento bombeado, o número de centrais elétricas de alta capacidade e alta capacidade em meu país aumentará.
A unidade é instalada em uma elevação baixa.A fim de superar a influência da flutuabilidade e infiltração na casa de força, as usinas reversíveis de grande escala construídas em casa e no exterior nos últimos anos adotam principalmente a forma de casas de força subterrâneas.
A primeira usina hidrelétrica reversível do mundo é a usina hidrelétrica reversível Netra em Zurique, Suíça, construída em 1882. A construção de usinas hidrelétricas reversíveis na China começou relativamente tarde.A primeira unidade reversível de fluxo oblíquo foi instalada no reservatório de Gangnan em 1968. Mais tarde, com o rápido desenvolvimento da indústria nacional de energia, a capacidade instalada de energia nuclear e térmica aumentou rapidamente, exigindo que o sistema de energia fosse equipado com unidades de armazenamento bombeado correspondentes .
Desde a década de 1980, a China começou a construir vigorosamente usinas hidrelétricas reversíveis em grande escala.Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da economia e da indústria de energia do meu país, meu país alcançou realizações científicas e tecnológicas frutíferas na autonomia do equipamento de unidades de armazenamento bombeado de grande escala.
Até o final de 2020, a capacidade instalada de geração de energia reversível do meu país era de 31,49 milhões de quilowatts, um aumento de 4,0% em relação ao ano anterior.Em 2020, a capacidade nacional de geração de energia reversível foi de 33,5 bilhões de kWh, um aumento de 5,0% em relação ao ano anterior;a capacidade de geração de energia reversível recém-adicionada do país foi de 1,2 milhão de kWh.as usinas reversíveis do meu país, tanto em produção quanto em construção, estão em primeiro lugar no mundo.
A State Grid Corporation da China sempre atribuiu grande importância ao desenvolvimento do armazenamento bombeado.Atualmente, a State Grid possui 22 usinas reversíveis em operação e 30 usinas reversíveis em construção.
Em 2016, começou a construção de cinco usinas reversíveis em Zhen'an, Shaanxi, Jurong, Jiangsu, Qingyuan, Liaoning, Xiamen, Fujian e Fukang, Xinjiang;
Em 2017, começou a construção de seis usinas de armazenamento bombeado no condado de Yi de Hebei, Zhirui da Mongólia Interior, Ninghai de Zhejiang, Jinyun de Zhejiang, Luoning de Henan e Pingjiang de Hunan;
Em 2019, iniciou-se a construção de cinco usinas hidrelétricas reversíveis em Funing em Hebei, Jiaohe em Jilin, Qujiang em Zhejiang, Weifang em Shandong e Hami em Xinjiang;
Em 2020, quatro usinas hidrelétricas reversíveis em Shanxi Yuanqu, Shanxi Hunyuan, Zhejiang Pan'an e Shandong Tai'an Fase II começarão a ser construídas.
a primeira central reversível do meu país com equipamento de unidade totalmente autónoma.Em outubro de 2011, a usina foi concluída com sucesso, indicando que meu país dominou com sucesso a tecnologia central de desenvolvimento de equipamentos de unidades de armazenamento bombeado.
Em abril de 2013, a Usina de Armazenamento Bombeado Fujian Xianyou foi oficialmente colocada em operação para geração de energia;em abril de 2016, a Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Zhejiang Xianju, com capacidade unitária de 375.000 quilowatts, foi conectada com sucesso à rede.O equipamento autônomo de unidades de armazenamento bombeado de grande escala em meu país foi popularizado e aplicado continuamente.
primeira usina hidrelétrica reversível de 700 metros do meu país.A capacidade total instalada é de 1,4 milhão de quilowatts.Em 4 de junho de 2021, a Unidade 1 entrou em operação para geração de energia elétrica.
A usina reversível com maior capacidade instalada do mundo está em construção.A capacidade total instalada é de 3,6 milhões de quilowatts.
O armazenamento bombeado tem as características de básico, abrangente e público.Ele pode participar dos serviços de regulação dos novos links de fonte, rede, carga e armazenamento do sistema de energia, e os benefícios abrangentes são mais significativos.Ele carrega o estabilizador de fonte de alimentação segura do sistema de energia, balanceador de baixo carbono limpo e alta eficiência Função importante do regulador em execução.
A primeira é lidar efetivamente com a falta de capacidade de reserva confiável do sistema de energia sob a penetração de alta proporção de energia nova.Com a vantagem da regulação de pico de dupla capacidade, podemos melhorar a capacidade de regulação de pico de grande capacidade do sistema de energia e aliviar o problema de fornecimento de carga de pico causado pela instabilidade da nova energia e a carga de pico causada pela calha.As dificuldades de consumo causadas pelo desenvolvimento em larga escala de novas energias durante o período podem promover melhor o consumo de novas energias.
A segunda é lidar efetivamente com a incompatibilidade entre as características de saída da nova energia e a demanda de carga, contando com a capacidade de ajuste flexível de resposta rápida, para melhor se adaptar à aleatoriedade e volatilidade da nova energia e atender à demanda de ajuste flexível trazida pela nova energia “dependendo do clima”.
A terceira é lidar efetivamente com o momento de inércia insuficiente do novo sistema de energia de alta proporção.Com a vantagem do alto momento de inércia do gerador síncrono, ele pode efetivamente aumentar a capacidade anti-perturbação do sistema e manter a estabilidade da frequência do sistema.
A quarta é lidar efetivamente com o potencial impacto de segurança do formulário “double-high” no novo sistema de energia, assumir a função de backup de emergência e responder a necessidades de ajuste repentino a qualquer momento com recursos de partida e parada rápidas e aceleração de potência rápida .Ao mesmo tempo, como carga interrompível, pode remover com segurança a carga nominal da unidade de bombeamento com resposta em milissegundos e melhorar a operação segura e estável do sistema.
A quinta é lidar efetivamente com os altos custos de ajuste trazidos pela nova conexão à rede de energia em grande escala.Através de métodos de operação razoáveis, combinados com energia térmica para reduzir o carbono e aumentar a eficiência, reduzir o abandono do vento e da luz, promover a alocação de capacidade e melhorar a economia geral e a operação limpa de todo o sistema.
Fortalecer a otimização e integração dos recursos de infraestrutura, coordenar a segurança, qualidade e gestão do progresso de 30 projetos em construção, promover vigorosamente a construção mecanizada, controle inteligente e construção padronizada, otimizar o período de construção e garantir que a capacidade de armazenamento bombeado ultrapasse 20 milhões durante o período do “14º Plano Quinquenal”.quilowatts, e a capacidade operacional instalada excederá 70 milhões de quilowatts até 2030.
A segunda é trabalhar duro no gerenciamento lean.Fortalecimento da orientação de planejamento, centrado na meta “dual carbono” e na implementação da estratégia da empresa, preparação de alta qualidade do plano de desenvolvimento “14º Quinquenal” para armazenamento bombeado.Otimize cientificamente os procedimentos preliminares de trabalho do projeto e avance no estudo de viabilidade e aprovação do projeto de maneira ordenada.Com foco na segurança, qualidade, prazo de construção e custo, promova vigorosamente o gerenciamento e controle inteligente, a construção mecanizada e a construção verde da construção de engenharia para garantir que os projetos em construção possam obter benefícios o mais rápido possível.
Aprofundar o gerenciamento do ciclo de vida dos equipamentos, aprofundar a pesquisa sobre o serviço de rede elétrica das unidades, otimizar a estratégia de operação das unidades e atender plenamente à operação segura e estável da rede elétrica.Aprofundar a gestão enxuta multidimensional, acelerar a construção de uma moderna cadeia de suprimentos inteligente, melhorar o sistema de gerenciamento de materiais, alocar cientificamente capital, recursos, tecnologia, dados e outros fatores de produção, melhorar vigorosamente a qualidade e a eficiência e melhorar de forma abrangente a eficiência da gestão e Operando eficientemente.
A terceira é buscar avanços na inovação tecnológica.Implementação aprofundada do “Plano de Ação New Leap Forward” para inovação científica e tecnológica, aumentar o investimento em pesquisa científica e melhorar a capacidade de inovação independente.Aumentar a aplicação da tecnologia de unidades de velocidade variável, fortalecer a pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de unidades de grande capacidade de 400 megawatts, acelerar a construção de laboratórios de modelos de turbina-bomba e laboratórios de simulação e fazer todos os esforços para construir uma inovação científica e tecnológica independente plataforma.
Otimize o layout da pesquisa científica e a alocação de recursos, fortaleça a pesquisa sobre a tecnologia central de armazenamento bombeado e se esforce para superar o problema técnico do “pescoço preso”.Aprofundar a pesquisa sobre a aplicação de novas tecnologias, como a “Big Cloud IoT Smart Chain”, implantar de forma abrangente a construção de centrais elétricas inteligentes digitais e acelerar a transformação digital das empresas.
Hora da postagem: Mar-07-2022
