海水抽水蓄能与海上光伏一体化发电技术及经济性分析

[目的]广东省目前暂未对海水抽水蓄能和海上光伏一体化进行研究。由于广东省具有漫长的海岸线,具备了海上光伏开发的基本条件,也具备了利用大海作为抽水蓄能下库的近海的海水抽水蓄能开发的基本条件,并随着国内对海水抽水蓄能难题的研究和关键技术的突破,因此,对海上光伏和海水抽水蓄能的一体化进行研究和探索很有必要。[方法]基于光伏工程的实践,给出了独立的光伏电站技术配置,并通过软件模拟光伏电站,对独立的光伏电站经济性作了测算;也基于抽水蓄能工程中的实践,给出了独立的抽水蓄能电站的原则性技术配置,对独立的抽水蓄能电站的经济性作了测算;对海上光伏与海水抽水蓄能一体化组合考虑后,通过经济评价软件对海水抽水蓄能与海上光伏一体化项目的经济性作了测算。[结果]得出了海水抽蓄与海上光伏一体化项目的原则性技术配置,及在不同容量配置下的经济性。[结论]在广东省开展海上光伏和海水抽蓄一体化是基于现实条件下的一个较好的选择,这种一体化通过海上光伏配置一定容量海水抽水蓄能较好地解决了光伏电源的不均衡性和不稳定性,在经济性上也具备一定的可行性,也利于“3060双碳目标”的实现,它更多地将电源投资、建设和运营交由电力市场参与主体决策和负责,当一体化项目实现正向收益并达到一定的投资回报率时,将极大地推动一体化项目落地和上规模。

海水抽水蓄能与海上光伏一体化发电技术研究

通过对海水抽水蓄能与海上光伏项目一体化项目的研究,对该项目做出了相应的测算,通过一体化的建设,有效解决了光伏电源不稳定的问题,切实地提升了供电的经济性,推动了供电产业的发展,切实地推动了发电项目的发展。基于此,本文就海水抽水蓄能发电技术,探讨了海水抽水蓄能电站的建设以及海水抽水蓄能与海上光伏一体化的结合,以便能够吸引更多一体化项目投资,实现一体化项目的正向收益。

海水抽水蓄能技术发展现状及应用前景

抽水蓄能技术是目前广泛应用的大规模储能技术之一,传统抽水蓄能技术需要特殊的地理条件建造两个水库,投资成本高、破坏生态环境,并且对淡水资源依赖严重。海水抽水蓄能技术利用海洋作为上水库或下水库,水位变幅小,减少了水库建设及其投资成本,解决了传统抽水蓄能电站对淡水资源的利用问题以及环境破坏问题,对于临海和淡水资源缺乏的岛国和城市具有非常广阔的发展前景。本文介绍了海水抽水蓄能系统的工作原理,全面分析了海水抽水蓄能系统的研究进展和应用情况,总结了开发海水抽水蓄能系统存在的技术与应用问题,并对其应用前景与发展潜力进行了展望,提出海水抽水蓄能系统与可再生能源的耦合将是其近期主要的发展方向。

海水抽水蓄能变速发电电动机设计与计算

变速抽水蓄能机组因可实现机电系统的柔性连接,满足电网有功调峰、无功补偿要求,并具有快速响应、运行稳定性高的优点,受到行业普遍关注。本文介绍了海水抽水蓄能10MW变速发电电动的总体结构、通风结构、绝缘结构,并重点介绍了转子结构,为今后大容量变速发电电动机的设计积累了经验。

利用海水抽水蓄能发电新技术

利用海水抽水蓄能发电新技术必须解决在高压和高速下如何防止海水腐蚀、防止海水浸透和飞溅、防止海洋生物附着等问题。介绍世界首座日本３０ＭＷ级试验电站的３０ＭＷ水泵水轮机的设计特点和一些防护措施。

大万山岛修建海水抽水蓄能电站的地下水环境适宜性分析

海水抽水蓄能技术利用海水代替淡水,解决了传统抽水蓄能电站对淡水资源的依赖问题,但也给地下淡水环境带来了上水库渗漏污染、海水入侵等新问题。以珠海大万山岛为研究对象,通过水文地质调查和地下水渗流-溶质运移数值模拟的研究方法,对大万山岛拟建海水抽水蓄能电站的地下水环境适宜性进行了定量分析。结果表明:大万山岛地下水主要赋存在浅部第四系松散堆积层和燕山期花岗岩风化层,下伏花岗岩基岩裂隙不发育,地下水贫乏;地下水主要接受大气降雨补给,以向海洋和沟谷排泄为主;岛岸海水入侵作用微弱,岛内地下水仍为淡水。通过本文的研究可知,大万山岛水文地质条件不利于上水库渗漏海水向深部渗流;但浅部含水层风化裂隙较发育,因此,在对上水库进行防渗处理的前提下,较适宜建设海水抽水蓄能电站。

冲绳海水抽水蓄能电站概况、技术特点及借鉴

本文深入调查、收集日本学者的海水抽蓄检证报告及论文信息,介绍冲绳海水抽水蓄能电站技术验证项目概况及真机设计特点,重点阐述了海水条件下抽水蓄能电站所面临的课题、所采取的对策及目标达成度,通过真机运行业绩初步得出海水抽水蓄能系统与淡水抽水蓄能系统具有同等程度的信赖性、经济性;列举国家能源局海水抽蓄电站资源普查成果,提出海水抽水蓄能系统大量商业化运行的弊端性;为我国海水抽水蓄能电站的示范工程建设、开发研究提供借鉴和参考。

我国海水抽水蓄能电站站点资源综述

对于沿海及海岛地区,可研究配套海水抽水蓄能电站,构建清洁低碳、安全高效的能源电力供应体系,同时促进相关关键技术的进步,带动海洋资源的综合开发利用。本次我国海水抽水蓄能电站资源普查范围包括辽宁省、山东省、江苏省、浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区、海南省等8个省(区)的沿海和海岛地区,通过站点初拟、筛选和主要站点现场查勘工作,初步查清了全国海水抽水蓄能站点资源,并优选出了试验示范项目比选的备选站点。

我国南部沿海地区海水抽水蓄能资源初步评价

随着我国各流域水力资源持续开发,目前,我国东中部地区具备较好开发条件的水力资源已基本开发完毕,为缓解能源供应紧张局面,加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源供应体系,国家提倡加强储备应急能力建设,完善能源储备制度,因此,做好海水抽水蓄能资源普查工作,并对海水抽水蓄能资源进行初步评价具有宏观战略意义。

海水抽水蓄能技术在海岛供电中的应用探讨

电力供应的滞后制约了海岛及其周边海域的开发。海水抽水蓄能技术以海洋作为低位水库,降低工程建设成本,可解决传统抽水蓄能技术对淡水资源过度依赖和环境破坏等问题。研究表明,海水抽水蓄能与风能、太阳能、海洋能等可再生能源组成联合发电系统具有可行性,能够实现海岛可再生能源的大规模开发和利用。介绍了海岛供电系统的现状,阐述了海水抽水蓄能技术的工作原理和应用现状,分析了技术应用中存在的问题和挑战,并对海水抽水蓄能技术在海岛供电系统中的应用前景作了展望。

浅谈海水抽水蓄能电站在中国的发展前景

大规模物理储能中抽水蓄能技术是应用得较广泛的一种储存电力的方式,也是电力储能技术中最简单、最直接、可行性较高的一种储能方式。传统的抽水蓄能技术需要十分苛刻的工程地质环境,工程投资成本巨大,对淡水资源的依赖性很高,同时也对淡水资源造成了巨大的浪费,严重破坏生态环境。海水抽水蓄能技术能极大减小工程投资成本,利用海水蓄能,避免的淡水资源的浪费,同时,中国具有极为丰富的海洋资源,在海水抽水蓄能技术的开发利用上存在着巨大潜力。本文主要浅析海水抽水蓄能技术的概况和国外的发展现状以及在中国发展的巨大潜力和制约因素,海水抽水蓄能技术将是中国水电事业和大规模物理储能技术的一个主要方向。

海水抽水蓄能电站环境影响分析

文章初步分析海水抽水蓄能电站上水库海水渗透对地下水的影响、上水库海水水汽对周边陆生生态的影响、取排水对周边水生生物的影响等环境问题,提出了做好上水库的防渗处理、增加上水库正常蓄水位与坝顶高差以减少海煞现象、优选排水口位置并设法降低周边流速等预防减缓措施,并重视电站建设期及运行期的环境监测工作。

基于模糊综合评判模型的海水抽水蓄能电站综合评价问题的研究

海水抽水蓄能电站具有广阔的发展前景。但由于海洋的特殊性,也面临着许多问题和挑战。在我国,海水抽水蓄能电站的建设和研究尚处于起步阶段[1]。而如何客观、合理的选取评价指标,对海水抽水蓄能电站的效益进行综合评价,具有重要的理论研究价值和实际意义。本文根据海水抽水蓄能电站的特点,利用科学的理论和方法,从经济效益指标、社会与电网效益指标、环境效益指标来分析建立"海水抽水蓄能电站的综合评价指标体系",并通过模糊综合评判模型的构建,探讨解决如何对海水抽水蓄能电站的效益进行合理、科学的评估,对海水抽水蓄能电站的发展有着一定的促进作用和指导意义,为我国建设和运行海水抽水蓄能电站提供科学的决策支持。

基于解释结构模型的海水抽水蓄能工程风险分析

海水抽水蓄能工程涉及的风险要素数目繁多且关系复杂,本文首先采取全寿命周期管理的方法进行风险识别,将分散于工程各个阶段的风险要素集中挖掘出来;然后利用解释结构模型方法对涵盖工程立项、规划、施工和运营各阶段的风险系统进行分析,并构建用于描述风险要素层次划分和影响关系的多级递阶有向图。风险系统中的风险要素可分为最终风险、源头风险和过程风险,并依据不同的风险属性制定对应的管理策略。

考虑调节费用补偿的海水抽蓄优化定容策略

通过海上风电与海水抽蓄联合运行参与电网的调峰调度,可有效促进海上风电消纳,助力电网调峰,但需要进行海水抽蓄多目标优化定容研究,解决海水抽蓄成本回收问题以及多目标之间的主观偏好与客观冲突对优化决策的影响等关键问题。为此,本文提出了考虑调节费用补偿的海水抽蓄多目标优化定容方法,通过海水抽蓄调节费用双向补偿机制,保障抽蓄调节利益;考虑风电不确定性,计及风蓄联合出力跟踪电网负荷误差最小、海上风电运营效益最大和海水抽蓄收益最大,建立风蓄联合运行多目标优化模型,实现多主体利益共赢。以双向补偿电价、海水抽蓄上水库容量、海水抽蓄机组容量为优化决策变量,通过NSGA-Ⅱ方法优化得到Pareto前沿解集;通过K-means算法对Pareto前沿解集进行聚类作为备选方案;采用层次分析法-熵权法进行主、客观赋权;通过TOPSIS方法将备选方案与理想方案比较排序选出最优解。仿真算例结果验证了本文海水抽蓄优化定容方案能够兼顾新能源消纳效果与多主体利益共赢。

海水可变速抽水蓄能与风电联合运行优化研究

海水可变速抽水蓄能是国内尚未应用的新技术,是消纳海上风电、提高沿海及海岛电力系统可靠性的新思路。以经济效益最大化和输出功率波动最小化为目标,提出考虑分时电价、变速机组运行特性的多层次约束条件,建立海水抽水蓄能与风电联合系统运行优化模型;引入NSGA-Ⅱ算法结合罚函数求解;以广东万山群岛微网系统为例,定量对比了含可变速和定速机组的海水抽水蓄能与风电联合系统运行性能,阐明了可变速技术优势。结果表明:在一个日调节周期内,相较于同容量下的常规抽水蓄能与风电联合运行系统,可变速抽水蓄能与风电联合运行系统可提高经济效益4.16%,降低输出功率波动12.10%,减小弃电量26.78%,提高风能利用率1.69%。研究成果对探寻适合中国沿海地区和海岛的海水抽蓄系统发展模式具有借鉴意义。

基于模糊综合评判模型的海水抽水蓄能电站综合评价问题的研究

根据海水抽水蓄能电站的特点,利用科学的理论和方法,从经济效益指标、社会与电网效益指标、环境效益指标来分析建立＂海水抽水蓄能电站的综合评价指标体系＂,并通过模糊综合评判模型的构建,探讨解决如何对海水抽水蓄能电站的效益进行合理、科学的评估,对海水抽蓄蓄能电站的发展有着一定的促进作用和指导意义,也可为我国建设和运行海水抽水蓄能电站提供科学的决策支持。

抽水蓄能电站建设发展历程及前景展望

介绍了我国抽水蓄能电站建设经历的探索与试验、总结与提高、快速发展、谨慎发展4个阶段历程,提出了我国抽水蓄能电站经营、技术、政策方面面临的问题,认为未来我国抽水蓄能技术将向可变速抽水蓄能方向发展,且旧机组改造较新建可变速机组更具可行性。此外,其他大规模储能技术的发展也将挑战抽水蓄能电站的地位。

上池下库循环,绿水青山常在--抽水蓄能技术应用与发展

电力系统需要配置大容量的储能装置,补偿功率变化,适应新能源的大规模发展。更重要的是,近年来电力负荷率较低、负荷波动较大,需要对负荷进行调整。在电力系统中配置适当规模的抽水蓄能,是解决当前风电等新能源大规模发展对电网安全稳定影响问题的最佳选择。分析了抽水蓄能技术的基本原理和特性,阐述了抽水蓄能技术发展的新趋势。介绍了可变速抽水蓄能技术,探讨了双馈方式和全功率方式的整体结构,并提出了在不同模式下的控制策略,分析了新型特殊抽水蓄能电站的构成、技术挑战和解决方案。

可变速水泵水轮机水泵选型特点分析

可变速水泵水轮机具有水泵工况功率可调节,水轮机工况运行效率及稳定性高等优点。水泵工况选型直接影响其功率调节能力、机组转速变幅等参数,因此本文首先给出了国外已运行可变速水泵水轮机的选型参数及其水泵扬程-入力关系特性,其次分析了可变速水泵水轮机的选型特点,最后针对海蓄项目目标海岛电站给出其可变速水泵水轮机的选型方案及各方案的对比分析。