【电气工程及其自动化】抽水蓄能电站工作原理及发展前景探究

本科生毕业设计（论文）抽水蓄能电站工作原理及发展前景探究二级学院信息科学与技术学院专业电气工程及其自动化完成日期2015年5月25日A基础理论B应用研究C调查报告D其他目录1前言12抽水蓄能电站121抽水蓄能的概念1211电网负荷的峰谷差1212抽水蓄能电站的工作原理与工作特点2213抽水蓄能电站在电力系统中的作用4214抽水蓄能电站的关键技术522抽水蓄能电站的类型623抽水蓄能电站的发展7231我国抽水蓄能电站的发展7232国外抽水蓄能电站的发展9233抽水蓄能电站的发展前景103广州抽水蓄能电站1131广州抽水蓄能电站工作示意图1232广州抽水蓄能电站的工作原理1233广州抽水蓄能电站效率计算154结论16参考文献17抽水蓄能电站工作原理及发展前景探究摘要本文探讨了抽水蓄能电站的基本原理和关键技术，研究了抽水蓄能电站的发展现状和前景。通过对广州抽水蓄能电站的详细描述，加深对抽水蓄能电站工作原理及发电站效率计算的具体认识。关键字抽水蓄能电站；工作原理；关键技术；效率计算THEWORKINGPRINCIPLEOFPUMPEDSTORAGEPOWERSTATIONANDFUTUREEXPLORATIONABSTRACTTHISARTICLEHAVEDISCUSSTHEBASICFUNDAMENTALSANDCRITICALTECHNOLOGIESOFPUMPEDSTORAGEPOWERSTATION,ANDSTUDIEDITSDEVELOPMENTSTATUSANDPROSPECTSCOMBININGWITHTHEDESCRIPTIONOFGUANGZHOUPUMPEDSTORAGEPOWERSTATION,IWILLLEARNMOREABOUTTHEOPRATIONALPRINCIPLEANDTHEMETHODOFEFFICIENCYCALCULATIONONPUMPEDSTORAGEPOWERSTATIONKEYWORDSPUMPEDSTORAGEPOWERSTATION,OPERATIONALPRINCIPLE,CRITICALTECHNOLOGY,EFFICIENCYCALCULATION1前言随着经济的迅猛发展，对电力需求量要求很大，而抽水蓄能电站对于电网系统的稳定运行有着其他电站不可比拟的优势。本文主要介绍抽水蓄能电站。通过查找资料及前人著作，探讨了抽水蓄能电站的工作原理及关键技术，结合广州抽水蓄能电站加深对抽水蓄能电站工作原理及效率计算的具体认识，预测抽水蓄能电站未来在我国发展的前景。通过对抽水蓄能电站的深入认识，明白到抽水蓄能电站在需要大电流，稳定安全的电力系统中起着重要的作用，以及建设抽水蓄能电站的必要性。2抽水蓄能电站21抽水蓄能的概念211电网负荷的峰谷差由于工农业经济和城市的迅猛发展，需要电网供电的负荷量不断增长，在一天内电网负荷波动的峰谷差数值也不断上升。电力系统不仅要解决供电容量问题，更需要解决保证电网经济运行供电的峰谷差调度问题。据能源预测研究资料我国华东、华北等几个大电力系统的最大负荷和峰谷负荷差的发展预测值，如表11所示1。可以看出，系统峰谷差占到最大负荷容量的1/41/2,如华东电网，2000年最大负荷为3536万千瓦，峰谷差为1232万千瓦，占348。为了达到电网安全运行，电力系统必须具有足够的调峰填谷的能力。表11我国几个电力系统的负荷容量发展预测值单位万千瓦电力系统华东华北东北华中华南最大负荷20041728159813721992峰谷差666540582550最大负荷353637603340245040302000峰谷差1232139114657942138最大负荷15000158288520117052020峰谷差7500617337485620担任电网调峰的电力设备有调峰火电机组、燃气轮机组、核电机组和抽水蓄能机组等，其中抽水蓄能机组是一种启动快、调节灵活、能有效应付负荷变化、能有效的调峰填谷的设施，它还可以承担调频、调相、事故备用、负荷备用等任务。212抽水蓄能电站的工作原理和工作特点抽水蓄能电站是利用电网中负荷低谷时的电力，把下水库的水抽到上水库蓄能，待电网高峰负荷时，再放水到下水库进行发电的一种水电站。抽水蓄能的低吸高发功能，实现了电能的有效储存，有效调节了电力系统生产、供应、使用，保持了三者之间的动态平衡。抽水蓄能时能够大规模蓄能的发电装置，是保障电力系统安全稳定经济运行有效调节装置。纯抽水蓄能电站布置示意图如图12所示2。A（B图12纯抽水蓄能电站布置示意图（A在日负荷图上的工作状态；B建筑物布置示意图基于抽水蓄能电站的特殊性和工作原理，抽水蓄能电站具有以下工作特点31抽水蓄能电站午夜负荷低谷时的多余电能抽水，待早、晚出现负荷高峰时放电。在一次运行过程中，其抽水用电量与发电量计算公式可以描PET述为21）PPVHE02722）TTVHE027式中V上水库或下水库的蓄能库容，；3MH发电工况的平均水头或抽水工况的平均扬程，；、分别为发电工况与抽水工况的运行效率，。TP由此可见，当抽水蓄能电站的发电量一定时，上下水库水位高程差H越TE大，则需要的蓄能库容V越小，即水库和输水管道的投资越省，所以抽水蓄能电站应向高水头方向发展。2抽水蓄能电站将低谷电能转换成高峰电能，电能转换必然伴随着能量损失，显然抽水用电量必须大于发电量。抽水蓄能电站的综合效率（又PETE称为周期效率）定义为在供给上库的水量和从上库取出水量相等的条件下，发电工况时所产生电量与抽水工况时所耗电量之比，为抽水蓄能电站的TP综合效率，即23PTE244321T25）8765P式中、分别为发电工况下抽水蓄能电站输水系统、水轮机、1234发电机和主变压器的工作效率；、分别为抽水工况下主变压器、电动机、水泵和输水5678系统的工作效率；由此可见，抽水蓄能电站的综合效率实际上是变压器、水力机械与电气设备、输水管道在发电工况和抽水工况时运行效率之乘积。这里综合效率只考虑到电站出口为止，未计线路输电损失。一般而言，现代化的大中型抽水蓄能电站综合效率067075，即平时常说的“三度电换两度电”或“四度电换三度电”。抽水蓄能电站的综合效率，在电站规划阶段可以采用07，进一步设计时应该逐项详细计算后确定。3抽水蓄能电站一般均在实行峰谷分时电价的电网中工作，这类电站吸收的是低谷时段的廉价电能，发出的是高峰时段的高价电能，从而增加了电站的纯收入，具有较好的经济特性。4抽水蓄能电站的运行特点是其机组既要作发电运行，又要作抽水运行，而且两种工况转换比较频繁。因此，机组的设计和输水系统中各组成建筑物的布置都要充分考虑水流双向流动的要求，使之在两种运行工况下都具有较好的水流条件。5抽水蓄能电站启动迅速、运行灵活、工作可靠，特别对负荷的急速变化可以做出快速反应。因此抽水蓄能电站适宜承担系统的调峰、调频、事故备用等任务，在电网中发挥巨大作用。213抽水蓄能电站在电力系统中的作用抽水蓄能电站在抽水和发电的能量转换过程中，伴随着较大的能量损失，其综合效率只有67到75,那么为什么世界各国还要大量兴建抽水蓄能电站呢通过国内外抽水蓄能电站实际运行的分析研究，抽水蓄能电站在电力系统中能发挥重大的作用，产生多种效益。这些作用归结起来有以下几个方面3。1既能调峰又能填谷，具有双倍容量功能抽水蓄能电站的机组从备用达到满负荷运行仅需120S到150S，这是火电机组所望尘莫及的。且这种电站具有削峰和填谷的双重作用，因此它的调峰能力为其装机容量的2倍，比常规水电站和调峰机组的调峰能力要好得多。2起停迅速，是理想的紧急事故备用电源抽水蓄能机组起停迅速，改变工况快，是良好的事故备用机组。3改善火电和核电运行条件抽水蓄能电站与核电配合运行所发电量成为可满足电网负荷变化要求的优质电能。如电力系统日最小负荷率为06，系统为纯火电机组时，还得一些机组频繁地起停运行。如果加入10的抽水蓄能机组，则火电机组的调荷能力只需20或稍多一点即可，同时“解放”了绝大部分火电机组，让它们在高效率区间运行。对于核电站而言，尤其需蓄能电站配合改善其运行条件。4提高电网运行效益在水电比重较大的电网中，抽水蓄能电站可利用水电的低谷电能抽水转换成高峰电量，从而减少水电弃水量或火电耗煤量。5发挥线路的输电能力有了蓄能电站，相当于一条高速公路变成了两条高速公路低谷时，线路可以满载运行，而高峰时，在主网线路满载运行的情况下，蓄能电站依然可以供给周围的高峰负荷，从而减轻了主网线路的压力。6显著的动态效益从国外的研究成果看，抽水蓄能的动态效益主要体现在承担短负荷、事故备用、调频、调相、提高系统运行可靠性等方面。抽水蓄能电站的调相运行功能可减少电网无功补偿设备，从而节省电网投资及运行费用。7节省电力投资费用研究表明，兴建抽水蓄能电站，其投资比常规水电站少、工期短。8抽水蓄能电站可大大提高电网运行的安全性由于抽水蓄能机组起停速度快，改变工况速度快，是电力系统的“快速反应部队”，它的加盟，对电力系统的安全运行和事故备用都起到安全保障作用。214抽水蓄能电站的关键技术1抽水蓄能电站从建设到运行需要应用到一些关键技术，保证电站建设、运行时安全可靠，以下列出了一些在电站建设或运行需要掌握的技术451地下厂房结构布置和振动特性；水电站厂房结构是水电站枢纽的重要组成部分,是将水能转化为电能的综合工程设施。水轮发电机组在运行过程中,不可避免地会产生振动,机组振动必然会引起其支承结构的振动,严重时甚至会引起厂房振动,以致被迫停机。这就需要在设计和建设过程中进行相应的研究,采取有效措施，如动力优化设计、模拟实验和现场观测,尽量防止厂房在运行中的振动,将损失减小到最小。2大直径、高水头预应力钢筋混凝土高压管道结构及埋藏式钢岔管结构受力分析；压力钢管是水利水电工程中输水建筑物的重要组成部分。当一根钢管需要供应多台机组、或者需要从钢管中引走一部分流量供其它用途时,便需要设置岔管。所以岔管的设计和研究是输水建筑物系统设计和研究的重要内容之一，要对压力管进行水力计算。3井式进/出水口的水力学问题；抽水蓄能电站的进/出水口是电站输水系统的重要组成部分,其具有双向水流的特点,对于上库而言,发电时为进水口,抽水时为出水口。竖井式进/出水口的水流流态复杂,国内外的参考实例较少,为优化竖井式进/出水口的体型设计,有必要探索各体型参数对进/出水口水力特性的影响。通过水力学计算确定进/出水口底板高程的淹没深度计算和水头损失计算。4复杂地基上库盆防渗及渗流控制技术；抽水蓄能电站地下厂房一般深埋在山体内,这使得各主要洞室洞顶高程低于上游库水位或地下水位,地下厂房区渗流场复杂,因此对渗流场进行精确仿真模拟显得至关重要利用不变网格节点虚流量法的特点,精确的模拟求解地下复杂渗流场,对施工期厂房区渗控方案进行分析评价。防渗采用高压旋喷防渗墙和灌浆帷幕，上水库采用沥青混凝土防渗面板。22抽水蓄能电站的类型抽水蓄能电站的分类方法很多，下面介绍主要的分类方法6。1按建设类型可分为1纯抽水蓄能电站没有或只有少量的天然来水进入上水库以补充蒸发、渗漏损失，而作为能量载体的水体基本保持一个定量，只是在一个周期内，在上、下水库之间往复利用厂房内安装的全部是抽水蓄能机组，其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务，而不承担常规发电和综合利用等任务。2混合式抽水蓄能电站其上水库具有天然径流汇入，来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。因而其电站厂房内所安装的机组，一部分是常规水轮发电机组，另一部分是抽水蓄能机组。相应地这类电站的发电量也由两部分构成，一部分为抽水蓄能发电量，另一部分为天然径流发电量。所以这类水电站的功能，除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处，还有常规发电和满足综合利用要求等任务。2按机组形式分1分置式（四机式）抽水蓄能电站电站由水轮机与发电机组成的水轮发电机组与电动机与水泵机组成的水泵机组组成，共有4台机，输水系统与输、变电系统共有。由于发电与抽水机组分开，两机组都可设计与运行在最佳工作状态，效率高，但系统复杂，占地大，投资大，现很少采用。2串联式（三机式）抽水蓄能电站水泵、水轮机共用一台电动发电机，水泵、水轮机、电动发电机三者同轴运转。通常水轮机与水泵旋转方向相同，这样在抽水工况与发电工况间切换迅速快捷，由于水轮机与水泵各按最佳状态设计，所以效率也很高。一些超高水头的抽水蓄能机组常采用这种方式，因为冲击式水轮机仍是超高水头的首选，多级高压水泵技术也很成熟。3可逆式（两机式）抽水蓄能电站机组的水轮机同时具备水泵功能（称为水泵水轮机），发电机又可以作电动机使用（称为电动发电机），两者连在一根轴上，其水泵水轮机采用混流式水轮机，因为混流式水轮机既可以作水轮机使用又可以作水泵使用，使用水头范围也很宽。这种机组结构简单、总造价低，土建工程量小，是现代抽水蓄能电站的主要机组形式。23抽水蓄能电站的发展231我国抽水蓄能电站的发展国外抽水蓄能电站的出现已有一百多年的历史，我国在上世纪60年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发，于1968年和1973年先后建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站，装机容量分别为11MW和22MW，与欧美、日本等发达国家和地区相比，我国抽水蓄能电站的建设起步较晚。上世纪80年代中后期，随着改革开放带来的社会经济快速发展，我国电网规模不断扩大，广东、华北和华东等以火电为主的电网，由于受地区水力资源的限制，可供开发的水电很少，电网缺少经济部的调峰手段，电网调峰矛盾日益突出，缺电局面由电量缺乏转变为调峰容量也缺乏，修建抽水蓄能电站以解决火电为主电网的调峰问题逐步形成共识。随着电网经济运行和电源结构调整的要求，一些以水电为主的电网也开始研究兴建一定规模的抽水蓄能电站。为此，国家有关门组织开展了较大范围的抽水蓄能电站资源普查和规划选点，制定了抽水蓄能电站发展规划，抽水蓄能电站的建设步伐得以加快。1991年，装机容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能电站首先投入运行，从而迎来了抽水蓄能电站建设的第一次高潮。据不完全统计，至2011年底我国大陆地区已建成的抽水蓄能电站共23座，总容量15767MW，其中大型纯抽水蓄能电站16座总装机容量15390MW，在建的10座，装机容量10940MW，拟建20座，装机容量27200MW。我国部分已建成和拟建抽水蓄能电站的情况分别如表137和148所示。表13我国部分已建成抽水蓄能电站序号名称地址电站类型装机容量/台KW）40水头范围/M建成年份备注1岗南河北混合式111641986已建2密云北京混合式211761973已建3潘家口河北混合式39851992已建4广州一期广东纯抽蓄430523/5001994已建5十三陵北京纯抽蓄420475/4181996已建6羊卓雍湖西藏纯抽蓄4225842/8091996已建7溪口浙江纯抽蓄24271/2371998已建8天荒坪浙江纯抽蓄630607/5122000已建9广州二期广东纯抽蓄430536/4942000已建10响洪甸安徽混合式2464/272000已建11天堂湖北混合式235432000已建12沙河江苏纯抽蓄251202002已建13桐柏浙江纯抽蓄4302442006已建14白山吉林混合式21510582006已建15回龙河南纯抽蓄263792005已建16泰安山东纯抽蓄4252532007已建17琅琊山安徽纯抽蓄4151262007已建18宜兴江苏纯抽蓄4253632008已建19西龙池山西纯抽蓄4306242008已建20张河湾河北纯抽蓄4253052008已建21惠州广东纯抽蓄83053242009已建表14我国部分拟建抽水蓄能电站电站名称所在省份装机容量（MW）台数单机容量（MW）仙居浙江15004375洪萍江西12004300荒沟黑龙江12004300清远广东12804320文登山东18006300天池河南12004300东江湖南500丰宁河北18006300我国抽水蓄能电站建设虽然起步比较晚，但由于后发效应，起点却较高，近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。例如广州一、二期抽水蓄能电站总装机容量2400MW，为世界上最大的抽水蓄能电站天荒坪与广州抽水蓄能电站机组单机容量300MW，额定转速500R/MIN，额定水头分别为526M和500M，已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平西龙池抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组最大扬程704M，仅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能电站机组。十三陵抽水蓄能电站上水库成功采用了全库钢筋混凝土防渗衬砌，渗漏量很小，也处于世界领先水平。天荒坪、张河湾和西龙池抽水蓄能电站采用现代沥青混凝土面板技术全库盆防渗，处于世界先进水平。232国外抽水蓄能电站的发展随着城市现代化水平的提高，用户对用电的质量要求也在提高，迫使电网寻求更好更可靠的调频、调相和负荷备用电源，由于抽水蓄能电站的优良性能，从20世纪60年代起，国内外抽水蓄能电站得到迅速发展。目前，日本是世界范围内抽水蓄能电站装机容量最大、装机比例最高的国家。截止2010年底，日本共有抽水蓄能电站45座（其中百万千瓦级以上抽水蓄能电站7座），装机容量合计KW。占总装机容量的1113。此外，韩国、西班牙、法国、德4102537国、意大利等国家的抽水蓄能电站装机比例也均接近或者超过5，美国抽水蓄能电站装机比例虽然只有22，但其总装机容量仍处于世界领先水平。2010年主要国家抽水蓄能电站装机容量及年发电量利用小时数见表158。表152010年国外抽水蓄能装机容量及年发电小时数国家抽水蓄能装机容量/KW410抽水蓄能装机占比/年发电小时数/H英国2743201168美国22202201086德国6784651018瑞典11031909法国699596744韩国390493718西班牙535526598加拿大18014556意大利754752438波兰141447426日本25371113335挪威129445310澳大利亚14926467国外抽水蓄能电站年发电小时数大部分集中在4001000H之间，超过1000H的有美国、英国和德国，低于400H的有挪威、日本和澳大利亚，其中澳大利亚抽水蓄能电站的年发电小时数仅67H。233抽水蓄能电站的发展前景随着我国新兴能源的大规模开发利用，抽水蓄能电站的配置由过去单一的侧重于用电负荷中心逐步向用电负荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面发展。抽水蓄能电站的大力建设有着各种的必然选择性7。（1）我国电源长期发展的必然选择抽水蓄能电站建设规模与一次能源开发利用和电源结构有关。从我国今后电源发展看，预计2010年我国的发电装机将达到9亿KW，2020年将达到13亿KW以上。我国以煤为主的能源格局决定了未来的装机构成中仍将以煤电为主。从系统经济性和安全性的角度考虑，系统需要配置35的抽水蓄能电站，因此，到2020年我国需要建设4000万6000万KW的抽水蓄能电站。（2）电源结构优化调整的必然选择为减少化石能源消耗，控制大气污染物排放，应积极优化我国的电源结构。长远来看，国家将大力发展核电、风电及其他可再生能源发电。从经济与安全运行的角度，核电应当尽可能避免调峰，主要承担基荷。风电等可再生能源发电的可控性较差，具有反调节特性，往往给调峰带来更大的困难。因此，随着核电、风电及其他可再生能源发电比重的不断提高，为提高系统运行的安全性与灵活性，必须配置相应规模的调峰电源。我国水电资源丰富但存在地区上分布不均的特点，80集中在西部地区，中东部负荷中心水电资源较少，且大部分已开发完毕，进一步开发的潜力非常有限，我国天然气资源并不十分丰富，加之优先满足居民与化工应用，发电用气供应将非常有限，另一方面，随着燃气价格的不断上涨，天然气发电的市场竞争力也受到很大影响，因此，未来我国大规模建设天然气电站的不确定性较大。相比而言，中东部负荷中心具有一些建设条件优越的抽水蓄能电站站址，可因地制宜建设一定规模抽水蓄能电站以解决调峰问题或弃水问题，是系统配置调峰电源较好的选择。（3）改善电能质量、提高服务水平的必然选择英国、美国、日本等国家电源构成中调峰性能优越的天然气发电机组比重分别达到33、22和25，但抽水蓄能电站仍然占有相当比重。美国抽水蓄能机组占全国装机的比重超过2，英、法等国均超过4，日本超过10，一定程度上验证了抽水蓄能电站不仅仅具有调峰的作用，还具有其他机组所无法替代的动态效益。随着我国经济社会的快速发展，为满足用户对电力供应安全和质量要求的不断提高，发挥抽水蓄能电站的动态效益，建设适当比例的抽水蓄能电站显得十分必要。（4）提高跨区送电安全性的必然选择我国东部经济发展较快而缺乏资源，决定了必须进行大范围的资源优化配置，大力推进西电东送与全国联网。随着未来特高压电网的逐渐形成，跨区送电规模将大大增加。为保证受端电网的电压支撑、解决送电线路故障带来的稳定问题、克服故障工况下受端电网的有功和无功不足等问题，应在受端负荷中心建设适当规模的抽水蓄能电站担当紧急事故备用的保安电源，化解电网运行风险，提高系统运行安全性。3广州抽水蓄能电站31广州抽水蓄能电站工作示意图广州抽水蓄能电站，世界最大的抽水蓄能电站，位于广州市从化区吕田镇深山大谷中。它是大亚湾核电站的配套工程，为保证大亚湾电站的安全经济运行和满足广东电网填谷调峰的需要而兴建。电站枢纽由上、下水水库的拦河坝、引水系统和地下厂房等组成。总装机容量240万千瓦，装备8台30万千瓦具有水泵和发电双向调节能力的机组，在同类型电站中也是世界上规模最大的。电站分两期建设，各装机120万千瓦，其中一期工程4台30万千瓦机组于1994年3月全部建成发电；二期工程1998年12月第一台机组并网运行，在2000年已全部投产。除机电设备进口外，电站的设计、施工都是我国自行完成的，它标志着我国大型抽水蓄能电站的设计施工水平已跨入国际先进行列。电站的工作示意图如图31所示9，图31广州抽水蓄能电站工作示意图32广州抽水蓄能电站的工作原理1广州抽水蓄能电站的工作过程（1）在用电高峰期时，抽水蓄能电站开始发电，水从上水库的进水口经压力隧道进入地下厂房里的可逆式水泵水轮发电机组，推动水轮机机组发电，发出来的电经过升压变压器升压后经输电线送到电网中，而对水轮机做了功的水通过尾水隧道进入到下水库，这个过程中水的势能转化为电能。（2）在用电低谷时，抽水蓄能电站开始抽水蓄能，蓄能电站通过把电网中得来的电升压到合适数值驱动水轮发电机组中的水泵中的电动机，把下水库的水抽到上水库，把电能转化为水的势能。2广州抽水蓄能电站电气部分特点（1）广州抽水蓄能电站主接线特点电站一期工程装设4台容量为30万KW的水泵水轮发电电动机组，机组与主变压器的连接采用联合单元结线方式，每台发电电动机出口装设断路器和换相隔离开关。发电机电压为18KV，主变压器高压500KV侧采用二进二出的四角形结线，以二回500KV充油电缆引出厂外，分别连接一条825KM和一条143KM的500KV架空输电线路，引至500KV增城变电站和佛山变电站。在1、3号主变压器低压侧还通过电抗器、断路器引接了一组静止变频起动器（SFC）为全电站四台机组作电动机工况运行时起动之用，当SFC故障不能使用时，机组以背靠背方式互相起动。考虑到电站深埋地下，要求厂用电有高度可靠性。因此厂用电源可分别从500KV系统和每台发电机端取得，第三电源引自近区10KV供电网，另外还在厂外装设了二台应急柴油发电机组，全套自动操作起动并网。广州抽水蓄能电站电气主接线图如图32所示10。U12U4SFC引自1号机引自3号机静止变频器厂用电厂用电厂用电厂用电静止变频器3TP1TP2TP3TP4佛山增城图32广州抽水蓄能电站电气主接线图（2）广州抽水蓄能电站电气二次部分特点111计算机监控系统大型抽水蓄能电站由于机组运行工况复杂，启停频繁，监视控制信号量大，采用计算机监控技术是保障其安全可靠运行的重要手段。水电站的监控系统通常以局域网（多为以太网）为骨干，设置电站控制级和现地控制级。电站控制级设备主要包括主计算机、操作员工作站、工程师工作站、通信服务器。现地控制设备常规水电站所需的现地控制设备（LCU），如机组LCU、高压开关站LCU等，抽水蓄能电站也都需设置。此外，抽水蓄能电站的变频起动装置和背靠背起动控制可以单独设置一个LCU或与开关站或公用设备合用一个LCU。广蓄一期采用法国CEGELEC公司生产的计算机监控系统，整个系统属多微机分层分布结构，热备双重化配置，而广蓄二期采用德国西门子的计算机监控系统。2励磁系统励磁系统采用自并励晶闸管静态励磁，励磁电源取自系统，没有制动变压器和启励变压器。一期采用直流断路器加非线性电阻灭磁方式，滑环有倒极装置。二期采用交流断路器加线性电阻灭磁方式，不再设磁场断路器，利用交流断路器过零点瞬时断弧，与直流断路器相比，磨损更小，体积减少60，价格减低90。电气制动是将发电机三相直接短路，一期制动刀采用隔离开关形式，电动弹簧操作，二期制动刀使用断路器，更加快捷迅速和安全。6SF3继电保护抽水蓄能机组水泵工况的同步起动过程中，机组和连接母线都流过低于工频（又称为次同步）的电流，承受的电压也是低于工频的，幅值则随着转速的升高逐步接近其额定值。机组在这个过程的电气保护应予考虑，而低频率下TA、TV及继电保护能否正确运行以避免误动和拒动可以采用微机继电保护。抽水蓄能机组应配的其他几种保护逆功率保护、低功率保护、低频保护、电压相序保护、过励磁保护、失步保护、主变压器过流保护。33广州抽水蓄能电站的工作效率计算对于已运行的抽水蓄能电站，常用所发电量与抽水电量之比值来表示其综合效率。按水力发电基本方式31计算31HQNNPP8191式中NP水电站平均出力，KW；N个时段发电引用平均流量，PQSM/3H设计发电工作水头，M；N计算时段数；水电站机组工作效率系数，大型水电站一般采用082090。设