抽水蓄能电站节能评估问题研究

抽水蓄能电站节能评估问题研究

高学洪

江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏213334

摘要：近年来，人们对节能的问题越来越重视。抽水蓄能电站作为电力系统的能源“循环器”，在电力系统负荷低谷时段将水从低处抽到高处储存能量，在系统负荷高峰时段发电，为电网提供高峰电力。抽水蓄能电站与常规水电站相比存在诸多不同之处，因此在节能评估工作中也具有其独有的特点。本文阐述了在抽水蓄能电站节能评估工作中遇到的几个问题，并结合抽水蓄能电站的特点进行分析，提出了一些自己的看法。

关键词：抽水蓄能电站；节能评估；抽水/发电电量；能量平衡；厂用电率

引言

抽水蓄能电站主要是利用电力负荷在低谷时的电能把下水库储蓄的水抽到上水库内，即利用电网低谷电能通过高压电缆、主变压器降压、离相封闭母线使（发电）电动机输出机械能，再由水泵（水轮机）将机械能转换为上水库的水力势能。电力系统需要时再从上水库放水至下水库进行发电，即由（水泵）水轮机将水力势能转换成机械能，再由发电（电动）机将机械能转换成高峰电能，经离相封闭母线、主变压器升压及高压电缆将电能送入电网。

1抽水电量、发电电量

抽水蓄能电站属于能源加工转换企业，企存在抽水和发电两个完全相反的工序，必须要从电网进行电能的购买，还要为电网提供电能。因此，存在抽水电量和发电电量两个重要指标。各单位均按约定俗成的通用做法来定义和计算这两项指标。两项指标的定义及计算方法分别如下：

1.1抽水电量

抽水电量最终转换为两大部分，一部分经过抽水和发电两个工序后转换为发电电量，另一部分则是在整个抽水过程中损耗和消耗的所有电量（包括抽水时的水力损失、机组机械损失、输送损失及辅助和附属生产设备消耗的电量）以及发电过程中水力损失和机组机械损失的电量。即：

抽水电量=发电电量+抽水损耗的所有电量+发电时水力损失和机组机械损失的电量公式(1)

1.2发电电量

发电电量的计量点设定在发电机出口，因此其中还包含了发电机发出的电能在厂内输送过程中损失的电量和发电时辅助和附属生产设备等消耗的电量。发电电量扣除这两部分电能损耗即得到上网电量。即：

发电电量=上网电量+发电时的输送损失电量及辅助和附属生产设备消耗的电量公式(2)

1.3可研阶段抽水电量和发电电量的计算

规划专业根据电站装机容量和发电时间计算得出电站的设计发电电量，再除以抽水蓄能电站通常的电力转换效率75%，得到电站的设计抽水电量。

1.4节能评估阶段抽水电量和发电电量的计算

在节能评估阶段，通过对电站抽水、发电全过程中各项能耗（水力损失、机械损失、输送损失及辅助和附属生产设备消耗的电量）的详细核算，得出电站的电力消费总量，并以此为基础对抽水电量（购入电量）、发电电量以及上网电量进行核算。

1.5节能评估审查中遇到的问题

在进行审查节能评估报告时，有些专家对抽水蓄能电站的运行和计量特点以及抽水电量和发电电量的定义和计算方法并不了解。错误的按字面意思认为抽水电量仅仅是电站抽水过程中的耗电量，提出抽水蓄能电站的电力消费总量是抽水电量和发电电量的差值与能评阶段核算出的电力消费总量的和的错误概念。

1.6观点及建议

节能评估阶段计算得出的电力消费总量包含了电站在抽水和发电全过程中的所有电力损耗和消耗，因此，在能效水平评估和能源消费影响评估环节中使用的综合能源消费量，采用能评阶段核算出的电力消费总量与其它能源消费量之和即可，不应再叠加抽水电量与发电电量的差值。

2能量平衡

2.1能量平衡方向一（以发电电量为基准）

以电站发电电量为基准，通过累加各项损耗、能耗，推算出电站购入电量亦即抽水电量。即：

抽水电量=发电电量+抽水损耗的所有电量+发电时水力损失和机组机械损失的电量公式(1)

2.2能量平衡方向二（以抽水电量为基准）

以电站抽水电量为基准，通过扣减各项损耗、能耗，推算出电站的发电电量。即：

发电电量=抽水电量-抽水损耗的所有电量-发电时水力损失和机组机械损失的电量公式(4)

2.3问题及分析

两种方法看似相同，但结果却有所不同。因为，可研阶段用来计算抽水电量的电力转换效率（75%）是一个经验值，实际抽水蓄能电站的电力转换效率不一定等于75%，通常抽蓄的电力转换效率都高于75%，即抽水发电过程中的电力消费低于25%。对于同一工程，如果使用方向一，以发电电量为基准推算出的抽水电量将小于可研阶段推算出的抽水电量；如果使用方向二，以抽水电量为基准推算出的发电电量将高于可研阶段的发电电量。故由方向二推算出的上网电量将高于由方向一推算出的上网电量。以某抽水蓄能电站为例，笔者按两个不同方向推算出的抽水电量、发电电量和上网电量分别如下：

2.4观点

由上表可以看出，由不同基准、不同推算方向得出的电量可能存在较明显差异，故笔者提出这个问题，与各位专家探讨。但笔者认为方向一更符合可研阶段抽水电量和发电电量的推算方向，更趋合理。

3厂用电率、综合厂用电率

3.1厂用电率和综合厂用电率的定义

厂用电率和综合厂用电率是衡量电力生产企业能耗的一项重要指标。抽水蓄能电站厂用电率和综合厂用电率的定义即计算公式是：

厂用电率=［辅助生产设备消耗和损失的电量+附属生产设施消耗和损失的电量］/（抽水电量+发电电量）公式(5)

综合厂用电率=［输电系统损失的电量+辅助生产设备消耗和损失的电量+附属生产设施消耗和损失的电量］/（抽水电量+发电电量）公式(6)

3.2问题及分析

如果采用能评阶段核算出的抽水电量和发电电量来计算厂用电率和综合厂用电率，则由于第2节中提出的能量平衡方向的问题，引出了下面的问题：由第2节中的论述可知，由方向一推算出的抽水电量和发电电量的和小于方向二推算出的抽水电量和发电电量的和，这就会导致最终厂用电率和综合厂用电率计算结果的不同。以某抽水蓄能电站为例，笔者分别采用可研阶段电量和能评阶段两个不同方向推算出的电量，计算得出的厂用

电率和综合厂用电率分别如下：

由上表可见，对于不同的电量取值，虽然厂用电率和综合厂用电率差别不太明显，但还是存在一定差异。

3.3观点

笔者认为既然节能评估核算出了抽水电量和发电电量，则采用节能评估阶段核算出的电量计算厂用电率和综合厂用电率更为合理。又基于第2节的观点，7笔者认为采用由方向一（以发电电量为基准）推算出的抽水电量和发电电量来计算厂用电率和综合厂用电率更为合理。

结语

抽水蓄能电站作为能源加工转换企业，存在抽水和发电两个完全相反的工序，这也就决定了抽水蓄能电站的节能评估工作存在诸多与常规水电站节能评估的不同之处。在评估报告中应对抽水电量和发电电量的定义及计算方法进行简单阐述，防止在能耗统计过程中出现重复计算的错误、避免导致错误的评估结果。希望今后能出台专门的抽水蓄能电站节能评估规范或指南，规范主要评估指标的定义和计算方法，让抽水蓄能电站的节能评估工作以统一的方式进行，以便考核验收。

参考文献:

［1］孙莉．天池抽水蓄能电站节能评估要点［J］．资源节约与环保，2014（11）：26-27．

［2］王婷婷，李晓伟．常规水电站节能评估的能量转换分析与计算［J］．水力发电，2016（06）：80-83．