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抽水蓄能电站是一种特殊的发电站,也是目前电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置.抽水蓄能电站的基本结构如图所示,当电网上的电能有盈余时,抽

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抽水蓄能电站是一种特殊的发电站,也是目前电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置.抽水蓄能电站的基本结构如图所示,当电网上的电能有盈余时,抽水蓄能电站就利用盈余的电能,通过蓄能机组带动水泵,把水由低处的下库抽到高处的上库并储存起来;当电网上的电能不足时,使原来抽到上库的水再流回下库,并推动蓄能机组带动发电机发电.
2015年6月12日,安徽金寨抽水蓄能电站项目正式开工.总装机容量120万千瓦(此处可看作总发电功率为120万千瓦),计划建设4台单机容量30万千瓦的发电机组.设计年总抽水消耗电能26.8亿千瓦时,蓄能发电20.1亿千瓦时.取g=10N/kg,求:
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(1)按照设计要求,平均每年这4台发电机组相当于要共同工作连续工作多少天?
(2)该抽水蓄能电站的年运行综合效率ŋ的设计值是多少?
(3)若该抽水蓄能电站在放水发电阶段的效率ŋ=90%,则抽水蓄能阶段的效率ŋ是多少?
(4)若该抽水蓄能电站上、下库的水面平均高度h=100m,为保证该抽水蓄能电站4台发电机组全部满负荷连续发电t0=l0h,试估算,该抽水蓄能电站上库的容量V至少要多少m3
▼优质解答
答案和解析

(1)由题知,总装机容量120万千瓦,年总蓄能发电20.1亿千瓦时,
由P=
W
t
可得,平均每年这4台发电机组要共同工作连续工作时间:
t=
W
P
=
20.1×108kW•h
1.2×106kW
=1675h=70天;
(2)抽水蓄能电站的年运行综合效率η的设计值:
η=
W
W
×100%=
20.1×108kW•h
26.8×108kW•h
×100%=75%;
(3)由题可知,运行综合效率η与放水发电阶段的效率η和抽水蓄能阶段的效率η的关系为:
ηη
所以抽水蓄能阶段的效率:
η=
η
η
=
75%
90%
=83.3%;
(4)由P=
W
t
可知,发出的电能:W=Pt------①,
放水发出的电能:WGh=ηmgh=ηρVgh--------②,
则:Pt=ηρVgh,
所以该抽水蓄能电站上库的容量至少为:
V=
P发t
ρghη
=
1.2×106×103W×10×3600s
1.0×103kg/m3×10N/g×100m×0.9
=4.8×107m3
答:(1)按照设计要求,平均每年这4台发电机组相当于要共同工作连续工作70天;
(2)该抽水蓄能电站的年运行综合效率ŋ行的设计值是75%;
(3)抽水蓄能阶段的效率ŋ是83.3%;
(4)该抽水蓄能电站上库的容量V至少4.8×107m3
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