华南抽水蓄能电站加速转向高频启动模式 支撑能源绿色低碳转型迈入新阶段

问题:新能源占比提升带来电力系统“波动性挑战” 近年来,华南地区新能源装机和发电量持续增长,光伏、风电出力受天气影响明显,电力系统对调节资源的需求也从“日内平衡”转向“分钟级、小时级”的快速匹配;特别是节假日、极端天气与用电尖峰叠加时——既要保障电力安全可靠供应——又要尽可能提升清洁能源消纳水平,电网对具备快速启停、双向调节能力的电源需求更为迫切。如何在负荷波动、清洁能源波动与电网安全约束之间取得平衡,成为新型电力系统建设中的关键课题。 原因:高频启停背后是运行场景变化与需求结构调整 抽水蓄能的传统作用是“低谷用电抽水、高峰放水发电”,但在新能源加快发展的背景下,其功能定位正在拓展。以海南琼中抽水蓄能电站为例,在海南自贸港封关运作后的首个春节假期,电站全天候值守,累计启动近200次,为全岛提供近2000万度清洁电能,满足约36万居民用户假日用电需求。2025年,该电站年启动次数达7117次、调节电量14.7亿度,较“十四五”初明显增长,单台机组调用频次位居全国前列。 这些变化反映出两上趋势:一是新能源接入使调节需求更分散、响应更频繁,电站运行不再主要围绕“夜抽昼发”的单一节律;二是终端用能方式变化重塑负荷曲线,新能源汽车集中充电、分布式光伏出力高峰等因素叠加,使供需匹配更为复杂。琼中电站一天内的运行安排呈现多段切换:凌晨发电响应错峰充电需求,白天抽水消纳光伏富余电能,傍晚至夜间再发电支撑用电高峰。“多场景”运行成为高频启停的重要原因。 影响:调节能力成为绿色转型“稳定器”,系统运行更依赖精细化管理 从区域层面看,华南现有运抽水蓄能电站8座,装机规模接近全国总量的五分之一,是工程与产业集聚的重要区域。2025年,华南42台抽蓄机组在年调节电量同比基本持平的情况下,年启动次数首次突破5万次并继续增长,表明电网对短时高频调节的需求正在快速上升。业内人士指出,启动次数显著增加而调节电量相对稳定,意味着抽蓄承担了更多“动态平衡”任务,在抑制新能源波动、调频调压、备用支撑各上的作用更加凸显。 同时,高频启停对设备健康管理、检修策略和人员组织提出更高要求。频繁启停会加大机组机械、电气部件的状态波动,传统以计划检修为主的模式需要向状态检修、预测性维护升级,才能确保安全的前提下保持高可用率。对此,华南已探索多厂站集中控制模式。在广州的抽水蓄能多厂站集控中心,通过大数据平台实现多台机组远程集中控制,少量值班人员即可完成多座百万千瓦级电站的实时启停操作,运维效率明显提升。依托测点数据与算法分析,检修人员也能更及时掌握设备状态,为高频运行提供支撑。 对策:以系统思维统筹“源网荷储”,以技术和机制提升调节效率 推动抽水蓄能更好服务新型电力系统,需要技术、管理与市场机制协同发力。 一是强化抽蓄与新能源的协同调度。通过更精细的预测与滚动计划,提高“抽水窗口”与“发电窗口”的匹配度,优先消纳清洁能源、降低弃风弃光风险,实现“把波动留在调节侧,把稳定留给用电侧”。 二是提升数字化、集约化运维水平。推广多厂站集控、在线监测与状态评估,完善设备全生命周期管理,根据高频启停优化检修策略和备品备件保障,降低运行风险与维护成本。 三是完善适配高频调节政策与市场机制。探索更能体现调节价值的辅助服务补偿方式,鼓励抽蓄在调频、备用、黑启动等多类服务中发挥作用,引导电源侧、用户侧共同参与系统调节,形成更经济高效的“灵活性资源池”。 四是统筹电网规划与通道能力建设。华南部分抽蓄电站位于输电通道枢纽或负荷中心附近,实践表明其对跨区送电、城市尖峰负荷支撑具有现实意义。后续应结合区域负荷增长、新能源基地布局和网架结构优化,推动调节资源与电网能力同步提升。 前景:从“削峰填谷”走向“多元服务”,抽蓄仍是关键基础性支撑 随着“十五五”期间新能源发展提速、终端电气化水平提升,电力系统对灵活调节需求预计将持续增长。华南8座在运抽蓄电站已具备超过2500万千瓦调节能力,约占南方区域最高用电负荷的十分之一,具备继续提升清洁能源消纳、保障电力安全的潜力。可以预期,抽水蓄能将更深度嵌入电网运行:一上以更高频的启停响应短周期波动,另一方面以更强的系统支撑能力应对极端工况与应急保供,并与新型储能、需求响应等形成互补。随着技术进步与机制完善,其综合效益有望持续释放,成为能源转型的重要支点和电力系统稳定运行的基础支撑。

从单一调峰到多元调节——抽水蓄能电站的转变——是中国能源体系深度转型的一个缩影。在“双碳”目标引领下,这个成熟技术通过智能化改造与模式创新,不断拓展服务新型电力系统的能力,为全球能源转型提供了可借鉴的中国实践。