电力百科｜抽水蓄能电站结构及特点

  抽水蓄能在规模化储能中应用最广泛、技术最成熟，电站装机容量规模可达千兆瓦级。目前全球发展最成熟、装机顶级规模的储能是抽水蓄能。

  抽水蓄能技术成熟稳定，综合效益高，常用于调峰和备用。抽水蓄能在规模化储能中应用最广泛、技术最成熟，电站装机容量规模可达千兆瓦级。根据中国能源研究会储能专业委员会的不完全统计，目前全球发展最成熟、装机顶级规模的储能是抽水蓄能。截至2019年，全球已投运储能容量达到1.8亿千瓦，抽水蓄能装机容量超过1.7亿千瓦，占全球储能总量的94%。

  抽水蓄能电站利用电力系统低谷负荷时的电力抽水到高处蓄存，在高峰负荷时段放水发电。在负荷低谷时，抽水蓄能电站是用户；在负荷高峰时，它是发电厂。

  抽水蓄能机组具有抽水和发电两种基本功能。机组在电力系统负荷高峰时作水轮机运行，通过调速器系统调整水轮机导叶开度，将水的势能转换为机组旋转的机械能，再通过发电机将机械能转换为电能；在电力系统负荷低谷时作水泵运行，用低谷时的电能从下水库向上水库抽水，通过调速器系统的自动调节，根据水泵扬程自动调整导叶开度，将电能转换为水的势能储存起来。

  抽水蓄能电站主要承担电力系统的调峰、调频、事故备用及黑启动等，能改善和平衡电力系统负荷，提高电力系统的供电质量和经济的效果与利益，是确保电网安全、经济、稳定运行的支柱。抽水蓄能电站被喻为电网安全运作中的“稳定器”“调节器”“平衡器”。

  世界抽水蓄能电站的发展的新趋势为高水头、大容量、高转速。高水头即机组向更高水头发展，大容量是指单机容量不断增大，高转速即机组采用更高的比转速。

  抽水蓄能电站主要建筑物一般来说包括：上水库、下水库、输水系统、厂房和其他专用建筑物等。与常规水电站相比，抽水蓄能电站的水工建筑物有以下主要特点：

  有上下两个水库。与同等装机容量的常规水电站相比，抽水蓄能电站水库库容通常比较小。

  水库水位变幅大，升降频繁。为了承担电网中的调峰填谷任务，抽水蓄能电站水库水位日变幅通常比较大，一般超过10~20米，部分电站达到30~40米，而且水库水位变动速率较快，一般达到5~8米/小时，甚至达到8~10米/小时。

  水库防渗要求高。纯抽水蓄能电站如因上水库渗漏等导致水量大量损失，将减少电站发电量，因此，对水库防渗要求高。同时，为避免渗水对工程区水文地质条件造成恶化、产生渗透破坏和集中渗漏，也对水库防渗提出较高要求。

  水头较高。抽水蓄能电站的水头一般较高，多为200~800米。总装机容量为180万千瓦的绩溪抽水蓄能电站是我国首个650米水头段项目，总装机容量为140万千瓦的敦化抽水蓄能电站是我国首个700米水头段项目。随着抽水蓄能技术水平的持续不断的发展，我国高水头、大容量电站的数量将会慢慢的多。

  机组安装高程低。为客服上浮力及渗流对厂房的影响，近年来国内外建设的大型抽水蓄能电站多采用地下厂房形式。

  世界上最早的抽水蓄能电站是瑞士苏黎世的奈特拉抽水蓄能电站，建于1882年。中国抽水蓄能电站建设起步较晚。1968年在岗南水库安装了第一台斜流可逆式机组。之后，随着国内能源工业加快速度进行发展，核电和火电装机容量迅速增长，要求电力系统必须配备相应的抽水蓄能机组。

  20世纪80年代起，国内开始大力兴建大型抽水蓄能电站。近年来，随着我们国家经济和电力工业的加快速度进行发展，在大型抽水蓄能机组设备自主化方面，我们国家取得了丰硕的科技成果。

  截至2020年年底，我国抽水蓄能发电装机容量3149万千瓦，比上年增长4.0%。2020年，全国抽水蓄能发电量为335亿千瓦时，比上年增长5.0%；全国新增抽水蓄能发电装机容量120万千瓦。我国抽水蓄能电站投产和在建容量均居世界第一。

  一直以来，国家电网有限公司格外的重视抽水蓄能发展。目前，国家电网在运抽水蓄能电站22座，在建抽水蓄能电站30座。

  2016年，陕西镇安、江苏句容、辽宁清原、福建厦门、新疆阜康5个抽水蓄能电站工程开工；

  2017年，河北易县、内蒙古芝瑞、浙江宁海、浙江缙云、河南洛宁、湖南平江6个抽水蓄能电站工程开工；

  2019年，河北抚宁、吉林蛟河、浙江衢江、山东潍坊、新疆哈密5个抽水蓄能电站工程开工；

  2020年，山西垣曲、山西浑源、浙江磐安、山东泰安二期4个抽水蓄能电站工程开工。

  我国第一座机组设备完全自主化的抽水蓄能电站。2011年10月，电站成功建成，标志着我国成功掌握了抽水蓄能机组设备研制的核心技术。

  2013年4月，福建仙游抽水蓄能电站正式投产发电；2016年4月，浙江仙居抽水蓄能电站单机容量37.5万千瓦机组成功并网。我国大型抽水蓄能机组自主化设备不断获得推广应用。

  我国首座700米级水头抽水蓄能电站。总装机容量为140万千瓦，2021年6月4日，1号机组投产发电。

  围绕抽水蓄能技术及电站建设等，《亮报》对国网新源控股有限公司发展部主任余贤华进行了专访。

  《亮报》：作为目前安全、稳定、成熟的灵活调节技术，抽水蓄能在构建以新能源为主体的新型电力系统、服务碳达峰碳中和方面，将发挥哪些作用？

  余贤华：随着高比例新能源大规模接入和终端电气化进程快速推进，对新型电力系统安全稳定与经济运行能力、能源配置与能源输送能力、电力平衡调节能力提出了更加高的要求。抽水蓄能具有基础性、综合性、公共性特征，可参与新型电力系统源网荷储各环节调节服务，综合效益更为显著，承载着电力系统安全供电稳定器、清洁低碳平衡器和高效运行调节器的重要功能。

  一是有效应对高比例新能源渗透下电力系统可靠备用容量不够，凭借双倍容量的调峰优势，提升电力系统大容量调峰能力，缓解因新能源不稳定导致的高峰负荷供给问题和因低谷时段新能源大发导致的消纳困难，更好地促进新能源消纳。二是有效应对新能源出力特性与负荷需求不匹配，依靠快速响应的灵活调节能力，更好地适应新能源的随机性和波动性，满足新能源“靠天吃饭”带来的灵活调节需求。三是有效应对高比例新能源电力系统转动惯量不足，凭借同步发电机的高转动惯量优势，有力增强系统抗扰动能力，维持系统频率稳定。四是有效应对“双高”形态给新型电力系统带来的潜在安全影响，承担事故备用功能，凭借快速启停和快速功率爬坡能力随时响应突发调节需求。同时作为可中断负荷，以毫秒级响应安全切除抽水机组额定负荷，提升系统安全稳定运行能力。五是有效应对大规模新能源上网带来的高调节成本，通过合理的运行方式，配合火电减碳增效，减少弃风弃光，促进容量配置，提升全系统整体经济性和运行清洁性。

  余贤华：国家电网公司“碳达峰、碳中和”行动方案明白准确地提出，到2025年经营区抽水蓄能装机超过5000万千瓦。按照现有开发规模和建设进度，预计2030年国家电网公司经营区抽水蓄能装机容量达到1亿千瓦，将为我国碳达峰目标提供重要支撑。

  国网新源公司将认真贯彻落实国家电网公司决策部署。一是加快抽水蓄能项目开发。我们将围绕碳达峰碳中和目标，积极努力配合国家中长期规划编制，做好公司抽水蓄能规划资源选取、开发需求分析和建设时序安排，加大“十四五”特别是前三年核准开工规模，坚持开放发展，一同推动抽水蓄能开发建设。加强基建资源优化整合，统筹30个在建项目安全、质量和进度管理，大力推进机械化施工、智能化管控和标准化建设，优化施工工期，确保“十四五”期间抽水蓄能投产容量超过2000万千瓦，到2030年运行装机容量超过7000万千瓦。

  二是在精益管理上下功夫。强化规划引领，围绕“双碳”目标和公司战略实施，高质量编制好抽水蓄能“十四五”发展规划。科学优化项目前期工作程序，有序推进项目可研核准。围绕安全、质量、工期、造价，大力推进工程建设智慧化管控、机械化施工和绿色建造，确保在建项目尽早发挥效益。深化设备全寿命周期管理，深化机组服务电网研究，优化机组运行策略，全力服务电网安全稳定运行。深化多维精益管理，加快现代智慧供应链建设，健全物资管理体系，科学配置资本、资源、技术、数据等生产要素，大力提质增效，全方面提升管理效率和经营效益。

  三是在科学技术创新上寻求突破。深入实施科学技术创新“新跨越行动计划”，加大科研投入，提高自主创造新兴事物的能力。加大变速机组技术应用，加强400兆瓦级大容量机组研发技术，加快水泵水轮机模型实验室和仿真实验室建设，全力打造自主科学技术创新平台。优化科研布局和资源配置，加强抽水蓄能核心技术攻关，着力攻克“卡脖子”技术难题。深化“大云物移智链”等新技术应用研究，全面布局数字化智能电站建设，加快企业数字化转型。

  来源：国网新源公司、《抽水蓄能机组及其辅助设备技术》丛书、中电联《中国电力行业年度发展报告2021》《国家电网报》等

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  日前，我国自主研制的抽水蓄能成套核心控制管理系统安全启动超过1500次、累计运行时长超过17000小时，标志抽水蓄能机组4大类核心控制子系统均成功实现了全面国产化。也代表着，我国在抽水蓄能领域达到了关键核心技术的完全自主可控，有力增强了我国能源产业链供应链的安全性。抽水蓄能成套核心控制管理系统由计

  12月3日，中国水利水电第六工程局有限公司承建的江苏句容抽水蓄能电站首台机组进水球阀现场安装吊装完成。句容抽水蓄能电站进水球阀，本体长约7.96米，宽约4.35米，高约5.71米，重约270吨，为目前国内水电站最大进水球阀。由于受运输限制进水球阀只能“平躺“到货，须在地下厂房安装间”翻身“后安装，

  为促进新能源开发，增加清洁电力供应，保障电力系统安全稳定运行，加快构建新型电力系统，促进地方经济社会持续健康发展，2023年12月8日，辽宁省发展和改革委员会核准批复辽宁朝阳抽水蓄能电站项目，项目总投资约94.62亿元。朝阳抽水蓄能电站是《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》“十四五”重点实施项

  北极星储能网获悉，12月7日，陕西省汉中市勉县举行陕西沙河抽水蓄能电站附属工程开工仪式，该项目也是勉县首个投资过百亿元重点项目。陕西沙河抽水蓄能电站是《抽水蓄能中长期发展规划（2021年~2035年）》中陕西省抽水蓄能“十四五”规划重点实施项目，工程位于勉县境内，距离陕西关中负荷中心较近，地

  日前，我国自主研制的抽水蓄能成套核心控制管理系统安全启动超过1500次、累计运行时长超过17000小时，标志抽水蓄能机组4大类核心控制子系统均成功实现了全面国产化。也代表着，我国在抽水蓄能领域达到了关键核心技术的完全自主可控，有力增强了我国能源产业链供应链的安全性。抽水蓄能成套核心控制管理系统由计

  12月5日至6日，江西赣县抽水蓄能电站建设征地移民安置规划报告审核检查会在赣州市召开。省水利厅、省发改委、省住建厅、省水利技术中心、省水科院，赣州市水利局及有关部门，赣县区人民政府及有关部门，江西赣能股份有限公司、江西峰山抽水蓄能有限公司、华东勘测设计研究院有限公司等单位人员参加会议。会

  今天（12月7日），我国西南地区首座百万千瓦级大型抽水蓄能电站——国网新源重庆蟠龙抽水蓄能电站1号机组投产发电，实现了重庆和西南电网调节性电源的新突破，是落实国家西部大开发战略，推动成渝地区双城经济圈建设，助力实现“双碳”目标取得的又一重要成果。蟠龙抽水蓄能电站位于重庆市綦江区中峰镇

  12月4日，黑龙江亚布力抽水蓄能电站、黑龙江伊春五星抽水蓄能电站占地和淹没区范围内新增建设项目和迁入人口的通告公开征求意见。详情如下：关于公开征求《黑龙江省人民政府关于禁止在黑龙江亚布力抽水蓄能电站工程占地和淹没区范围内新增建设项目和迁入人口的通告（代拟稿）》及《黑龙江省人民政府关

  近日，南方电网储能股份有限公司清远抽水蓄能电站（以下简称“清蓄电站”）安全生产纪录再创新高，实现连续安全运作超4000天，累计发电量超119.61亿千瓦时。清蓄电站是南方电网公司独资建设的第一座抽水蓄能电站，由南网储能公司运行分公司（以下简称“运行公司”）负责生产设备设施资产运行管理，于20

  12月6日，微山县人民政府发布《微山县新能源及抽水蓄能开发领域不当市场干预行为问题线索征集专栏调查问卷结果反馈》。文件指出，过文件等形式对新能源发电和抽水蓄能项目强制要求投资落地等不当市场干预行为的线索进行征集。截至调查结束时间，未收到有关问题线索反馈。下一步，微山县县将持续加强对

  近日，三峡能源在京召开战略研讨会暨抽水蓄能高质量发展分析会，专题研究公司抽水蓄能业务高质量发展的策略。会议由三峡集团党组成员、副总经理兼三峡能源党委书记、董事长王武斌主持，公司董事、监事、高级管理人员出席会议。会议指出，抽水蓄能作为当前技术最成熟、经济性最优且最具大规模开发条件的电

  近日，国家电网有限公司营销部印发“村网共建”电力便民服务示范点名单，536个电力便民服务点入选。年初以来，公司组织并且开展了“村网共建”电力便民服务示范点创建工作。各单位按照《国网营销部关于创建“村网共建”电力便民服务示范点的通知》要求，认真组织、统筹资源、稳步推进，培育了一批可复制、

  当地时间12月7日，作为《联合国气候平均状态随时间的变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）的活动之一，中阿绿色价值峰会在阿联酋迪拜举行，国网浙江电力受邀参加并现场发布了能源大数据支撑城市绿色低碳发展、服务助力首届碳中和亚运会筹办、绿电方舟公益项目、电网助力城市发展与湿地保护等多个国家电网可持续

  12月4日，中国电力与中电国际、哈萨克斯坦国家电网公司、哈萨克斯坦可再次生产的能源协会在京签署储能试点项目框架协议。哈萨克斯坦国家电网董事局主席兼CEO阿伊特扎诺夫·纳比，哈萨克斯坦可再次生产的能源协会总经理卡比克诺夫·阿尔玛特出席签约仪式。中国电力对哈萨克斯坦国家电网KEGOC代表团一行来访表示欢迎

  当地时间12月4日至6日，中国国家电网有限公司董事长辛保安在阿联酋与国际可再生能源署总干事卡梅拉、阿布扎比能源局主席阿尔马拉尔、联合国可持续发展解决方案网络主席萨克斯举行会谈，深化能源电力领域合作，积极应对全球气候平均状态随时间的变化，推动能源绿色低碳转型，服务高质量共建“一带一路”。其间，公司与阿

  近日，中国国家电网有限公司董事长辛保安赴国网驻中东办事处、中国电力技术装备有限公司沙特分公司调研并分别召开座谈会，听取公司国际业务工作汇报，检查公司海外项目运营情况，看望慰问干部员工。在国网驻中东办，辛保安听取公司在中东地区业务运营、全球能源互联网发展合作组织欧洲办事处工作情况的

  12月1日，我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地在福建开工建设。海上风电试验基地是国家“十四五”规划重点项目，项目由国家电网有限公司、中国华电集团有限公司和中国电力建设集团有限公司等单位共同投资建设，计划于2024年整体建成投运。基地以建成国际一流的海上风电研究平台、试验平台、交流

  11月24日，一台智能带电作业机器人在湖北武汉硚口区古田四路的10千伏线路改造中投入到正常的使用中。供电员工与机器人合作完成此次带电作业，由相关线余户客户“零停电、零损失、零感知”。九省通衢，大美江城。近年来，武汉作为超大城市正在加快建设国家中心城市、长江经济带核心城市，推动

  当地时间12月5日，作为《联合国气候平均状态随时间的变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）的活动之一，“全球能源互联网促进能源包容公正韧性转型”主题活动在阿联酋迪拜举行，深化沟通交流、分享成果经验，以实现全球碳中和为目标，推动形成以全球能源互联网促进全球能源包容公正韧性转型的思路方案，为更好推

  11月30日，随着国网北京市电力公司110千伏云北一二线号塔最后一段塔材被直升机缓缓放至地面，该线路隐患治理工程最大的施工难点得到解决。这是国家电网公司首次运用直升机辅助完成输电铁塔拆旧施工，为直升机辅助施工基建领域填补了技术空白，积累了宝贵经验。云北一、二线为北京密云、怀柔两地重要

  11月28日，在新疆尔自治区巴里坤哈萨克自治县三塘湖镇“疆电入渝”特高压直流输电项目巴里坤±800千伏换流站工程现场，实施工程人员正操作工程机械，在阀厅、换流变、750千伏交流滤波器场、交流场等区域同时进行基础施工。据了解，国家电网有限公司于2023年8月8日召开“疆电入渝”特高压直流输电项目开

  6月底，黑龙江省第一座大型抽水蓄能电站——荒沟抽水蓄能电站全面投产发电。荒沟抽水蓄能电站位于牡丹江海林市三道河子镇，是目前国内纬度最高的在运抽水蓄能电站。荒沟抽水蓄能电站所在地属于典型的严寒地区，历史最冷气温达零下45.2摄氏度，最大冻土深度1.91米，最大冰厚1.65米，室外工程年有效施工