中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：抽水蓄能電站從1882年在歐洲問世以來，已有100多年的歷史。在瑞士蘇黎世興建的世界上第一座蓄能電站，功率僅515kW,抽水揚(yáng)程153m,是一座季節(jié)型的抽水蓄能電站。此后這種電站逐年增加，1910年已建有14座，1930年達(dá)42座。到40年代中期，世界上已有50余座抽水蓄能電站投入運(yùn)行，其中有些蓄能電站抽水揚(yáng)程在300m以上。當(dāng)時(shí)最大單機(jī)容量為33MW,電站裝機(jī)容量達(dá)132MW。
早期的抽水蓄能電站以蓄水為主要目標(biāo)，大多在汛期抽水齋存在上水庫中供枯水期發(fā)電用。本世紀(jì)50年代開始，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，抽水蓄能電站進(jìn)而以調(diào)峰和調(diào)頻等為主要任務(wù)。60年代后抽水蓄能電站有了很快的發(fā)展，1961年世界各國投入運(yùn)行的蓄能電站裝機(jī)容量為6400MW,1972年約達(dá)35000MW,1980年世界上已建成的抽水蓄能電站有170多座，總裝機(jī)容量已近70000MW,20年中增長10倍。1990年世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量達(dá)到90000MW左右。
美國于19世紀(jì)20年代修建了第一座小型抽水蓄能電站。但大規(guī)模的發(fā)展是從60年代開始的。1960年建成4座抽水蓄能電站，總裝機(jī)容量僅87MW,至1980年擁有30座，裝機(jī)容量已發(fā)展到13270MW,20年內(nèi)平均年增長率達(dá)28.6%。1985年抽水蓄能電站裝機(jī)容量為16360MW,居世界第一位。預(yù)計(jì)2000年將達(dá)49800MW,已經(jīng)投入運(yùn)行的裝機(jī)容量超過1000MW的電站有7座。1974年建成的拉丁頓(Ludingion)抽水蓄能電站裝機(jī)容量為1872MW,1985年投入運(yùn)行的巴斯康蒂(BathCounty)電站裝機(jī)容量為2100MW,是當(dāng)今世界上已建成的最大的抽水蓄能電站。蓄能電站迅速發(fā)展的主要原因，是系統(tǒng)核電、火電容量大，極需抽水蓄能填谷調(diào)峰。美國近30年來所興建的抽水薔能電站，絕大部分是利用已建的水庫作下水庫，而在附近高處利用有利地形筑壩，形成上水庫。少數(shù)利用天然湖泊作下水庫，或攔河筑壩作下水庫，或不筑壩而直接以天然河流作下水庫。美國還成立了核電站一抽水蓄能電站一常規(guī)水電站聯(lián)合中心，分配核電站和火電站承擔(dān)基荷，抽水蓄能電站和常規(guī)水電站承擔(dān)峰荷，彼此配合，既可滿足用電需要，還可節(jié)省投資。
日本由于水力資源豐富，長期以來一直以水力發(fā)電為主。到1960年共建水電站1531座，總?cè)萘?2680MW。水電的經(jīng)濟(jì)壩址大都已開發(fā)完畢。60年代以后，因其經(jīng)濟(jì)空前增長，電力需要量急速上升，火電迅速發(fā)展，水電比重明顯下降，1980年水電裝機(jī)容量和發(fā)電量的比重，在總電源構(gòu)成中分別為20,7%和15.9%。大容量火電廠成為主要電源。為了解決具有調(diào)節(jié)性能水電站的不足，開始興建抽水蓄能電站，主要是混合式開發(fā)，采用可逆式機(jī)組，揚(yáng)程為70～190m,單機(jī)容量一般在50～100MW之間。在70年代，由于興建高效率大容量火電站和開始發(fā)展核電站，更加迫切需要興建大型抽水蓄能電站，這一時(shí)期興建的電站水頭200～500m,單機(jī)容量200～300MW。至1985年抽水蓄能電站總裝機(jī)容量為11650MW,占水電總裝機(jī)的43%,其中1000MW以上抽水蓄能電站6座。日本通過研究認(rèn)為，在以火電和核電為主的電力系統(tǒng)中，需要占容量10%～15%的抽水蓄能電站。
蘇聯(lián)水能資源豐富，但分布很不平衡，遠(yuǎn)離歐洲經(jīng)濟(jì)中心。歐洲部分只占18.1%,且適于經(jīng)濟(jì)開發(fā)的水力資源幾乎已利用完，新增發(fā)電設(shè)備主要是大型凝汽式火電廠和核電站，水電比重較小。由于火峰負(fù)荷的增長速度比基本負(fù)荷的增長速度更快，從60年代開始研究修建抽水蓄能電站的可能性和合理性?？紤]到遠(yuǎn)距離輸送調(diào)峰電力在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上存在的問題，蘇聯(lián)在歐洲部分的水電開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到抽水蓄能電站的建設(shè)上。1956年首次建成庫班抽水蓄能電站，蓄能周期為季調(diào)節(jié)，容量19MW,水頭14.5～30m?；o(Kiev)混合式抽水蓄能電站于1972年建成，裝有3臺(tái)41.5MW常規(guī)機(jī)組和3臺(tái)33.4MW可逆式抽水蓄能機(jī)組，總裝機(jī)容量約225MW基輔電站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明建設(shè)抽水蓄能電站是經(jīng)濟(jì)有效的發(fā)展方向，70年代以后加速建設(shè)。80年代開始建設(shè)超過1000MW的抽水蓄能電站有6座，總裝機(jī)容量12000MW。其中卡涅夫(Kanev)抽水蓄能電站，裝機(jī)3600MW,是世界上在建的最大的抽水蓄能電站。據(jù)全蘇水工建筑物設(shè)計(jì)院論證，至1990年蘇聯(lián)歐洲部分需要投入的抽水蓄能電站不少于10座，總?cè)萘繛?0000～12000MW。蘇聯(lián)建設(shè)抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)分析表明，如果帶峰荷的抽水蓄能電站每天發(fā)電4～5h,抽水7h,單位千瓦投資不超過火電站投資的4～5倍是經(jīng)濟(jì)的；帶腰荷的抽水蓄能電站，每天抽水6～7h,發(fā)電10～16h,單位千瓦投資不超過同樣負(fù)荷火電站投資的4～5倍是經(jīng)濟(jì)的。
在西歐國家中，意大利的抽水蓄能電站占第一位，從1963～1985年抽水蓄能裝機(jī)由700MW猛增到6000MW,增長了8.6倍。60年代后，意大利電網(wǎng)中水電比重逐年下降，火電比重快速增長，以調(diào)節(jié)容量為主的抽水蓄能電站的大量投入，使電網(wǎng)提高了調(diào)節(jié)的靈活性，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。法國是核電供電占很大比例的國家。它處于西歐聯(lián)合大電網(wǎng)的中心，進(jìn)行功率交換十分便利。近20年來，法國在大力發(fā)展核電站同時(shí)，大力發(fā)展了抽水蓄能電站，以滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷要求?，F(xiàn)在法國擁有大型抽水蓄能電站9座，總?cè)萘繛?000MW。在開發(fā)方式上，法國抽水蓄能電站的特點(diǎn)是很多上水庫有天然來流，這樣有利于形成較大的上水庫庫容，增大電站容量，實(shí)現(xiàn)周、季蓄能循環(huán)。瑞士和奧地利是以水電為主的國家，1982年水電在總發(fā)電量中的比重分別占71%和72%。瑞士抽水蓄能電站總?cè)萘績H為900MW,主要是混合式開發(fā)，它主要消耗核電站和徑流式電站所發(fā)出的低谷剩余電能。德國電網(wǎng)中主要由火電站供電，火電占總發(fā)電量的77%,須建設(shè)抽水蓄能電站，后者總?cè)萘窟_(dá)3100MW。1975年投入運(yùn)行的霍恩貝格(Hornbergstufe)純抽水蓄能電站，容量為4×250MW,水頭575m。盧森堡于60年代開始建設(shè)的菲安登(Vianden)抽水蓄能電站分兩期開發(fā)，第一期9臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量100MW,為三機(jī)式橫軸地下廠房，第二期1臺(tái)機(jī)組，單機(jī)200MW,為可逆式機(jī)組井式廠房。英國電力系統(tǒng)以火電為主，從60年代開始建設(shè)抽水蓄能電站，1982年投入運(yùn)行的迪諾威克(Dinorwic)抽水蓄能電站，裝機(jī)容量1800MW(6×300MW),水頭超過500m,主要擔(dān)任調(diào)頻和備用容量。
此外，世界上許多地區(qū)的國家都在發(fā)展大容量的抽水蓄能電站。
從當(dāng)今世界各國發(fā)展抽水蓄能電站的情況，可以歸納出以下特點(diǎn)：
1.自60年代以來，隨著抽水蓄能電站的大量興建，抽水蓄能技術(shù)有很大進(jìn)步，從而更進(jìn)一步促進(jìn)了抽水蓄能電站的建設(shè)向高水頭、大單機(jī)、大容量方向發(fā)展。如美國巴斯康蒂抽水蓄能電站裝機(jī)容量為2100MW,安裝了世界上容量最大的可逆混流式水泵水輪機(jī)(350MW),其直徑為6.35m。此外，在有適合地形地質(zhì)條件時(shí)，總是修建地下廠房，英國迪諾威克蓄能電站地下洞室尺寸已達(dá)180×24×60m3。
2.抽水蓄能電站的建設(shè)是與電力系統(tǒng)的發(fā)展密切聯(lián)系在一起的，隨著系統(tǒng)中高參數(shù)、大容量火電機(jī)組和大型核電機(jī)組的投入以及電網(wǎng)供電負(fù)荷率的進(jìn)一步降低，抽水蓄能電站已成為系統(tǒng)電源構(gòu)成中一個(gè)不可缺少的組成部分。
3.世界上不僅以火電為主或擁有大量核電的國家在大力發(fā)展抽水蓄能電站，就是那些水力資源比較豐富的國家，如蘇聯(lián)和巴西，由于水力資源分布不均衡，考慮到遠(yuǎn)距離輸送調(diào)峰電力在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上所存在的問題，也加速在負(fù)荷中心地區(qū)修建抽水蓄能電站。
4.由于抽水蓄能電站運(yùn)行靈活，除了擔(dān)任調(diào)峰填谷外，它的作用進(jìn)一步擴(kuò)展。如英國迪諾威克抽水蓄能電站，其主要作用之一是在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻任務(wù)，以保證系統(tǒng)對頻率穩(wěn)定的嚴(yán)格要求，另一個(gè)主要功能是為系統(tǒng)中核電站提供事故備用容量。
