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【摘 要】：我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。2020年，中央经济工作会议对做好“碳达峰、碳中和”工作作出部署，要求“加快调整优化产业结构、能源结构，推动

我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。2020年，中央经济工作会议对做好“碳达峰、碳中和”工作作出部署，要求“加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰，大力发展新能源”。中央财经委员会第九次会议提出，把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，要构建以新能源为主体的新型电力系统。未来我国能源结构中，风电、光伏等新能源的比重将大幅提升，电网安全运行面临巨大挑战。抽水蓄能电站是电力系统的主要调节电源，对确保电网安全、促进新能源消纳、推动能源绿色低碳转型具有重要意义。在“碳达峰、碳中和”目标的引领下，积极发展壮大抽水蓄能恰逢其时、势在必行。

保障国家能源安全要求提升电力系统灵活性

能源结构调整，低碳能源占比稳步提升。2019年和2020年，全国并网风电和光电设备容量占总发电设备容量比重分别为20.39%、24.09%，电源中清洁低碳能源占比持续增加。《中国电力行业年度发展报告2020》显示，2019年，国家电网经营区域新能源利用率为96.8%，比上年提高2.7个百分点，调峰弃水电量比上年减少12.1%。南方电网经营区域弃风率、弃光率均为0.2%，云南弃水电量减少90%。但是，风电和光电等低碳清洁能源固有的反调峰特性，将对电网安全提出更大挑战，对电力系统灵活调节提出更高要求。

电力需求总量不断增长，峰谷差持续扩大。据国家统计局数据，2017~2019年全国发电量逐年增加，分别为.47亿千瓦时、.33亿千瓦时、.28亿千瓦时。我国电力电量平衡格局总体呈现“电量平衡有余，季节性用电高峰期间电力平衡能力偏紧”的特点，峰谷差持续加大。以华东电网为例，2019年峰谷差高达9520万千瓦，比2017年增加1885万千瓦，增长24.7%。峰谷差不断加大，给电网安全运行带来更大压力。

电力用户对高质量电能的需求不断提高。随着经济社会的快速发展，人们对电能质量的要求日益提高。如果电能质量恶化，会引起用电设备的效率和功率因数降低，损耗增加，寿命缩短，产品品质下降，电子和自动化设备失灵等问题，会对安全生产、经济效益和人民生活造成较大影响。电能具有即发即用的特点，电力负荷在随时波动，电网运行要维持稳定的频率和电压，需要有灵活的调节电源供调度使用。为满足电力用户对高质量电能的需要，电网对调节电源的需求在不断增加。

电网紧急安全事件明显增多。2020年度，国网电力调度机构紧急调用需求7442次，同比增加64.61%，累计时长小时，同比增长113.2%。2021年1月，受经济复苏、大范围寒潮等因素影响，对国内电网安全运行提出了更高强度的临时性调节需求。今年2月美国德克萨斯州出现大范围寒潮，导致包括居民在内的电力用户轮流停电、电力现货价格持续高涨和大面积、长时间停电事故，我们应引以为戒。电力系统应急响应不到位、备用容量不足、跨区互济能力较弱、市场机制设计存在短板等，是发生电网安全事故和市场价格剧烈波动的主要原因。

抽水蓄能电站是保障电网安全的优质调节电源

抽水蓄能是技术成熟、调节能力强、经济性好的安全调节电源。除具备其他常规电源和储能设施具有的调峰、调频功能作用外，还具有其他常规电源和储能设施不具备的填谷、调相、事故备用和“黑启动”等功能。与常规电源和储能设施相比，抽水蓄能电源在技术性、经济性上具有绝对领先优势。抽水蓄能比常规电源调节手段多、容量大、效率高，比储能设施转换效率高、容量大、寿命长、安全性高。

抽水蓄能还通过发挥紧急事故备用和“黑启动”功能保障电网安全。抽水蓄能电源从启动到满负荷发电仅需2分钟，可在5分钟内实现发电与抽水工况的紧急转换，且几乎不发生额外直接成本。与常规发电电源相比，性能较好的煤电机组启动到满负荷一般至少需要8小时；燃气机组热态情况下从启动到满负荷约2小时，热态情况下启动一次成本约10万元。

抽水蓄能电源调峰容量大，单个电站规模可达到120~360万千瓦；能量转换效率75%~85%；日调节一般为5~6小时；使用寿命长，设计寿命30年，水工建筑物50年以上。与储能设施相比，技术相对比较成熟的化学储能虽然调节能力强，但容量难以达到系统级调峰的规模，大规模使用还存在困难。一般化学储能满功率连续充放电时间在1~4小时之间，寿命周期较短多为10年左右，防火安全性问题比较突出。化学储能造价较高，是抽水蓄能的4到6倍左右。

文章来源：《水电与抽水蓄能》 网址: http://www.sdycsxn.cn/zonghexinwen/2021/0512/574.html