โครงสร้างและลักษณะของสถานีไฟฟ้ากำลังเก็บแบบสูบและวิธีการก่อสร้างสถานีไฟฟ้า

การจัดเก็บแบบปั๊มเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและครบถ้วนที่สุดในการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ และความจุที่ติดตั้งของสถานีไฟฟ้าสามารถเข้าถึงได้ถึงกิกะวัตต์ในปัจจุบัน แหล่งเก็บพลังงานติดตั้งที่เติบโตเต็มที่และใหญ่ที่สุดในโลกคือสูบน้ำ
เทคโนโลยีการจัดเก็บแบบปั๊มนั้นมีความสมบูรณ์และเสถียร พร้อมคุณประโยชน์ที่ครอบคลุมในระดับสูง และมักใช้สำหรับการควบคุมระดับสูงสุดและการสำรองข้อมูลการจัดเก็บแบบปั๊มเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและครบถ้วนที่สุดในการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ และความจุที่ติดตั้งของสถานีไฟฟ้าสามารถเข้าถึงได้ถึงกิกะวัตต์

ตามสถิติที่ไม่สมบูรณ์ของคณะกรรมการมืออาชีพด้านการจัดเก็บพลังงานของสมาคมวิจัยพลังงานแห่งประเทศจีน พลังงานน้ำที่สูบแล้วในปัจจุบันเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานที่ติดตั้งที่ครบกำหนดและใหญ่ที่สุดในโลกณ ปี 2019 ความสามารถในการกักเก็บพลังงานที่ใช้ในการดำเนินงานของโลกอยู่ที่ 180 ล้านกิโลวัตต์ และกำลังการผลิตติดตั้งของพลังงานกักเก็บที่สูบแล้วเกิน 170 ล้านกิโลวัตต์ คิดเป็น 94% ของการจัดเก็บพลังงานทั้งหมดของโลก
โรงไฟฟ้​​าแบบสูบ-จัดเก็บใช้ไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในช่วงที่มีภาระต่ำของระบบไฟฟ้าเพื่อสูบน้ำไปยังที่สูงเพื่อจัดเก็บ และปล่อยน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าในช่วงที่มีภาระสูงสุดเมื่อโหลดต่ำ สถานีพลังงานจัดเก็บแบบสูบจะเป็นผู้ใช้เมื่อโหลดสูงสุดก็จะเป็นโรงไฟฟ้า
หน่วยจัดเก็บแบบสูบมีฟังก์ชันพื้นฐานสองประการ: สูบน้ำและผลิตไฟฟ้าหน่วยทำงานเป็นกังหันน้ำเมื่อโหลดของระบบไฟฟ้าอยู่ที่จุดสูงสุดการเปิดใบพัดนำของกังหันน้ำจะถูกปรับผ่านระบบของผู้ว่าการ และพลังงานศักย์ของน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลของการหมุนหน่วย จากนั้นพลังงานกลจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านเครื่องกำเนิด
เมื่อโหลดของระบบไฟฟ้าต่ำ ปั๊มน้ำจะใช้สูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำล่างขึ้นสู่อ่างเก็บน้ำด้านบนด้วยการปรับอัตโนมัติของระบบผู้ว่าการ ช่องเปิดของรางนำทางจะถูกปรับโดยอัตโนมัติตามการยกของปั๊ม และพลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานศักย์ของน้ำและเก็บไว้.

ส่วนใหญ่รับผิดชอบในการควบคุมสูงสุด การควบคุมความถี่ การสำรองข้อมูลฉุกเฉินและการสตาร์ทของระบบไฟฟ้าในสีดำ ซึ่งสามารถปรับปรุงและปรับสมดุลโหลดของระบบไฟฟ้า ปรับปรุงคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของระบบไฟฟ้า และ เป็นแกนหลักในการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัย ประหยัด และเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า.โรงไฟฟ้าที่จัดเก็บแบบสูบน้ำเรียกว่า "สเตบิไลเซอร์" "ตัวควบคุม" และ "บาลานเซอร์" ในการทำงานอย่างปลอดภัยของโครงข่ายไฟฟ้า
แนวโน้มการพัฒนาของสถานีพลังงานจัดเก็บแบบสูบน้ำของโลกคือแบบหัวสูง ความจุขนาดใหญ่ และความเร็วสูงHigh head หมายถึงหน่วยพัฒนาไปสู่ระดับที่สูงขึ้น ความจุขนาดใหญ่หมายถึงความจุของหน่วยเดียวเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความเร็วสูงหมายความว่าหน่วยใช้ความเร็วเฉพาะที่สูงขึ้น

โครงสร้างและลักษณะของโรงไฟฟ้า
อาคารหลักของสถานีเก็บพลังงานแบบสูบน้ำโดยทั่วไปประกอบด้วย: อ่างเก็บน้ำด้านบน อ่างเก็บน้ำด้านล่าง ระบบส่งน้ำ การประชุมเชิงปฏิบัติการ และอาคารพิเศษอื่นๆเมื่อเทียบกับสถานีไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไป โครงสร้างไฮดรอลิกของสถานีจัดเก็บแบบสูบน้ำมีลักษณะสำคัญดังต่อไปนี้:
มีอ่างเก็บน้ำบนและล่างเมื่อเทียบกับสถานีไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไปที่มีกำลังการผลิตติดตั้งเท่ากัน ความจุอ่างเก็บน้ำของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำมักจะค่อนข้างเล็ก
ระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำผันผวนอย่างมากและเพิ่มขึ้นและลดลงบ่อยครั้งในการทำงานของการโกนสูงสุดและการเติมหุบเขาในโครงข่ายไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงรายวันของระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำของสถานีพลังงานจัดเก็บแบบสูบมักจะค่อนข้างใหญ่ โดยทั่วไปเกิน 10-20 เมตร และโรงไฟฟ้าบางแห่งถึง 30- 40 เมตร และอัตราการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำค่อนข้างเร็ว โดยทั่วไปจะสูงถึง 5 ~8m/h และแม้กระทั่ง 8~10m/h
ข้อกำหนดในการป้องกันการรั่วซึมของอ่างเก็บน้ำอยู่ในระดับสูงหากสถานีจัดเก็บไฟฟ้าแบบสูบบริสุทธิ์ทำให้เกิดการสูญเสียน้ำจำนวนมากเนื่องจากการรั่วซึมของอ่างเก็บน้ำด้านบน การผลิตไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าจะลดลงในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำไหลซึมจากสภาพอุทกธรณีวิทยาที่เสื่อมโทรมลงในพื้นที่โครงการ ส่งผลให้เกิดความเสียหายจากการรั่วซึมและการซึมที่เข้มข้น ความต้องการที่สูงขึ้นก็ถูกวางไว้ในการป้องกันการไหลซึมของอ่างเก็บน้ำ
หัวน้ำอยู่สูงส่วนหัวของปั๊มเก็บพลังงานโดยทั่วไปสูง ส่วนใหญ่ 200-800 เมตรโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำของ Jixi ที่มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 1.8 ล้านกิโลวัตต์เป็นโครงการส่วนหัว 650 เมตรแรกในประเทศของฉัน และโรงไฟฟ้า Dunhua แบบสูบน้ำที่มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 1.4 ล้านกิโลวัตต์เป็น 700- แห่งแรกในประเทศของฉัน โครงการส่วนหัวของมิเตอร์ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการจัดเก็บแบบปั๊ม จำนวนโรงไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตสูงและมีกำลังการผลิตสูงในประเทศของฉันจะเพิ่มขึ้น
เครื่องถูกติดตั้งที่ระดับความสูงต่ำเพื่อที่จะเอาชนะอิทธิพลของการลอยตัวและการซึมของโรงไฟฟ้า โรงไฟฟ้าแบบสูบน้ำขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นในประเทศและต่างประเทศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาส่วนใหญ่ใช้รูปแบบของโรงไฟฟ้าใต้ดิน

โรงไฟฟ้าที่จัดเก็บแบบสูบน้ำที่เก่าที่สุดในโลกคือโรงไฟฟ้า Netra ที่เมืองซูริก ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2425 การก่อสร้างสถานีพลังงานจัดเก็บแบบสูบน้ำในจีนเริ่มดำเนินการค่อนข้างช้าหน่วยที่เปลี่ยนทิศทางได้เครื่องแรกได้รับการติดตั้งในอ่างเก็บน้ำ Gangnan ในปี 1968 ต่อมาด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานในประเทศ กำลังการผลิตติดตั้งของพลังงานนิวเคลียร์และพลังงานความร้อนจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้ระบบไฟฟ้าต้องติดตั้งหน่วยจัดเก็บแบบสูบน้ำที่สอดคล้องกัน .
ตั้งแต่ปี 1980 เป็นต้นมา จีนได้เริ่มสร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่แบบสูบน้ำแล้วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจและอุตสาหกรรมพลังงานในประเทศของฉัน ประเทศของฉันประสบความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ประสบความสำเร็จในด้านความเป็นอิสระของอุปกรณ์ของหน่วยจัดเก็บแบบสูบน้ำขนาดใหญ่
ภายในสิ้นปี 2020 กำลังการผลิตติดตั้งสำหรับการผลิตไฟฟ้าสำหรับการจัดเก็บแบบสูบในประเทศของฉันคือ 31.49 ล้านกิโลวัตต์ เพิ่มขึ้น 4.0% จากปีก่อนหน้าในปี 2020 กำลังการผลิตไฟฟ้าจากปั๊ม-จัดเก็บระดับประเทศอยู่ที่ 33.5 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง เพิ่มขึ้น 5.0% จากปีก่อนหน้ากำลังการผลิตไฟฟ้าแบบสูบ-เก็บที่เพิ่มใหม่ของประเทศคือ 1.2 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงโรงไฟฟ้าสำหรับการจัดเก็บแบบสูบน้ำในประเทศของฉันทั้งในด้านการผลิตและกำลังก่อสร้างอยู่ในอันดับที่ 1 ของโลก

State Grid Corporation of China ให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาระบบจัดเก็บข้อมูลแบบสูบน้ำปัจจุบัน สเตท กริด มีโรงสูบน้ำสำหรับการจัดเก็บที่ดำเนินการอยู่ 22 แห่ง และกำลังดำเนินการก่อสร้างสถานีไฟฟ้าสำหรับการจัดเก็บ 30 แห่ง
ในปีพ.ศ. 2559 การก่อสร้างสถานีสูบน้ำเก็บพลังงานห้าแห่งในเจิ้นอัน ส่านซี จูร่ง เจียงซู ชิงหยวน เหลียวหนิง เซียะเหมิน ฝูเจี้ยน และฟู่กัง ซินเจียงเริ่มต้นขึ้น
ในปีพ.ศ. 2560 การก่อสร้างสถานีสูบจ่ายไฟฟ้า 6 แห่งในเขต Yi ของเหอเป่ย์ Zhirui ของมองโกเลียใน Ninghai ของเจ้อเจียง Jinyun ของ Zhejiang Luoning ของเหอหนานและ Pingjiang ของ Hunan ได้เริ่มต้นขึ้น
ในปี 2019 การก่อสร้างโรงไฟฟ้าแบบสูบน้ำสำหรับการจัดเก็บ 5 แห่งใน Funing ในเหอเป่ย์, Jiaohe ใน Jilin, Qujiang ใน Zhejiang, Weifang ใน Shandong และ Hami ใน Xinjiang เริ่มต้นขึ้น
ในปี 2020 โรงไฟฟ้าสูบน้ำสี่แห่งในซานซี หยวนฉู ซานซี ฮั่นหยวน เจ้อเจียง ผานอัน และซานตง ไท่อัน ระยะที่ 2 จะเริ่มก่อสร้าง

โรงเก็บพลังงานแบบสูบน้ำแห่งแรกในประเทศของฉันที่มีอุปกรณ์หน่วยอิสระอย่างเต็มที่ในเดือนตุลาคม 2554 โรงไฟฟ้าสร้างเสร็จเรียบร้อยแล้ว แสดงให้เห็นว่าประเทศของฉันประสบความสำเร็จในการเรียนรู้เทคโนโลยีหลักของการพัฒนาอุปกรณ์หน่วยจัดเก็บแบบสูบน้ำได้สำเร็จ
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2556 Fujian Xianyou Pumped Storage Power Station ถูกนำไปใช้งานอย่างเป็นทางการสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าในเดือนเมษายน พ.ศ. 2559 เจ้อเจียง Xianju Pumped Storage Power Station ซึ่งมีกำลังการผลิต 375,000 กิโลวัตต์เชื่อมต่อกับกริดเรียบร้อยแล้วอุปกรณ์อัตโนมัติของหน่วยจัดเก็บแบบสูบน้ำขนาดใหญ่ในประเทศของฉันได้รับความนิยมและนำไปใช้อย่างต่อเนื่อง
โรงไฟฟ้าสำหรับการจัดเก็บแบบสูบน้ำขนาด 700 เมตรแห่งแรกในประเทศของฉันกำลังการผลิตติดตั้งรวม 1.4 ล้านกิโลวัตต์เมื่อวันที่ 4 มิถุนายน พ.ศ. 2564 หน่วยที่ 1 ได้ดำเนินการผลิตไฟฟ้าแล้ว
โรงไฟฟ้าสูบน้ำที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากที่สุดในโลกกำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างกำลังการผลิตติดตั้งรวม 3.6 ล้านกิโลวัตต์
การจัดเก็บแบบปั๊มมีลักษณะพื้นฐาน ครอบคลุม และสาธารณะมันสามารถมีส่วนร่วมในบริการควบคุมของแหล่งพลังงานใหม่ เครือข่าย ลิงค์โหลดและการจัดเก็บ และประโยชน์ที่ครอบคลุมมีความสำคัญมากขึ้นมีตัวกันโคลงของแหล่งจ่ายไฟที่ปลอดภัย บาลานเซอร์คาร์บอนต่ำที่สะอาด และประสิทธิภาพสูง หน้าที่สำคัญของตัวควบคุมการทำงาน
ประการแรกคือการจัดการกับการขาดความจุสำรองที่เชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพภายใต้การรุกของพลังงานใหม่ที่มีสัดส่วนสูงด้วยข้อได้เปรียบของการควบคุมจุดสูงสุดของความจุสองเท่า เราสามารถปรับปรุงความสามารถในการควบคุมสูงสุดของความจุขนาดใหญ่ของระบบไฟฟ้า และบรรเทาปัญหาการจ่ายโหลดสูงสุดที่เกิดจากความไม่แน่นอนของพลังงานใหม่และโหลดสูงสุดที่เกิดจากรางน้ำปัญหาการบริโภคที่เกิดจากการพัฒนาพลังงานใหม่ในปริมาณมากในช่วงเวลาดังกล่าวสามารถส่งเสริมการใช้พลังงานใหม่ได้ดีขึ้น
ประการที่สองคือการจัดการกับความไม่ตรงกันระหว่างลักษณะการส่งออกของพลังงานใหม่และความต้องการโหลดอย่างมีประสิทธิภาพ โดยอาศัยความสามารถในการปรับเปลี่ยนที่ยืดหยุ่นของการตอบสนองอย่างรวดเร็ว เพื่อปรับให้เข้ากับการสุ่มและความผันผวนของพลังงานใหม่ได้ดีขึ้น และเพื่อตอบสนองความต้องการการปรับที่ยืดหยุ่น โดยพลังงานใหม่ "ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ"
ประการที่สามคือการจัดการกับโมเมนต์ความเฉื่อยไม่เพียงพอของระบบพลังงานใหม่ที่มีสัดส่วนสูงอย่างมีประสิทธิภาพด้วยข้อได้เปรียบของโมเมนต์ความเฉื่อยสูงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส จึงสามารถเพิ่มความสามารถในการป้องกันการรบกวนของระบบ และรักษาเสถียรภาพความถี่ของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ประการที่สี่คือการจัดการกับผลกระทบด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้นจากรูปแบบ "สูงสองเท่า" ในระบบไฟฟ้าใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ รับหน้าที่สำรองฉุกเฉิน และตอบสนองต่อความต้องการในการปรับอย่างกะทันหันได้ตลอดเวลาด้วยความสามารถในการสตาร์ท-หยุดอย่างรวดเร็วและความสามารถในการเพิ่มกำลังอย่างรวดเร็ว .ในขณะเดียวกัน ในฐานะที่เป็นโหลดแบบขัดจังหวะ มันสามารถเอาภาระที่กำหนดของหน่วยสูบน้ำออกได้อย่างปลอดภัยด้วยการตอบสนองในระดับมิลลิวินาที และปรับปรุงการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบ
ประการที่ห้าคือการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพกับค่าใช้จ่ายในการปรับแต่งที่สูงซึ่งเกิดจากการเชื่อมต่อโครงข่ายพลังงานใหม่ขนาดใหญ่ด้วยวิธีการทำงานที่สมเหตุสมผล รวมกับพลังงานความร้อนเพื่อลดคาร์บอนและเพิ่มประสิทธิภาพ ลดการละทิ้งลมและแสง ส่งเสริมการจัดสรรกำลังการผลิต และปรับปรุงเศรษฐกิจโดยรวมและการทำงานที่สะอาดของระบบทั้งหมด

เสริมสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพและการรวมทรัพยากรโครงสร้างพื้นฐาน ประสานงานด้านความปลอดภัย คุณภาพ และการจัดการความคืบหน้าของ 30 โครงการที่กำลังก่อสร้าง ส่งเสริมการก่อสร้างด้วยเครื่องจักร การควบคุมอัจฉริยะ และการก่อสร้างที่ได้มาตรฐาน เพิ่มประสิทธิภาพระยะเวลาการก่อสร้าง และทำให้มั่นใจได้ว่าความจุที่สูบแล้วจะเกิน 20 ล้าน ในช่วง “แผนห้าปีที่ 14”กิโลวัตต์ และกำลังการผลิตติดตั้งใช้งานจะเกิน 70 ล้านกิโลวัตต์ภายในปี 2573
ประการที่สองคือการทำงานหนักในการจัดการแบบลีนเสริมสร้างแนวทางการวางแผนโดยเน้นที่เป้าหมาย "คาร์บอนคู่" และการดำเนินการตามกลยุทธ์ของบริษัท การเตรียมคุณภาพสูงของแผนพัฒนา "ห้าปี 14" สำหรับการจัดเก็บแบบสูบน้ำเพิ่มประสิทธิภาพขั้นตอนการทำงานเบื้องต้นของโครงการทางวิทยาศาสตร์ และพัฒนาการศึกษาความเป็นไปได้ของโครงการและการอนุมัติอย่างเป็นระเบียบโดยมุ่งเน้นที่ความปลอดภัย คุณภาพ ระยะเวลาการก่อสร้าง และต้นทุน ส่งเสริมการจัดการและการควบคุมที่ชาญฉลาด การก่อสร้างด้วยเครื่องจักร และการก่อสร้างทางวิศวกรรมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อให้แน่ใจว่าโครงการที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างจะได้รับประโยชน์โดยเร็วที่สุด
ทำให้การจัดการวงจรชีวิตของอุปกรณ์ลึกซึ้งยิ่งขึ้น วิจัยเกี่ยวกับบริการโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพกลยุทธ์การทำงานของหน่วย และให้บริการการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าอย่างเต็มที่เพิ่มพูนการจัดการแบบลีนหลายมิติที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น เร่งการสร้างห่วงโซ่อุปทานอัจฉริยะที่ทันสมัย ​​ปรับปรุงระบบการจัดการวัสดุ จัดสรรทุนทางวิทยาศาสตร์ ทรัพยากร เทคโนโลยี ข้อมูล และปัจจัยการผลิตอื่นๆ ปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพอย่างจริงจัง และปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการอย่างครอบคลุมและ ประสิทธิภาพการทำงาน
ประการที่สามคือการแสวงหาความก้าวหน้าในนวัตกรรมทางเทคโนโลยีการดำเนินการในเชิงลึกของ "แผนปฏิบัติการก้าวกระโดดใหม่" สำหรับนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เพิ่มการลงทุนในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และปรับปรุงความสามารถของนวัตกรรมที่เป็นอิสระเพิ่มการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหน่วยความเร็วตัวแปร เสริมสร้างการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีหน่วยความจุขนาดใหญ่ 400 เมกะวัตต์ เร่งการสร้างห้องปฏิบัติการแบบจำลองเครื่องสูบน้ำและห้องปฏิบัติการจำลอง และพยายามทุกวิถีทางเพื่อสร้างนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เป็นอิสระ แพลตฟอร์ม.
ปรับรูปแบบการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการจัดสรรทรัพยากรให้เหมาะสม เสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีหลักของการจัดเก็บแบบสูบน้ำ และมุ่งมั่นที่จะเอาชนะปัญหาทางเทคนิคของ "คอที่ติดขัด"เจาะลึกการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ เช่น “Big Cloud IoT Smart Chain” ปรับใช้การสร้างสถานีพลังงานอัจฉริยะดิจิทัลอย่างครอบคลุม และเร่งการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลขององค์กร