2022抽水蓄能专题研究报告.pptx

抽水蓄能专题研究;抽水蓄能原理及发展现状;可再生能源发展刚需下，储能大有可为;随着新能源渗透率提高，能源系统对储能的需求越强;根据应用场景和时间尺度不同储能系统的分类;技术特性决定电化学储能应用场景最为广泛;据CNESA的不完全统计，2021年我国储能累计装机46.1GW，新增10.5GW，同比增长231%。抽水蓄能是我国迄今为止部署最多的储能方式，占比86.3%，以 36.39GW的装机容量位列世界第一。 为满足电网调节能力的需要，抽水蓄能电站容量配置一般为电网总装机容量的7%-10%。目前全国抽蓄电站装机容量占全国电力总装机比重不到2%，离发展目 标仍有较大差距。;抽水蓄能产业链;抽水蓄能受益新能源装机将快速发展;抽水蓄能受益新能源装机将快速发展;抽水蓄能受益新能源装机将快速发展;我国抽水蓄能资源分布;抽水蓄能项目核准建设显著提速;2021年核准抽水蓄能电站平均单位静态造价5,367元/kW，机电设备及安装工程占比居首。抽水蓄能电站工程建设条件个体差异明显，造价水平与工程建设条件 和装机规模密切相关。一般情况下，抽水蓄能电站单位造价随水头高度和装机规模增加而显著降低。 抽水蓄能工程中机电设备及安装工程投资占比26.1%，位列榜首。 未来随着项目开发难度增加，工程造价水平将呈现持续攀升态势。;根据水规总院预测，“十四五”期间新核准并达到开工条件的项目容量有望达到270GW ，按照5,500元/kW的造价进行测算，预计“十四五”期间抽水蓄能投 资额超过1.4万亿元，“十五五”期间以约合1.8万亿元达到顶峰。抽水蓄能设备进入发展快车道，按照设备投资占比15%保守测算，预计2021-2035年间每年 平均新增价值量超过450亿元。;项目EPC及机电设备;前期流程有望压缩，项目建设逐步提速;EPC业务开展流程;抽水蓄能设备集约化推动项目造价下降;抽水蓄能设备构成;发电电动机由励磁装置、上下机架及机座、定子、转子等部分组成。 抽水蓄能机组容量大，在电动机启动方式下无法直接并网，需有辅助启动措施，静止变频启动装置（SFC）是当前我国大型抽水蓄能机组主要启动方式，背靠 背为备用起动方式。 电站抽发两种工况下，发电电动机运转方向相反，运行时需要频繁切换与启动，变化迅速且电流冲击大，易造成系统大幅度升温及振动。;水泵水轮机由导叶、蜗壳、联轴器、接力器、尾水管等组成。 目前我国抽水蓄能项目主要使用的是单级混流可逆式机组，应用范围广泛，但该型号机组在水头提高至600米以上时水力效率有所降低。 多级混流可逆式机组适用于超高水头项目，目前主要供应厂商为海外厂商，包括日本东芝、法国Alstom、意大利Hydroart等。 未来水泵水轮机将继续朝着高水头、高转速、大容量的方向发展，以增加电站功率，降低项目造价水平。;励磁系统与静止变频启动装置（SFC）是抽水蓄能发电电动机的关键零部 件。 静止变频器（SFC）：用于机组抽水(抽水调相)工况启动，主要由输入 单元、变频单元、输出单元、控制单元、保护单元及辅助单元几部分组 成。在机组启动时，SFC可产生频率逐渐增加的交流电，加入到机组定 子中，驱动机组转子转动，待转子达到同步转速断开变频器后，机组并 网才能进行抽水。 励磁系统：抽水蓄能机组的主要控制系统，SFC启动时 ，励磁系统配 合SFC系统将机组较为平稳地拖动到正常的水泵工况运行；停机的电气 制动过程中 ，通过对励磁电流的控制，可以使制动电流增大 ，得到较 好的制动效果。 我国首台完全具有自主知识产权的励磁系统与SFC设备，由国电南瑞分 别于2008年12月及2011年5月研制成功，并分别于潘家口、响水涧抽 蓄电站首次应用。;为提高水轮机的运行效率和稳定性，通常需要让水泵水轮机变速运行。 抽水蓄能电站变速分为分档调速（变极变速、双转子双定子变速）和连续调速（定子侧变频调速、变频交流励磁调速），当前发展较快的是变频交流励磁调速。 变频交流励磁调速系统由水泵水轮机、发电电动机、变频器、控制系统组成，水泵水轮机的调速器和发电电动机中的励磁系统分别可通过调节导叶开度和快速 改变励磁输出频率，调节抽蓄机组速度，使机组持续高效运行。 日本目前是应用变速机组最多的国家；我国首套国产变速抽水蓄能机组由国网四川电力牵头，联合国电南瑞、中国水科院、哈尔滨电机厂、中电建水电开发集 团、中电建成都院等单位于2018年开始共同研发，2022年5月于春厂坝变速抽水蓄能示范电站实现并网发电。 图23：可变速机组调节系统组成示意图 图24：两种机组发电工况下的运行范围示意图;大型抽水蓄能设备需求旺盛，厂商集中度高;抽水蓄能运营;国内外抽水蓄能电价政策梳理;我国抽水蓄能电价政策梳理;《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》 2021年4月30日发布的《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机