NB/T 35009-2024修订内容解读及抽水蓄能电站标准化工作历程回顾

本文回顾了抽水蓄能电站选点规划标准化工作历程,从90年代选点规划工作范围逐步扩展,一批代表性站点规划落地,选点规划思想逐渐成熟,首版标准于2003年编制完成。到2009年全国范围抽水蓄能电站选点规划系统性开展,继22个省(区、市)完成选点工作,第二版标准修订完成,有效指导了实践工作。随着抽水蓄能电站选点规划的管理流程和技术路线不断成熟,选点规划已成为前期工作和开工建设的重要基础。双碳目标提出以来,抽水蓄能中长期发展规划为行业发展带来新机遇新挑战,第三版标准修订工作适时开展,区分功能定位、明确技术要求,积极响应了当前新能源和抽水蓄能行业高质量发展的要求。

蓄能机组暂态工况水力特性及关键部件强度特性研究

抽水蓄能电站以其调峰填谷的独特运行特性,发挥着调节负荷、促进电力系统节能和维护电网安全稳定运行的功能,是电力系统有效的、不可或缺的调节工具。近年来,随着“双碳”目标的提出,我国的抽水蓄能电站建设进入了快车道,并且向高水头、大容量、高转速的方向发展,从而对蓄能机组关键部件的强度设计提出了更高的要求。

四川省抽水蓄能发展思考和总结

四川省发展抽水蓄能以多元开发保障电力供应。结合近几年四川省抽水蓄能规划设计经验,系统阐述了在负荷持续刚性增长背景下,四川省抽水蓄能作为重要的多能互补电源,从双碳目标下能源电力保供、满足负荷中心调峰、促进风光新能源开发等方面的开发必要性。考虑到四川省源荷异地特点下,四川省不同抽水蓄能发挥的功能和作用不同,应在新能源集中区域和靠近负荷中心合理布局,提出了四川省抽水蓄能的开发方式,根据需求和工程实际情况,可因地制宜发展适度规模的混合式抽水蓄能和中小型抽水蓄能。同时,详细总结了四川省抽水蓄能前期工作和开发建设中需要关注的重要关键技术问题,如识别移民环保敏感对象、水文泥沙措施可行经济、复杂地质条件可行、已有工程结合影响、高海拔机电设备适应性等。结合工作经验,提出了四川省抽水蓄能发展建议。

关闭/废弃矿井抽水蓄能开发利用现状与进展

探索清洁能源发展的创新途径是实现我国“双碳”目标的重要推动力。为解决大规模可再生能源电力供应不稳定的难题,新型电力系统的提出与加速成长促进了抽水蓄能电站的建设与发展,但生态保护与地形等因素制约了传统抽水蓄能电站发展。关闭/废弃矿井,由于具有丰富的地下空间及水资源,可创新性地开发抽水蓄能并延长矿区的经济寿命,降低对环境与经济的负面影响。为助力建立适合我国国情的废弃矿井抽水蓄能利用模式和管理体系,通过文献分析法综述了国内外废弃矿井抽水蓄能技术研究与应用进展。详细阐述了关闭/废弃矿井抽水蓄能技术原理、分类及其优缺点;总结了关闭/废弃矿井抽水蓄能电站利用模式,并在前人研究基础上对选址要素进行了修订;梳理了关闭/废弃矿井改建抽水蓄能电站的水-气两相流动特性、水泵水轮机工况特性、地下空间围岩稳定性及地下蓄水空间体积测算等的研究现状,明确了水泵-水轮机关键技术、地下空间稳定性控制关键技术等亟待解决的技术难题。此外,对关闭/废弃矿井抽水蓄能相关的生态与环境保护、市场需求与经济效益、政策与法规等研究成果进行了广泛的文献综述。发展关闭/废弃矿井地下空间抽水蓄能技术可为我国井下空间资源利用提供思路,为保障国家能源安全与经济社会高质量发展提供新途径。

中深层稠油水平井前置CO_(2)蓄能压裂技术

利用准噶尔盆地西北缘乌夏地区中深层稠油油藏参数,对水平井前置CO_(2)蓄能压裂技术的开发机理、关键操作参数及开发效果进行了详细研究。研究结果表明:①伴随压裂—焖井—生产等开发阶段的延伸,前置CO_(2)蓄能压裂后的油井逐步显现出增能改造、扩散降黏、膨胀补能、释压成泡沫油流等特性,井底流压提高了2~4MPa,CO_(2)扩散至油藏的1/3,原油黏度降至500mPa·s以下,泡沫油流明显;②研究区最优压裂段间距为60m、裂缝半长为90m、裂缝导流能力为10t/m,CO_(2)最佳注入强度为1.5m3/m,注入速度为1.8m3/min,油井焖井时间为30d,油藏采收率提高了2%~3%;③通过与常规压裂生产效果进行对比,前置CO_(2)蓄能压裂技术可使产油量提高5.2t/d,预测CO_(2)换油率达2.45,开发效果显著提升。

一种新的太阳能吸收式制冷系统中的蓄能技术

提出了一种可用于太阳能吸收式制冷系统中的新型蓄能循环 ,利用储存的浓度势差 ,实现全天候制冷 .分析了它的性能特性 ,并与传统的蓄热方式和蓄冷方式的蓄能系统进行分析比较 ,结果表明 ,在获得冷量相同情况下 ,新型循环的蓄能体积是传统系统蓄能体积的 0 .2以下 ,1m3 蓄能体积的冷量能维持 5 0～ 6 0m2 房间的夜间冷量 ,促进蓄能装置小型化 。

600MW亚临界机组多蓄能协同调度的控制技术研究

随着新能源的快速发展和“两个细则”性能考核的实施,对电网调峰调频的要求越来越高,现阶段火电机组调节能力成为平抑新能源电力随机波动性的关键。在对锅炉、制粉、回热、冷端以及热网等系统蓄能的控制响应特性分析的基础上,开展了系统深入的理论研究与技术攻关,并在此基础上根据多蓄能协同调度控制关键技术,提出了一种火电机组多蓄能协同调度系统。该系统在综合考虑电网“两个细则”性能要求和机组运行稳定性要求的基础上,根据锅炉、制粉、回热、冷端以及热网等部分的蓄能状态和特性,开发了机炉协调优化、制粉送粉优化、凝结水节流、冷却工质节流、供热抽汽节流等蓄能控制子系统可进行分布式蓄能控制,并构建了适应各子系统蓄能响应特性的协同调度指令,可实现供热机组的多蓄能系统调度;此外,综合考虑了各子系统蓄能响应特性及安全边界,选择主汽压力、磨电流、除氧器水位、机组背压、热网供水温度等指标对火电机组各蓄能控制子系统的响应速率和响应能力进行在线评估,可为火电机组多种蓄能的协同调度提供评估支撑。所建系统在控制层面,可深入挖掘各系统蓄能潜力;在调度层面,通过各子系统蓄能协作,可提升火电机组的快速爬坡能力;在评估层面,可对系统的响应能力进行评估。以山西华光发电有限公司的两台600 MW亚临界汽包炉抽汽式发电机组(3^(#)、4^(#)机组)为工程应用对象,对所提的多蓄能协同调度控制系统进行分析。在实际应用过程中,由于该厂的两台机组未参与热网供热,因此应用所提控制方案时,仅采用锅炉蓄能、制粉系统蓄能、回热系统蓄能以及冷端系统蓄能来分析其提升机组爬坡速率的效果。经过某中调公司公布的一个月的AGC(Automatic Generation Control,AGC)性能指标和ACE考核收益统计可知,此两台机组的电网AGC“两个细则”综合性能指标Kp的平均值超过4.0,最高可达5.27,可高度适应电网调度需求。月补贴收益达到353.47万元,年直接收益超过2000万元,此数据不包括减少违约电量、增强运行灵活性等带来的收益。

基于FFT-LSTM的抽水蓄能发电机定子匝间短路故障诊断方法

定子短路故障是抽水蓄能发电机常见的故障之一,其会对发电机的性能和安全性产生严重影响,为确保抽水蓄能发电机安全稳定运行,提出基于FFT-LSTM的抽水蓄能发电机定子短路故障诊断方法。建立抽水蓄能发电机定子绕组匝间短路故障模型,分析定子绕组匝间短路故障时,发电机定子电、磁相关状态。以抽水蓄能发电机定子绕组匝间短路故障时的三相电流信号为依据,基于磁势相等原理将三相电流变换成两相电流后,利用FFT转换定子两相电流的时域信号为频域信号,获取故障电流频谱图输入LSTM网络中进行处理,输出抽水蓄能发电机定子绕组匝间短路故障诊断结果。实验结果表明,该方法可以更好地区分抽水蓄能发电机正常与故障状态,实现抽水蓄能发电机定子绕组匝间短路故障诊断,且故障诊断的交叉熵损失低。

我国抽水蓄能现代化的发展历程、挑战与展望

抽水蓄能对于可再生能源的发展和新型能源体系的构建,助力实现“双碳”目标等具有重大意义。充分认识抽水蓄能的功能与作用,梳理我国抽水蓄能现代化进程中的政策演变及发展历程,分析我国抽水蓄能面临的困境与挑战,并对未来进行展望,有助于深刻理解和把握抽水蓄能与整个国家现代化建设之间的内在关系,有利于推动新阶段新征程抽水蓄能高质量发展,有望加快和推进我国形成国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业。

风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制

针对单个变速抽蓄调频容量不足和风电场调频后转子转速恢复容易引发频率二次跌落的问题,提出一种风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制策略。首先,当电网发生频率事件时,该策略根据风电场风速和区域内多分布式变速抽水蓄能可调节容量对电网频率提供支撑。然后,针对风电调频后转子转速恢复过程容易引发系统频率二次跌落的问题,在风电转子转速恢复时通过多分布式变速抽蓄提供功率支撑来缓解系统频率二次跌落。最后,以含风电场与分布式变速抽蓄的四机两区域系统为例,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略相比风电场和多分布式变速抽水蓄能独立调频对于系统具有更好的调频效果。

页岩油蓄能体积压裂开发效果预测与评价方法

蓄能体积压裂(以下简称蓄压)是页岩油藏提前补充地层能量、大幅提升单井产量的主要开发方式,应用广泛。通过渗吸与驱替机理结合实际生产数据统计分析,提出了根据返排率预测蓄压开发阶段最大累计产油量方法。研究结果表明:返排率30%之后,蓄压的累计产油量与返排率对数呈强线性相关,可预测压后单井最大累计产油量;该方法已经得到其他页岩油藏实际生产数据的实证,较递减曲线分析法更加准确且更具普适性,是对储层条件、压裂规模与工艺、焖排采工作制度等主客观因素的综合评价。返排率法可进一步确定液油比和合理返排速度。蓄压排采的平均返排速度控制在6~8 m^(3)(/d·km),与渗吸排油速度相匹配,能够更加高效地利用蓄压补充的弹性能量,取得较高采收率和较低的液油比。单井压后最大可采油量的返排率预测法为蓄压的经济效益评价、生产制度优化、压裂成本控制等提供了依据,对地质-工程一体化、优化井网井距和压裂设计具有重要指导意义。

水力脉动下抽水蓄能机组扭振特性辨识方法

提出一种基于水力脉动的抽水蓄能机组轴系扭振特性辨识方法,即采用应变测试技术获取随机性动态扭矩信号;设置触发阈值,将扭矩信号和阈值的交点及其后一定长度的样本点组成样本信号;对足够多样本平均后,信号中随机响应和正/负速度冲击响应被平均掉,剩余则为幅值冲击响应信号;用指数函数拟合冲击响应信号,从中得到扭振固有频率和阻尼。将该方法应用于某抽水蓄能机组扭振特性辨识。试验结果表明:25%负荷工况下水力脉动幅度较大,触发阈值对阻尼和频率辨识结果的影响较小;负荷升高后扭矩脉动幅度减小,触发阈值对频率识别值的影响较小,但会影响阻尼识别值;该方法无需施加扭矩激励,可以实现安装状态下扭振特性辨识,具有较强的工程应用价值。

抽水蓄能与风电、光伏联合发电系统容量配置研究

为促进新能源消纳和风光蓄多能互补新能源基地建设,解决抽水蓄能与新能源合理容量配置问题,深入分析风电、太阳能开发条件及规模,在抽水蓄能电站装机规模、风光规模、新能源直接上网容量均未确定的情况下,构建联合互补运行双层嵌套规划模型,并提出了求解流程。上层模型以风光蓄多能互补新能源基地规模最大为原则,确定系统抽水蓄能电站与风电、光伏容量配置方案,下层模型以联合发电出力波动性最小为目标,旨在输出一个尽量平稳的外送出力过程,以尽量提高电网安全可靠性,解决风光间歇性电源并网带来的不稳定、调峰调频难度大、限电等问题。以日喀则市新能源和湘河抽水蓄能电站为例进行模拟计算分析,验证模型与算法的有效性。研究结果表明:所构建的双层嵌套规划模型可以科学地提出湘河抽水蓄能电站装机容量1800 MW、新能源开发规模5700 MW(风电2000 MW、光伏3700 MW)的容量配置方案,并能够改善风电、光伏并网条件实现电力稳定送出。

大型变速抽水蓄能发电电动机不同转速下三维端部电磁场和损耗研究

大型变速抽水蓄能发电电动机端部区域漏磁和构件损耗较高,为了研究不同转速时大型变速抽水蓄能发电电动机三维端部电磁场和端部构件损耗的变化规律,本文建立326 MW变速抽水蓄能发电电动机三维端部瞬态电磁场的数学模型,研究变速抽水蓄能电机在发电机工况下不同转速时定转子端部构件磁密的变化规律,确定变速抽水蓄能电机端部构件涡流密度的分布情况,探究变速抽水蓄能电机在发电机工况下不同转速时定子压圈、定子环板、转子护环以及转子齿压板等端部构件损耗的变化规律。采用相同的计算方法对小容量10 MW变速抽水蓄能发电电动机进行研究,通过试验测试和计算结果的对比验证了本文计算方法的可行性。

提升新能源承载能力的抽水蓄能容量配置研究

考虑区域电网可靠性和安全性指标,提出了提升新能源承载能力的抽水蓄能容量配置方法。首先,分析风电场、光伏电站实测出力数据,采用Copula理论和K-means聚类生成了考虑风光相关性的典型出力场景。其次,建立了提升区域电网新能源承载能力的抽水蓄能容量配置模型,以失负荷概率和电量不足期望指标为约束,基于风光典型出力场景评价区域电网的最大新能源承载能力,结合抽水蓄能运行模型,通过配置抽水蓄能最小装机容量提升新能源承载能力。最后,以电压越限风险和潮流越限风险指标作为安全性校验,采用概率潮流分析区域电网的运行风险。改进IEEE-39节点系统算例分析结果表明,配置抽水蓄能将可承载新能源的装机容量占比提升至64%。

风电-光伏发电-抽水蓄能联合优化调度方法

为解决电力市场环境下的风电、光伏发电、抽水蓄能协同互补问题,提出了一种同时参与日前市场和实时平衡市场的风电-光伏发电-抽水蓄能联合优化调度方法。该方法考虑风电和光伏发电出力的不确定性,基于生成对抗网络和峰值密度聚类算法生成风电、光伏发电联合出力典型场景;基于抽水蓄能的灵活调节特性,并考虑风电和光伏发电实时出力引起的平衡成本,构建了风电-光伏发电-抽水蓄能联合参与日前市场和实时平衡市场的两阶段随机联合优化调度模型,最大化风电-光伏发电-抽水蓄能联合发电系统的收益。算例仿真结果表明,该方法具有有效性和合理性。

非常规油藏蓄能体积压裂的合理压裂规模研究

蓄能体积压裂是致密油、页岩油主要增产改造技术并成为开发前期主要方式,压裂规模是影响开发成效的重要因素。根据物质平衡原理,建立了未饱和油藏蓄能体积压裂物质平衡方程。经实测数据检验,能够准确预测压裂后井控范围内地层压力和地层压力系数随入地物量的变化规律,解决了蓄能体积压裂入地物量、入地液量定量预测问题,有利于优化压裂规模。结合致密油、页岩油水平井体积压裂投产后平均日产油、无效排液量等开发指标统计和数模预测,认为进液强度15~17 m^(3)/m较为合理。成果认识对于致密油、页岩油蓄能体积压裂开发合理压裂规模确定具有借鉴意义,有助于非常规油藏经济效益开发。

大型抽水蓄能发电电动机变压器组保护的研发与应用

针对抽水蓄能机组的特点,本文给出了发电电动机变压器组保护的配置方案;介绍了基于采样数据源分区的全工况保护算法,满足抽水蓄能机组保护算法的需求;提出了抽水蓄能机组工况综合判别方法,引入断路器、电气隔离开关以及监控信息的双位置辅助接点,同时设计了一种状态机机制、电气量辅助判别和开关位置报警功能,保证了抽水蓄能机组工况识别的准确性和可靠性;介绍了一种电气量和开入量综合判别的相序保护方案。研制的发电电动机变压器组保护装置已在300MW抽水蓄能机组投入应用,应用效果良好。

新型液压蓄能式风力发电机组监控系统设计

由于新型液压蓄能式风力发电机组的关键机理、核心部件、工作模式和控制方案均进行了创新设计,现有的监控系统无法直接应用于该类新型风力机。针对新型风力发电机组工作原理和监控需求,以罗克韦尔公司的FactoryTalk View为平台,设计监控系统方案,规划监控系统功能,完成通信配置、数据库构建和监控界面等开发,研发了新型液压蓄能式风力发电机组的监控软件,并应用于600 kW液压蓄能式风力发电试验机组中,实现了对机组实时的远程监控功能。

攻坚克难回升向好 夯基蓄能向新而行——《2023年国民经济和社会发展统计公报》评读

2023年是全面贯彻党的二十大精神的开局之年,是我国疫情防控转段后经济恢复发展的一年。回望这一年,国际环境变乱交织,国内多重不利因素叠加,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,在全国上下共同努力下,我国经济顶住压力砥砺前行,总体恢复向好,主要预期目标圆满完成,高质量发展扎实推进,全面建设社会主义现代化国家迈出坚实步伐。《2023年国民经济和社会发展统计公报》记录了过去一年全国各族人民迎难而上、锐意进取的奋斗历程,展现了中国经济承压前行、波浪式发展的奋进轨迹,描绘了中国式现代化夯基蓄能、稳中有进的生动图景。