□ 李 亮 余春濤 王壽根
近期，國家能源局印發(fā)《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035年），全國重點實施項目總裝機規(guī)模達4.2億千瓦。構建以新能源為主體的新型電力系統，迫切需要建設大規(guī)模儲能設施，而抽水蓄能電站作為目前技術最成熟、效率最高、經濟性最好的生態(tài)友好型儲能工程，是當前及今后一段時期提高電力系統調節(jié)能力和促進大規(guī)模新能源發(fā)展的最優(yōu)解決方案?？梢灶A見，國內抽水蓄能電站建設將迎來一輪高潮。
四川作為全國清潔能源示范省，抽水蓄能的歷史是什么樣？在本輪建設高潮中有何動作？未來又將如何發(fā)展？帶著眾多關心問題，筆者走訪了《四川省抽水蓄能發(fā)展中長期規(guī)劃》編制牽頭單位——中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司。
抽水蓄能發(fā)展歷史沿革
四川省抽水蓄能發(fā)展歷史較早。1992年建成的寸塘口全國建成時間排名前五。目前正利用已建春廠壩電站擴建可逆機組，裝機5MW，預計今年投產。
上世紀末，有關單位開展過成都周邊站點普查及金堂李家山、馬湖、木格措等站點前期工作。進入二十一世紀以后，隨著四川水電快速發(fā)展，抽水蓄能電站發(fā)展較少，僅是有關單位近年開展過資源普查。
面臨怎樣的機遇和挑戰(zhàn)
四川作為全國清潔能源示范省，構建以新能源為主體的新型電力系統，在電力和峰谷差需求穩(wěn)步增長、水電開發(fā)完成、新能源大規(guī)模開發(fā)、火電限制發(fā)展的情況下，抽水蓄能電站是電力系統調節(jié)運行優(yōu)質電源，作為最成熟的儲能技術，具有超大容量、經濟可靠、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)勢特點，對保障電力供應、確保電網安全、促進新能源消納具有重要意義，是四川中長期電力發(fā)展主力電源之一。
四川省抽水蓄能前期基礎較為薄弱。抽蓄電站的開發(fā)建設需要一定周期，為滿足2030年及2035年四川電力發(fā)展需求，亟須加快前期工作。公式
大邑抽水蓄能電站樞紐布置示意圖
電力需求和電網發(fā)展格局如何
隨著新時代推進西部大開發(fā)形成新格局、成渝地區(qū)雙城經濟圈建設等國家戰(zhàn)略在川深入實施，四川經濟和用電需求仍將保持穩(wěn)定增長。預計2025年、2030年、2035年最大負荷達到7100萬千瓦、8500萬千瓦和9600萬千瓦。同時，四川也要為全國“西電東送”提供堅強電力支撐，2025年送電規(guī)模達6260萬千瓦。四川面臨著滿足自身電力需求與維持川電外送的雙重壓力，電力供需形勢嚴峻。
“十四五”時期，四川將新增1000千伏特高壓交流環(huán)網。中東部成都等受端負荷中心需求大占全省的80%、本地電源少。西部送端電源較多水電占全省的80%、負荷小，屬于電力富裕區(qū)。四川電源與負荷中心逆向分布，通過省內送電通道，西部電源滿足中東部負荷中心需求。
未來電源將如何發(fā)展
四川能源資源稟賦決定了電源結構是以水、風、光為主，建立高比例可再生能源系統，推動能源高質量發(fā)展。
預計四川省2030年、2035年水電裝機達到1.22億千瓦、1.24億千瓦，開發(fā)程度達82.0%和83.5%；2030年水電開發(fā)接近完成，2035年基本開發(fā)完畢。
預計2030年、2035年省內消納新能源可達4700萬千瓦和7500萬千瓦左右。從區(qū)域上看，2030年涼山州風電基本開發(fā)完畢，2025年以后新增光伏主要分布在甘孜州和阿壩州，2035年光伏主要集中在甘孜州，新增新能源多分布在流域上游水電較少地區(qū)。新能源僅提供電量不能提供容量，且具有隨機性和波動性的特點，需要其他靈活性電源調節(jié)。
按照“雙碳”目標、節(jié)能減排政策和能源電力需求，四川將嚴控煤電發(fā)展，適度發(fā)展氣電。
隨著水電基本開發(fā)完，新能源大規(guī)模開發(fā)需要靈活性調節(jié)電源，抽水蓄能電站將是四川省中長期電源擴展重要方向之一。
公式
四川省風電開發(fā)布局
公式
四川省光伏開發(fā)布局
水電大省為何建設抽蓄
2030年四川水電開發(fā)程度很高，考慮各種電源的可能發(fā)展，2030年、2035年電力缺口達到1000萬千瓦、2000萬千瓦。
隨著經濟持續(xù)強勁發(fā)展，電力系統峰谷差越來越大，新能源大規(guī)模開發(fā)其反調峰特性加大了調峰需求。四川雖然水電較多，但水電年內豐多枯少，豐水期棄水調峰，枯水期缺水和調節(jié)能力不足致調峰能力不足，同時由于生態(tài)環(huán)保及綜合利用等原因，進一步制約調峰能力的發(fā)揮。
初步測算2030年開始出現調峰缺口，2035年汛、枯期分別缺少調峰容量1600萬千瓦、1500萬千瓦。進一步考慮分區(qū)送出通道限制、調度運行響應和安全穩(wěn)定裕度等，2035年送端調峰容量缺口2020萬千瓦，受端負荷中心調峰容量缺口1220萬千瓦。
新能源大規(guī)模接入電網，需建設具有靈活提供容量和調峰作用的電源。抽水蓄能電站同時具備調峰填谷作用，其調峰作用為水電站的2倍，燃氣電站的2.5倍，在經濟合理的情況下宜較大規(guī)模開發(fā)。
能否帶動新能源發(fā)展
化學儲能還有規(guī)模、安全性、電池環(huán)保、全生命周期技術經濟性等問題亟待解決。抽水蓄能電站是目前技術最為成熟可靠且經濟實用的大規(guī)模儲能，能夠提供系統需要的轉動慣量。在新能源集中地區(qū)，宜更多考慮抽水蓄能與風光互補運行，提高電網輸電利用小時，降低輸電成本，提高電網接納風電和光伏的能力。
據分析，2030年前部分地區(qū)新能源可通過水風光一體化實現消納。2030年~2035年，待消納新能源規(guī)模超3000萬千瓦，主要分布在三江流域上游，這些地區(qū)水電資源不足，可通過建設抽水蓄能電站消納新能源。根據新能源的位置、規(guī)模和互補消納分析，其中的2500萬千瓦可通過風光儲一體化消納，相應抽水蓄能需求規(guī)模約800萬千瓦，可以大幅提高送出通道利用效率降低輸電成本，促進西部三江流域新能源基地建設。公式
2030年~2035年待消納新能源分布示意圖
對電網保安全作用如何
抽蓄負荷跟蹤能力強，有利于改善負荷備用電源分布格局，具有承擔緊急事故備用能力，可增強調峰能力釋放水電群和火電事故備用。2035年新能源省內消納規(guī)模達到7500萬千瓦，占總裝機比達到40%，抽蓄有助于改善電網可能出現的無功不足、電壓不穩(wěn)定等問題，保障電網安全。
目前成都負荷中心缺少調相電源，抽水蓄能電站可以吸收和補償無功，是系統中理想的調壓調相電源。
發(fā)展目標布局和任務
通過電源擴展分析比較，四川抽蓄的合理規(guī)模為1100萬千瓦~1300萬千瓦。考慮省內西電東送總體格局和水風光分布，布局上主要考慮中東部負荷中心、西部新能源富集且水電較少地區(qū)。考慮滿足中東部負荷中心的調峰需求，2035年布局規(guī)模約800萬千瓦。為有效消納西部的新能源，2035年布局規(guī)模約800萬千瓦。
近期，國家能源局正式發(fā)布了規(guī)劃，四川省“十四五”重點實施、“十五五”重點實施和儲備項目共納入規(guī)劃的有16個站址，其中負荷中心9個站址、電源側7個站址。
在國家宏觀政策的指引下，四川有序發(fā)展抽水蓄能未來可期。
（李亮系中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司設計分公司規(guī)劃院專業(yè)總工程師；余春濤系中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司設計分公司副總經理；王壽根系中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司副總經理）
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