[科普中国]-抽水蓄能电站综合效率

抽水蓄能电站工作原理

抽水蓄能电站由上水库、输水系统、安装有机组的厂房和下水库等建筑物组成。抽水蓄能电站的上水库是蓄存水量的工程设施，电网负荷低谷时段可将抽上来的水储存在库内，负荷高峰时段由水库放下来发电。输水系统是输送水量的工程设施，在水泵工况(抽水)把下水库的水量愉送到上水库，在水轮机工况(发电)将上水库放出的
水量通过厂房输送到下水库。厂房是放置蓄能机组和电气设备等重要机电设备的场所，也是电厂生产的中心。抽水蓄能电站无论是完成抽水、发电等基本功能，还是发挥调频、调相、升荷爬坡和紧急事故备用等重要作用，都是通过厂房中的机电设备来完成的。抽水蓄能电站的下水库也是蓄存水量的工程设施，负荷低谷时段可满足抽水的需要，负荷高峰时段可蓄存发电放水的水量。

抽水蓄能电站可以生产尖峰电力，即将非峰荷时期的电能，转换成峰荷时期的电能。为了要达到这一目的，能量必须经过两次特换，而在转换过程中不可避免地将有损失。但是，电能在数量上的损失可以从质最上的提高来得到补偿。因此，当设计一座抽水蓄能电站时，必须对这两个因素在经济上的影响予以充分的考虑。2

电站综合效率计算方法抽水蓄能电站的抽水电量将大子所发电量，即在实现能量转换时存在着能量损失。在一个循环运行过程中，发电工况下输水系统、水轮机、发电机和主变压器工作效率的乘积与抽水工况下主变压器、电动机、水泵和输水系统工作效率乘积的比值，称为抽水蓄能电站的综合效率，这是衡量其技术经济特性的重要指标。设计时，如要求比较精确地确定抽水蓄能电站的综合效率，应根据电站的工程布置特点、所采用的机组运转特性曲线及电站在电网中的运行方式计算确定。对于己运行的抽水蓄能电站，常用所发电量与抽水电量之比值来表示其综合效率。抽水蓄能电站的综合效率一般为0.65~0.75，大型抽水蓄能电站大多在0.70以上，条件优越的抽水蓄能电站可达0.78。

采用可逆式机组的抽水蓄能电站，由于机组要兼顾两种工况，其高效率区相应比较窄，与采用四机式、三机式的抽水蓄能电站比较，其综合效率一般要低些。然而，采用可逆式机组可以节省设备、减少投资，优点仍很突出，随着机组设计、制造水平的不断改进，其综合效率已有很大提高。3

电站综合效率影响因素最高效率取决于机器的设计和制造、机组的容量、水头、输水到电站或从电站取水所采用的方法以及一些其他的因素。

流量或电力网负荷的变化

效率通常用两个极限值来表示。但是，在各种运行情况下，由于流量或电力网负荷的变化，机组很少能在相应于最高效率的工作点上运行，所以这些极限效率出现的时间很短促。即使机组能在满载下连续运行，由于机器的制造以及照顾到在局部负荷时的效益等原因，也不能达到最高效率。

进水口及水道损失

在进水口处和水道内会发生水头损失，即因管道因素导致的输水过程损失，如管道水头损失、进口和出口处的损失、拦污栅上的损失、朋上及特殊段内的损失等。4

电站综合效率提高措施1.在设计时，最好使机器在作抽水机或水轮机运行时，不是在全负荷下，而是在70~80%负荷下，达到最高效率；

2.在设针和施工时应当注意上水池的防渗问题，要尽可能地降低渗漏损失。这也对水池壁和堤的稳定有利，同时也为其他结构条件所必需。

3.在设计水道及进水口时，尽量减少在这两个部位的水头损失，如优化拦污栅的设计，减少其在拦污的同时所带来的损失。4