抽水蓄能
电价便宜或电力富余时把水抽到上水库,需要用电时放水经水轮机发电的储能方式;全球规模最大的电网储能形式。
抽水蓄能(PSH)占全球已装电网储能容量(按储能量计)的大头:功率约 180–190 GW(IHA 2024),储能量在 9,000 GWh 量级,不过如今电池新增功率的速度更快。中国、日本和美国的抽蓄规模最大。
储存的能量取决于水量和水头:
100 万 m³ 水在 400 m 水头下,未计损失时可储能约 1,090 MWh。主要参数:
- 往返效率:现代电站为 70–85%
- 持续时长:满功率通常 6–20 小时,一些季节性项目长得多
- 响应:从静止转入发电约需 1–3 分钟,从空转状态只需几秒;变速机组和三机式机组在抽水时也能调节功率
- 寿命:土建工程 50–100 年,机电设备每 30–40 年大修一次
多数电站使用可逆式混流式水泵水轮机。大型实例有丰宁(中国,3.6 GW)、Bath County(美国,约 3 GW)和 Dinorwig(英国,1.7 GW,以黑启动能力出名)。
制约来自地理和资金:要有合适的地形,建设周期长(5–10 年),前期投资高。ANU 在全球范围测绘了闭环式“离河”抽蓄站点,这类项目不影响河流,作为高比例可再生能源电网的长时储能越来越受关注。
相关术语
全部术语 →- 水头
水电站进水口水面与水轮机出口或尾水之间的垂直高差,与流量一起决定可用功率。
- 混流式水轮机(Francis)
一种固定叶片的反击式水轮机,水流径向进入、轴向流出;安装量最大的设计,适用于约 30–700 m 的中水头。
- 往返效率
输入储能系统的能量在放电时能取回的比例,在规定的边界(电芯、直流或交流并网点)测量。
- 长时储能(LDES)
能以额定功率持续放电约 8 小时以上的储能,可应对 2–4 小时电池覆盖不了的多日低谷和季节性失衡。
- 黑启动
在全部或部分停电后,利用无需电网供电即可启动的机组恢复电力系统的过程。
- LCOS(平准化储能成本)
储能资产寿命期内每放出 1 MWh 的平均成本,包括投资、运营、充电电费和效率损失。