王龍 鄧德智 董海洋

摘要：抽水蓄能電站是通過為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、填谷、調(diào)壓及事故備用服務(wù)而發(fā)揮其功能效益的。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進(jìn)步對電網(wǎng)供電安全可靠性提出了更高的要求，抽水蓄能電站已經(jīng)成為電網(wǎng)的重要組成部分，發(fā)揮著越來越重要的作用，因此本文對抽水蓄能電站設(shè)備選型進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：抽水蓄能;電站;設(shè)備選型

1抽水蓄能電站特點

1.1既是電網(wǎng)的重要電源，也是電網(wǎng)的重要負(fù)荷

抽水蓄能電站在負(fù)荷高峰階段發(fā)電，在電網(wǎng)緊急情況下，提供事故備用電源支撐，目前國內(nèi)抽水蓄能機組單機容量大部分為200一300Mw，單座電站裝機容量在I000MW以上。在低谷時段，抽水運行，單機負(fù)荷達(dá)到220一33OMW，成為電網(wǎng)的重要荷載。

1.2機組抽水發(fā)電工況可逆，啟停靈活

抽水蓄能機組絕大部分是發(fā)電機、電機、水輪機、水泵綜合體，集抽水發(fā)電功能為一體。因其是利用水的勢能作為能量轉(zhuǎn)換媒介，較火電、核電能量轉(zhuǎn)換控制相對簡單，工況可逆，啟動時間短，運行穩(wěn)定性好。

1.3蓄能電站可靠性要求高

電力生產(chǎn)發(fā)電、輸配、使用一體化，而電力負(fù)荷是由眾多的單個可變負(fù)荷組成，這就對電網(wǎng)運行中電源出力調(diào)整提出了高時效要求。抽水蓄能電站機組啟停、工況轉(zhuǎn)換、負(fù)荷調(diào)整都必須按照電網(wǎng)調(diào)度要求無延時完成，這就對蓄能電站的運行提出了高可靠性要求。

1.4電能轉(zhuǎn)換效率管理是關(guān)鍵

抽水蓄能電站在發(fā)揮其調(diào)頻、調(diào)峰、填谷、調(diào)壓功能的過程中，是通過加工電網(wǎng)的電能實現(xiàn)的。在這一過程中，必定會產(chǎn)生能量損耗。衡量損耗大小指標(biāo)是電能綜合轉(zhuǎn)換率，目前一般設(shè)計值是75%。綜合效率越高，其安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行的功能越強，節(jié)能減排的作用越大。

2機電設(shè)備選型管理

2.1機組及輔助設(shè)備抽水蓄能機組技術(shù)復(fù)雜，科技含量高，運行水頭變幅大，發(fā)電、抽水工況可逆，啟停及工況轉(zhuǎn)換時效性要求高，機組運行效率直接影響蓄能電站能量轉(zhuǎn)換綜合效率的大小。機組設(shè)備選型要重點做好穩(wěn)定性與效率的綜合平衡論證工作，片面追求機組高效率指標(biāo)，勢必會影響機組穩(wěn)定、安定性;片面追求機組運行穩(wěn)定性指標(biāo)，勢必會降低機組運行效率。某蓄能機組招標(biāo)要求的效率指標(biāo)很高，抽水蓄能電站機電設(shè)備選型及安裝調(diào)試管理要點多按要求供貨了高效率的轉(zhuǎn)輪，同時也附帶增加了多個非同步導(dǎo)葉，因而帶來機組在啟動并網(wǎng)過程中及小負(fù)荷區(qū)振動、擺度值偏大等嚴(yán)重問題，直接影響機組使用壽命。在輔助設(shè)備方面，設(shè)備安全可靠性指標(biāo)是關(guān)鍵。因蓄能機組啟停頻繁，運行工況多、控制流程復(fù)雜，設(shè)備的操作次數(shù)多，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都直接影響機組的啟動成功率、工況轉(zhuǎn)換成功率。優(yōu)選有蓄能電站使用經(jīng)驗的成熟技術(shù)產(chǎn)品是選型管理基本原則。變頻啟動裝置是蓄能機組的重要輔助設(shè)備，也是影響機組水泵工況運行的關(guān)鍵設(shè)備，其由輸人、輸出變壓器及變頻整流系統(tǒng)組成。機組及輔助設(shè)備選型設(shè)計，一是一定要選用具有運行經(jīng)驗的產(chǎn)品;二是選用干式變作為輸人、輸出變可靠性相對較高，運行維護(hù)成本低，某蓄能電站就因為輸人變故障造成SFC裝置不能投運，嚴(yán)重影響了機組調(diào)試進(jìn)度;三是要高度重視可控硅整流冷卻系統(tǒng)的可靠性及運行維護(hù)成本比選;四是用戶一定要有參與變頻控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)權(quán)利，共同開發(fā)控制軟件。

2.2主變壓器蓄能電站的主變壓器在發(fā)電機工況運行時是升壓變，在水泵工況運行時，是降壓變。運行工況相對常規(guī)電站不同，其受電方式、設(shè)備結(jié)構(gòu)、溫升、空載損耗、負(fù)載損耗及冷卻方式等都直接影響變壓器的長周期安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。主變壓器選型設(shè)計，一是要優(yōu)選低損耗變壓器;二是要選冷卻效率高、運行可靠性高的冷卻器;三是要做好與相關(guān)設(shè)備的接口設(shè)計，確保相關(guān)的磁、電隔離措施到位;四是主變要有超強的抗沖擊能力，以使主變能滿足高壓沖擊受電運行常方式特殊要求;五是要重視溫度、油位等非電量元器件品質(zhì);六是要重視主變接地裝置的熱、動穩(wěn)定問題。

2.3高壓、低壓配電裝置抽水蓄能電站廠房一般布置在地下，通風(fēng)排煙、抽排水、照明等設(shè)備運行直接關(guān)系到廠房的安全，加上蓄能機組輔助設(shè)備多，高低壓配電裝置的安全穩(wěn)定運行直接影響機組的安全穩(wěn)定運行及廠房的安全。蓄能機組啟停次數(shù)多，各種輔助設(shè)備啟停頻繁，對高低壓配電裝置提出了高可靠性要求。高壓、低壓配電裝置選型設(shè)計除需滿足短路開斷容量、動熱穩(wěn)定要求外，一是應(yīng)優(yōu)選高可靠性的品牌產(chǎn)品，如發(fā)電機出口開關(guān)免維修操作次數(shù)較常規(guī)電站要高;二是低壓配電裝置一定要優(yōu)選開關(guān)與母線連接方式可靠易于檢查的設(shè)備;三是配電裝置的保護(hù)配置一定要有強抗干擾能力。

2.4油、水、氣系統(tǒng)設(shè)備蓄能機組轉(zhuǎn)速高，油、氣、水系統(tǒng)可靠運行直接影響機組的安全及可靠性。除水泵、油泵、空壓機、主閥等主要設(shè)備應(yīng)優(yōu)選具有蓄能電廠使用經(jīng)驗的品牌設(shè)備外，要特別重視油氣水系統(tǒng)自動化元器件的選配，如軟啟動裝置、電磁閥、溫度、液位傳感器等。2.5保護(hù)及自動化設(shè)備機組保護(hù)是確保設(shè)備出現(xiàn)異常時能及時中斷運行、隔離故障設(shè)備減少損失的重要措施。保護(hù)設(shè)備選型除注重其高可靠性要求外，還應(yīng)注意保護(hù)元器件的互換性及檢查維護(hù)方便要求。機組自動化設(shè)備是確保機組啟停及工況轉(zhuǎn)換流程可靠執(zhí)行的基礎(chǔ)。機組啟停及工況轉(zhuǎn)換不成功，往往是自動化元器件不能正確動作，甚至可能因為自動化元器件誤動造成重大設(shè)備損壞事故。選用高可靠性品牌產(chǎn)品，還能適應(yīng)蓄能電站機組啟停頻繁的運行特點。因為機組啟停頻繁，機組在非穩(wěn)定區(qū)域運行機會多，累計時間長。機組振動會引起廠房建筑振動，保護(hù)及自動化元器件必須滿足在廠房有低頻或者高頻振動環(huán)境下可靠運行特殊要求。

結(jié)束語：

本文對抽水蓄能電站設(shè)備選型進(jìn)行了探討，從技能、可靠性、轉(zhuǎn)換效率等角度出發(fā)，對具體設(shè)備進(jìn)行了探討，探討內(nèi)容用于指導(dǎo)實際，供實際設(shè)備選型作為參考。

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