储能世界网讯:国家“双碳”目标需要加快推进清洁能源和电能替代，构建新型电力系统能源体系。南方电网公司2021年工作报告提出，支撑“十四五”南方电网新增可再生能源装机1亿千瓦以上，新能源年均增长2000万千瓦，2025年和2030年新能源发电装机分别达到1.63亿千瓦和2.56亿千瓦，电网调峰需求分别达到2600万千瓦和5500万千瓦。加大抽水蓄能电站布局，抽水蓄能、燃气调峰、电化学储能、氢储能等项目满足调峰需求。
南方电网调峰蓄能电源现状
2020年，南方电网公司抽水蓄能已投产1073万千瓦，约占全网统调最高负荷1.998亿千瓦的5.4%，与南方电网公司提出的2030年电网调峰电源5500万千瓦还有4427万千瓦的差额，按照其中的三分之二由抽水蓄能承担，则还需要投产24座装机容量120万千瓦的抽水蓄能电站。
2020年，南方电网西电东送电量2305亿千瓦时，抽水蓄能为西电落地提供了有力支撑，也为保障东部地区电力系统安全稳定、节能经济运行和清洁能源消纳发挥了重要的作用。
抽水蓄能布局建议
目前，南方电网公司已建成的抽水蓄能集中在东部大型城市周围，对大负荷、核电配套起到良好的支撑作用。梅蓄、阳蓄等东部新建抽水蓄能主要与西电、沿海核电、风电、光电和潮汐发电以及重要用电负荷配套。但东部具备优良条件（上下库落差、距高比、地质条件、征地移民等）的可开发站点终将是有限的。
广西是南方电网西电东送的途经点和部分西电的落地点，建议在“十四五”期间配合“双碳”目标规划将更多抽水蓄能布局在广西，使广西起到中部支撑作用。除目前规划的南宁蓄能外，需要在广西重大的负荷城市和西电东送骨干电网支撑点周围规划抽水蓄能，并争取在2030年“碳达峰”前具备投产条件。同时也需要考虑在昆明、贵阳等大负荷城市周边以及西电送出骨干电网支撑点规划抽水蓄能的可能性。
2021年6月28日，随着金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电，在西部规划建设抽水蓄能的必要性愈显突出，这将为南方电网公司“双碳”目标的实现起到强有力的支撑作用。
西部布局抽水蓄能有利于降低项目投资，广西、云南和贵州均为经济欠发达地区，建设用地、建材、人工等均比东部有较大优势，有利于推动西部省区经济发展，也符合国家西部大开发的政策。
抽水蓄能机电设备国产化进程
深蓄电站是南方电网抽水蓄能电站首个全面国产化项目，装机容量120万千瓦。水泵水轮机、发电电动机和进水阀等大部件主机设备国产化已在深蓄电站得到应用验证，主机设备整体运行质量可靠可控。2020年深蓄电站机组全年共启动3964次，启动成功率99.95%，累计上网电量16.55亿千瓦时、用网电量20.96亿千瓦时，综合效率达到79%。基本运行指标已达到与广蓄、惠蓄、清蓄进口机组同等的水平。
抽水蓄能集成控制系统如全厂计算机监控系统、保护系统、状态监测系统等的国产化已达到国际先进水平。抽水蓄能经过近30年的技术引进和革新，已取得阶段性成果，国内的技术力量完全胜任抽水蓄能的设计、安装、调试和投运等方面的工作，正在不断深入提质增效。
抽水蓄能国产化的意义在于显著降低工程项目造价，有利于克服进口设备技术卡脖子问题，国内备件备品供货周期短，更有保障。随着国家层面对抽水蓄能支持力度的提高，规划和建设的抽水蓄能数量将成倍增长，也有利于引导科研机构、生产企业在技术、人力资源的研发投入，设计和生产出性能更为优良的机电设备，从而形成良性循环。
抽水蓄能经济和社会效益分析
目前抽水蓄能综合效率均在75%以上，随着可变速机组、水泵水轮机长短叶片等先进技术的研发应用，机组的性能、效率和稳定性将持续得到提高，并能使能耗降低、维修次数减少、维修时间间隔延长，经济性将进一步显现。
2020年深圳电网最大统调负荷突破1900万千瓦，深圳抽水蓄能电站对深圳电网调节容量达到6%，对电网系统削峰填谷作用非常明显，同时还起到调频、稳压的作用，减轻了用电高峰时段拉闸限电的压力，有助于新冠疫情以来的复工复产和经济发展。深蓄电站为保障电力主要靠区外输入的深圳特区电力系统的安全稳定、节能经济运行发挥了重要的作用，也为西电东送和清洁能源消纳提供了有力支撑。
深蓄电站投资回收周期约15年。按照设计使用30年计算，投资经济效益显著。近年来，抽水蓄能机电设备国产化比例不断提高和施工技术改进，对缩短建设周期、降低工程项目造价带来显著效果，如深蓄电站主机设备实际投资比概算节省1亿多元。
从碳排放达到峰值到碳中和及净零排放，欧盟大体上需要60年左右的时间，美国需要45年，而中国力争30多年实现这一目标。
抽水蓄能是当前技术最成熟、应用最广泛、效果最好的电网调峰蓄能电源，并具有新能源消纳的巨大潜力。当前南方电网正在加大抽水蓄能电站布局，可以预见在落实国家“双碳”目标进程中，抽水蓄能将对构建新型电力系统起到关键作用。
（作者为调峰调频公司深圳蓄能发电公司一级助理技术专家）
原标题:深耕抽水蓄能构建新型电力系统绿色能源体系
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