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电力的生产、输送和使用是同时发生的,一般情况下又不能储存,而电力负荷的需求却瞬息万变。一天之内,白天和前半夜的电力需求较高(其中最高时段称为高峰);下半夜大幅度地下跌(其中最低时段称为低谷),低谷有时只及高峰的一半甚至更少。鉴于这种情况,发电设备在负荷高峰时段要满发,而在低谷时段要压低出力,甚至得暂时关闭,为了按照电力需求来协调使用有关的发电设备,需采取一系列的措施。
抽水蓄能电站就是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的,是间接储存电能的一种方式。它利用下半夜过剩的电力驱动水泵,将水从下水库抽到上水库储存起来,然后在次日白天和前半夜将水放出发电,并流入下水库。在整个运作过程中,虽然部分能量会在转化间流失,但相比之下,使用抽水蓄能电站仍然比增建煤电发电设备来满足高峰用电而在低谷时压荷、停机这种情况来得便宜,效益更佳。除此以外,抽水蓄能电站还能担负调频、调相和事故备用等动态功能。因而抽水蓄能电站既是电源点,又是电力用户;并成为电网运行管理的重要工具,是确保电网安全、经济、稳定生产的支柱。
抽水蓄能电站按水流情况可分为3类:(1)纯抽水蓄能电站,上水库没有天然径流来源,抽水与发电的水量相等,循环使用;(2)混合式抽水蓄能电站,上水库有天然径流来源,既利用天然径流发电,又利用由下水库抽水蓄能发电;(3)调水式抽水蓄能电站,从位于一条河流的下水库抽水至上水库,再由上水库向另一条河流的下水库放水发电。
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