[2019年4月1日，星期一]——澳大利亚国立大学（ANU）已完成对全球530,000个潜在的抽水蓄能电站站址的研究，这些电站可用于支撑低成本的、安全的、100％使用可再生能源的电网。
零碳排放的电力供应主要需要依靠太阳能和风能技术，同时也必须使用抽水蓄能和区域间超高压输电技术。今天，太阳能和风能已经成为全球增长最快的两种能源。
ANU电气能源与材料工程研究院（RSEEME）的马修·斯托克斯博士表示，未来全球潜在的短期无河流抽水蓄能（Short-term Off-river Energy Storage, STORES）电站的储能容量为22万亿千瓦时（22 million GWh），是支持全球100％可再生能源电网所需容量的数百倍。
“我们确定的530,000个潜在地点中，只需要有一小部分就可以支持全球100％可再生能源的电力系统。我们确定了许多潜在的站址，我们可能只需要这些站址中最好的1％即可。”
“人们可能认为全球适于建设抽水蓄能电站的地址有限，但我们已经找到了数十万个。”
- Dr. Matthew Stocks
对这些STORES站点的评估以及研究团队的分析，完全依赖于地理信息系统（GIS）和相关算法，这些算法最近经过同行评审，作为斯托克斯博士及其同事在国际期刊Applied Energy撰写的文章的一部分 ：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261918305270
该团队开发了先进的GIS算法，用于定位跨越大型陆地区域（如州或国家）——远离河流的、抽水蓄能电站潜在站址。
该评估基于一些天然的物理特性，但研究所确定的530,000个潜在的抽蓄站址还需要更详细的尽职调查——涉及土地所有权、工程、水文、环境和其他需要考虑因素。
可从以下网址获取STORES站点位置的地图以及团队的详细分析：
http://re100.eng.anu.edu.au/global/
抽水蓄能点站需要不同高度的上下水库，通常面积为几百公顷，处于丘陵地带，并通过带有水泵和水轮机的管道或隧道将上下游水库连接起来。当风能和太阳能充足时，水被泵送到上游水库；当负荷高峰到来时，通过释放储存的水驱动涡轮机提供所需电力。
联合研究员Andrew Blakers教授表示，根据水库的大小，远离河流的抽水蓄能通常可以提供5到25小时的调峰输出。
“水泵储能可以非常快地从零达到全功率储能——这只需要几分钟。”
还有一个值得注意的特点是：主要依靠太阳能和风能建设的电力系统的年需水量远低于化石燃料系统，因为风能和光伏发电不需要冷却水。
- Professor Andrew Blakers
RSEEME同事，联合研究员陆斌先生表示，研究所确定的这些潜在抽水蓄能电站已经排除了国家公园和城市区域，每个站点的储能潜力在2到150GWh。
“抽水蓄能占全球储能容量的97％，典型寿命为50年，是目前成本最低的大规模储能技术。”
- Mr. Bin Lu
南瑞的抽水蓄能电站控制系统整体解决方案
今天，在全球范围内抽水蓄能占储能市场容量的绝对多数。虽然电池储能容量迅速增加，但97%的储能使用的抽蓄技术。与传统的水力发电厂相比，抽水蓄能电站在发电模式下与水电站完全相同。不同之处在于抽水蓄能可以在反向模式下工作，即，当在电力消耗低谷时，抽水蓄能电站可以将水从下部水库泵送到上游水库，以水势能形式大规模地存储能量。
安装在抽水蓄能电站中的泵/发电机通常是可以双向旋转的大型同步电机。通常，水力发电厂中发电机的启动仅使用水的冲击来拖动。要实现反向旋转，工作在水泵状态，显然我们需要一个额外的电源来启动水泵。驱动同步电动机工作于水泵状态有两种方法。第一个叫做背靠背启动——当我们需要启动泵送时，我们首先将两台电机并联，其中一台工作于发电状态，发电机从静止启动，以变频率输出电能，作为水泵的电机则跟随发电机，最终双方同时达到同步速度。背靠背启动有一些缺陷，其中包括我们不能充分利用抽蓄电站的容量，电站中必须有一台电机作为电源使用，无法全部投入储能状态。另一种拖动方法是使用被称为静态变频控制器SFC启动电机的方法，SFC可以利用系统电源将同步电机从静止拖动到同步速度。这种技术同样广泛应用于其他拖动场景，如，燃气轮机启动，同步调相机启动等应用。是电力系统及其他工业领域，如，船舶、海上平台，冶金等行业常用的节能或紧急备用手段。
除拖动解决方案外，抽水蓄能电站的工作方式与传统的水力发电一样。南瑞集团（NARI Group）拥有40年的水力发电经验。我们可以提供分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）来完成所有顺序控制，完成从泵到发电机或调相的不同工作模式切换。我们可以提供所有电气自动化，如，保护继电器，励磁系统和PSS控制。保护继电器和励磁系统是NARI的创业过程中即有的核心产业。世界上最大的水力发电厂，三峡水电公司使用NARI的励磁系统和继电保护。如今，全球客户希望选择NARI作为水力发电和抽水蓄能的关键解决方案提供商。它将为全球公用事业提供平稳、平衡的电力系统，以实现更高比率的清洁能源渗透。
静态变频控制器，SFC
静态变频控制器（SFC）是一种高速、大功率、电流源型同步静态变频启动系统，具有高可靠性和可用性。动力单元采用串压和并联风道设计，功率密度高，散热性能优越。它不仅可以实现大型同步机组的平稳、稳定、可靠的启动，还可以有效降低系统在启动过程中对电网的谐波影响。
它广泛应用于大容量同步机组的变频启动、大型燃气轮机组的变频启动，以及大型抽水蓄能机组的泵送状态的变频启动。此外，它还可以应用于大型泵站的变频调速和其他工业应用中大型同步电动机的变频启动或变频运行。同时，它可以为机组启动、变频运行和减少对电网的影响提供集成解决方案。
保护继电器
南瑞的数字继电器采用尖端技术保护水轮机以及电力变压器和相关一次系统。
采用复杂的电机定子和转子保护设计，包括定子注入式保护。所有继电器通信均支持IEC 61850。
励磁系统
励磁系统包括主激励和启动激励两个回路。励磁控制安全可靠，采用直流侧在线无干扰切换，最大限度地减小湍流时间，减少对机组并网成功率的影响。
提高励磁二次电压，满足3.5倍电压、2.5倍电流15秒强励需求。有针对性的低励磁、过励磁和其他限制功能设计，确保水轮机安全运行。
分布式控制系统，DCS
DCS系统是基于可编程逻辑控制器的控制中心，集成了用于抽水蓄能的所有组件和辅机控制。这些系统包括主电机监控、振动、温度等。DCS预定了抽蓄的所有工作模式。在每种模式下，整个操作过程可实现自动控制和一键切换。模式之间的切换被定义为协调所有组件的自动化过程，实现平滑的状态改变。
MB系列PLC是一种专业从事工业环境应用的数字运算处理的电子系统。它采用可编程存储器来存储指令，如逻辑运算、顺序控制、计数和操作。PLC通过数字和模拟的输入/输出来控制各种类型的机械和生产过程。
国电南瑞科技股份有限公司
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免责声明
引用ANU的有关抽水蓄能站址研究，不意味着我们与相关研究存在关联，我们高度尊重ANU的知识产权和其它权利。同时，我们不评价具体的选址结果，特定的项目还需要更详细的可行性研究和勘察设计。
关于ANU研究的附加信息：
每个确定的站点包括上下水库对以及水库之间的假设隧道路线，并且包括诸如纬度、经度、海拔、水头、坡度、水量、水面积、岩石体积、坝体长度、水/岩石比率、储能潜力和近似相对成本（类别A-E）。
致谢：
非常感谢来自澳大利亚可再生能源机构的支持（为ANU STORES研究提供资金，该研究绘制了澳大利亚泵送水电站的潜在上水库，发现了22,000个潜在地点），澳大利亚 - 德国能源转型中心，澳大利亚 - 印度尼西亚中心、英联邦科学工业研究组织CSIRO的Data61 （Mats Henrikson）。
澳大利亚国立大学的团队成员包括Matthew Stocks博士，Bin Lu博士，Ryan Stocks先生，Cheng Cheng先生，Anna Nadolny女士和Andrew Blakers教授。
免责声明：
本研究中讨论的所有地点均未考虑地质、水文、环境、古迹和其他研究的主题，尚不清楚任何特定地点是否合适。尚不清楚开发这些站址的商业可行性。与所有主要工程项目一样，需要认真关注安全性、有效性和质量保证。除了一些环境区域和城市地区之外，没有对土地使用权进行调查，也没有与土地所有者和管理者进行讨论。此潜在站点位置列表中的任何内容均不表示主张开发这些站址的任何权利。
关于澳大利亚国立大学
澳大利亚国立大学是位于首都堪培拉的、世界领先的大学。我们所在的位置说明我们所自豪的独特的历史，与澳大利亚政府的联系以及作为澳大利亚人民资源的特殊地位。
我们将各领域研究作为一种重要资产和教育方法，确保我们的毕业生能够理解，并应用愿景和创造力来应对复杂的各种挑战。
联系方式：
Dr Matthew Stocks
电气能源与材料工程研究院
ANU工程与计算机科学学院
M：+61 419 370 012
E：[email protected]
Professor Andrew Blakers
电气能源与材料工程研究院
ANU工程与计算机科学学院
M：+61 417 390 139
E：[email protected]
陆斌先生
电气能源与材料工程研究院
ANU工程与计算机科学学院
M：+61 452 188 661
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公共关系，请联系
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原文地址：
ANU finds 530,000 potential pumped-hydro sites worldwide
EMBARGOED UNTIL 9.15AM SUNDAY 31 MARCH 2019 (ET)
https://anu.prezly.com/anu-finds-530000-potential-pumped-hydro-sites-worldwide-223526#
