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刘志刚等：800m以上水头三机式抽水蓄能机组研究

800m以上水头三机式

抽水蓄能机组研究

刘志刚1，刘德民1，郝志杰1，杨和生2

（1．东方电气集团东方电机有限公司，四川省德阳市618000；

2．国家电投集团西南能源研究院有限公司，四川省成都市610200）

摘要：

我国的资源禀赋的特点是富煤、贫油、少气，促使我国的能源结构主要以化石能源为主。在“双碳”目标的指引下，

以非化石能源为主体的新型能源体系必然是未来大势所趋，光电和风电成为新型电力系统下新能源的主力军，但光电和

风电存在随机性和波动性，对电网的冲击相对较大，再加之新能源的定价机制还在探索中，所以出现了弃风、弃光等情况。

为高效吸收消纳光电、风电等未来供电主力，避免新能源的浪费，保障电网安全。抽水蓄能水电站必然是未来储能主力，

而三机式抽水蓄能机组有着更为独特储能优势，包括适用水头更高、水头变幅更宽、响应电网更快、工程造价更低等。

本文就结合光电和风电的实际情况，探讨光电和风电作为供电主力下的储能新方案，三机式抽水蓄能机组高质量消纳新

能源的研究和探索。

关键词：

超高水头；三机式抽水蓄能机组；储能；国产化

中图分类号：文献标识码：学科代码：DOI：

TM743A570.3010.3969/j.issn.2096-093X.2024.02.009

到71亿kW，可再生能源装机占比提升至82%，其中，储能

0引言

近8亿kW，抽水蓄能近6亿kW。在这样的预测下，抽水蓄

[1]

根据国家能源局发布的2023年全国电力工业统计数据，能电站可以有效保障电网安全稳定运行，是开发构建流域“水

截至2023年12月底，全国累计发电装机容量约29.2亿kW，同风光储”一体化清洁能源基地和“沙戈荒”新能源基地的储能

比增长13.9%。其中，太阳能发电装机容量约6.1亿kW，同支撑，将在规模化拉动经济发展和促进乡村振兴过程中发挥更

比增长55.2%；风电装机容量约4.4亿kW，同比增长20.7%。大的作用。

风电和太阳能发电正高速发展。同时，为了吸收和消纳风电

1光电和风电产业发展趋势

和光伏等未来供电主力，抽水蓄能电站是大规模储能的必然

选择。国家能源局正按照其发布的《抽水蓄能中长期发展规我国目前电力工业装机容量按排名依次为火电、太阳能

划（2021～2035年）》[2]系统建设抽水蓄能以满足需要。发电、风电、水电和核电，占比分别为48%、21%、15%、

按照规划，我国到2025年，抽水蓄能投产总规模较“十三五”14%、2%，如图1所示。在“双碳”目标的指引下，太阳能

翻一番，达到6200万kW以上；到2030年，抽水蓄能投发电和风电正在推动我国能源革命，2023年6月国家能源局

产总规模较“十四五”再翻一番，达到1.2亿kW左右；组织发布《新型电力系统发展蓝皮书》[4]，制定了“三步走”

到2035年，形成满足新能源高比例大规模发展需求的，技路线（见图2），到2060年建成成熟的新型电力系统，形成

术先进、管理优质、国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业。发电用电动态延时平衡、多类型储能协同应用的电力系统

根据中国工程院院士张宗亮预测[3]，预计2030年总装机容格局（见图3）。

量达到40亿kW，可再生能源装机占比近60%，其中，储能根据《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理

2亿～3亿kW，抽水蓄能1.15亿kW；2060年总装机容量达念做好碳达峰碳中和工作的意见》[5]，预计到2030年碳达峰可

再生能