Evolución y desarrollo del almacenamiento por bombeo

Evolución y desarrollo del almacenamiento por bombeo

El valor funcional único de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo la convierte en una parte importante del sistema eléctrico de la mayoría de los países.El ajuste de la estructura energética de mi país y el desarrollo del sistema eléctrico requieren centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo de cierta escala.Por lo tanto, las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo son de gran importancia para la transformación energética y la construcción de nuevos sistemas energéticos.

El papel de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo

Tanto el afeitado de picos como el relleno de valles

La central eléctrica de almacenamiento por bombeo es una forma especial de central hidroeléctrica.Durante el período de carga máxima del sistema eléctrico, se puede utilizar como central hidroeléctrica para generar electricidad y participar en la regulación máxima;Durante el período de baja carga, también se puede utilizar como estación de bombeo para absorber electricidad de bajo costo y almacenamiento de bombas para ajustar la energía.La diferencia entre pico y valle del sistema puede mejorar las características de carga diaria del sistema eléctrico y las condiciones de funcionamiento de las unidades de energía térmica y nuclear a gran escala.Al mismo tiempo, también puede reducir los costos de generación de energía, mejorar la contaminación ambiental y reducir los gastos de protección ambiental de la energía térmica.Por lo tanto, el beneficio económico de reducción de picos de una central eléctrica de almacenamiento por bombeo en lugar de una unidad de energía térmica es significativo.

suministro de energía de emergencia

Las unidades de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo arrancan y paran rápidamente.Por lo general, solo se necesitan de 2 a 3 minutos desde el arranque hasta la generación de energía a plena carga, e incluso más rápido durante la descarga.Sólo tarda unos 3 minutos.Debido a que los accidentes en los sistemas eléctricos suelen ser repentinos, para garantizar la seguridad de la red eléctrica y las necesidades de los usuarios, se debe invertir tiempo en la capacidad de reserva de emergencia.La central eléctrica de almacenamiento por bombeo es la mejor solución para realizar tareas de respaldo de emergencia en el sistema eléctrico y es una fuente de energía de seguridad de respaldo de emergencia ideal.

Asumir tareas temporales

La unidad de almacenamiento por bombeo tiene una velocidad de arranque rápida y una alta tasa de éxito, y es capaz de realizar tareas temporales, como algunas unidades de energía alimentadas con carbón que se apagan y no arrancan a tiempo, lo que requiere un reemplazo temporal de la unidad.Al mismo tiempo, dado que la unidad de almacenamiento por bombeo se puede utilizar como fuente de energía y como carga, la unidad de almacenamiento por bombeo puede cooperar estrechamente durante las pruebas de desconexión de carga y vibración a plena carga durante la operación de prueba de energía nuclear de alta potencia. unidades de agua y energía térmica, lo que hace más eficiente el despacho de la red.Cómodo y sencillo.

Realizar modulación de frecuencia y modulación de fase.

La característica de la producción de energía eléctrica es que la producción, el suministro y las ventas se completan al mismo tiempo.Si la oferta supera la demanda, el ciclo aumentará y viceversa.El ciclo estándar nacional es de 50 Hz y el rango de variación permitido es de 49,8 a 50,2 Hz; de lo contrario, la calidad del suministro de energía no está calificada.Debido al uso flexible de unidades de almacenamiento por bombeo, gran capacidad de ascenso, rápidas velocidades de salida y de subida y bajada, y la capacidad de rastrear rápidamente los cambios de carga de la red, tiene la capacidad de realizar tareas de modulación de frecuencia de la red y es la potencia de modulación de frecuencia más ideal. estación en el sistema eléctrico.Al mismo tiempo, no sólo la potencia activa sino también la potencia reactiva deben equilibrarse en el sistema de energía, para mantener estable el voltaje de la red; de lo contrario, la calidad del suministro de energía es difícil de garantizar, por lo que algunas unidades en el sistema de energía Se requieren sistemas para realizar la tarea de modulación de fase.La modulación de fase de la unidad de almacenamiento por bombeo consume menos energía y es fácil de controlar.Es la mejor solución para la tarea de modulación de fase en el sistema eléctrico.

Una breve introducción al desarrollo del almacenamiento por bombeo.

La central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo nació en Suiza en 1882 y su principal objetivo en sus inicios era almacenar agua.En la primera mitad del siglo XX, el desarrollo de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo fue lento.Hasta el final de la Segunda Guerra Mundial en 1945, sólo se pusieron en funcionamiento en el mundo más de 50 centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, distribuidas principalmente en Estados Unidos, Japón y algunos países europeos.

De los años 1960 a los años 1980, fue un período de vigoroso desarrollo de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, especialmente de los años 1970 a los años 1980, que marcó el comienzo de la época dorada para el desarrollo de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo.Después de la Segunda Guerra Mundial, los países europeos y americanos han experimentado 20 años de rápido desarrollo económico, la carga de energía ha aumentado en consecuencia y los niveles de vida del público han mejorado, lo que ha resultado en un rápido aumento en la diferencia entre el consumo de energía pico y valle.Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo con buen rendimiento para reducir los picos y llenar los valles abrieron oportunidades para un rápido desarrollo.En la década de 1960, la capacidad instalada de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo aumentó en un promedio de 1.259 MW por año, mientras que en las décadas de 1970 y 1980 aumentaron en 3.051 MW y 4.036 MW respectivamente.

Después de la década de 1990, la tasa de crecimiento de la economía mundial cayó drásticamente.La desaceleración económica provocó una desaceleración en el crecimiento de la carga de energía eléctrica.La tasa de crecimiento anual promedio de la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo cayó del 6,45% en la década de 1980 al 1,55%.

Según los últimos datos del “Libro blanco sobre la investigación de la industria del almacenamiento de energía 2023”, la escala acumulada de almacenamiento de energía global en funcionamiento en 2022 será de 237,2 GW, con una tasa de crecimiento anual del 15 %;La proporción de capacidad instalada acumulada de almacenamiento por bombeo será inferior al 80% por primera vez, una disminución interanual del 6,8%.

La central eléctrica de almacenamiento por bombeo de mi país comenzó relativamente tarde.En la década de 1960, se instaló una unidad de flujo diagonal reversible con una capacidad unitaria única de 11.000 kW importada de Japón en la central hidroeléctrica de Gangnan en la provincia de Hebei, y dos unidades de producción nacional en la central hidroeléctrica de Miyun en Beijing.La capacidad de una sola unidad es de 11.000 kW de unidades de flujo oblicuo reversible, lo que convierte a las centrales hidroeléctricas de Gangnan y Miyun en una central híbrida, que no sólo puede generar electricidad de forma convencional, sino también bombear agua para almacenar energía.

En los últimos años, con la transformación de la energía a energía verde y baja en carbono, la escala de la industria de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo de mi país se está expandiendo constantemente y básicamente se ha formado el sistema de cadena industrial.Según datos de la Administración Nacional de Energía, en 2022, la capacidad de almacenamiento por bombeo recién instalada en China alcanzará los 8,8 GW.A finales de 2022, la capacidad instalada acumulada de almacenamiento por bombeo alcanzará los 45,19 GW, un aumento del 24,18 % en comparación con 2021, lo que representa el 25 % del mercado mundial total.La tasa es del 38%.

En 2021, la Administración Nacional de Energía emitió el “Plan de desarrollo a mediano y largo plazo de almacenamiento por bombeo (2021-2035)” para guiar la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo para acelerar aún más la política.Se estima que la capacidad instalada alcanzará los 62GW para 2025 y unos 120GW para 2030.Como un tipo de tecnología de conversión de energía, la central eléctrica de almacenamiento por bombeo puede mejorar la estructura de la red y mejorar el rendimiento de seguridad de la red, y ha sido altamente valorada por el estado.

Problema de posicionamiento del almacenamiento por bombeo.

La evaluación de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo suele basarse en el precio de la red.Esta visión relativamente unilateral conduce a una falta de comprensión del posicionamiento funcional de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en el sistema eléctrico.La central eléctrica de almacenamiento por bombeo se forma al no distinguir las diferencias funcionales entre la central eléctrica de almacenamiento por bombeo y la central eléctrica convencional en el sistema, viendo solo sus deficiencias a corto plazo, ignorando la economía del sistema y su importante papel en la seguridad y estabilidad. operación del sistema eléctrico y el aseguramiento de la calidad del suministro eléctrico.La conciencia inercial de los elevados precios de la electricidad conectada a la red y la escasa eficiencia económica ha afectado gravemente a la correcta evaluación de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo.

La central de almacenamiento por bombeo se basa principalmente en beneficios dinámicos en la red eléctrica, y el precio de la electricidad en la red solo refleja la cantidad de energía generada por la central de almacenamiento por bombeo, que es relativamente baja en comparación con las centrales hidroeléctricas convencionales, alrededor de una cuarta parte. de la energía generada por las centrales hidroeléctricas convencionales;y La generación de energía de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo a menudo está estrechamente relacionada con el nivel de carga de la red, la estructura de la fuente de energía y el desarrollo económico regional, por lo que es difícil de determinar.La baja generación de energía de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo es el resultado inevitable de la optimización del sistema.Si sólo se utiliza el precio de la electricidad en la red como único indicador para ubicar los proyectos de almacenamiento por bombeo, tendrá un gran efecto negativo en la aprobación del proyecto de la central eléctrica, lo que es extremadamente desfavorable para el ajuste actual de la estructura eléctrica;y En el caso de la red eléctrica, se presta más atención a proporcionar energía con más energía, etc.La aparición de una serie de problemas hace que los beneficios de la central de almacenamiento por bombeo no se presenten plenamente, lo que afecta indirectamente el entusiasmo por la construcción de la central de almacenamiento por bombeo.

La idea de desarrollo del almacenamiento por bombeo

Coordinación e integración con la planificación energética.

La planificación del almacenamiento por bombeo debe estar bajo la guía de la planificación del desarrollo de la industria de la energía eléctrica y debe planificarse de manera unificada con otras fuentes de energía y redes eléctricas, a fin de desempeñar efectivamente el papel activo de las centrales eléctricas para garantizar el seguridad y estabilidad de la red eléctrica, mejorando la eficiencia operativa del sistema y logrando la asignación óptima de recursos en el mayor rango.

Altamente adaptable a la estrategia energética.

La planificación del almacenamiento por bombeo debe adaptarse a la estrategia nacional general de desarrollo energético, adaptarse al ajuste actual de la estructura energética, a la situación de desarrollo verde, limpio y con bajas emisiones de carbono, y cumplir con los nuevos requisitos para el funcionamiento seguro del sistema eléctrico y el desarrollo de nuevos energía para la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo.

Fortalecer la planificación unificada de las centrales eléctricas.

La construcción de una central eléctrica de almacenamiento por bombeo debe combinar la estructura eléctrica, la distribución de energía, el desarrollo de la red eléctrica, las características de carga y las redes nacionales y otros factores relacionados, así como el posicionamiento razonable de las funciones de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo en el punto de envío. y el extremo receptor, para determinar la proporción, el diseño y la construcción razonables de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo. El tiempo, de modo que la construcción y el desarrollo de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo se realicen de manera científica y ordenada.

Teniendo en cuenta los beneficios integrales de la diversificación

En el proceso de promoción de la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, el estudio y la selección del sitio de los recursos de las centrales eléctricas deben realizarse bien para garantizar que la escala de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo sea adecuada, las condiciones sean buenas, los indicadores sean buenos y el impacto sobre el entorno natural y ecológico es pequeño.Sobre esta base, almacenamiento por bombeo, aprovechamiento energético integral, redacción de planos constructivos detallados, etc.

Acelerar los trabajos preliminares de la central.

De acuerdo con los principios de proximidad al centro de carga, condiciones superiores del terreno y geológicas e indicadores técnicos, llevar a cabo de manera integral y sistemática la selección del sitio para las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, mejorar el progreso de los trabajos preliminares, preparar las reservas del proyecto con anticipación y garantizar la implementación. de planos de construcción de almacenamiento por bombeo.

Esforzarse por obtener un retorno de la inversión razonable

En la actualidad, los costos de construcción y operación de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo en mi país corren básicamente a cargo de las empresas de redes eléctricas, lo que aumenta sustancialmente la presión operativa de las empresas de redes eléctricas.En el futuro, se considerará un cálculo razonable de los costos de inversión y operación de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, se harán esfuerzos para incluirlas plenamente en los costos operativos de la red y se establecerá un mecanismo científico y completo de precios de la electricidad relacionado.

En resumen, con el desarrollo continuo de la industria de almacenamiento por bombeo de mi país y la orientación activa de las políticas nacionales, las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo recibirán más responsabilidades y misiones.En el futuro previsible, mi país marcará el comienzo de una época dorada para la industria del almacenamiento por bombeo.