黄河上游青海境内梯级水电配合新能源消纳运行方式分析

随着青海经济社会发展、黄河上游部分河段梯级开发方案调整、大中型水电站陆续投产、河段综合利用要求以及青海省新能源大规模投产等情况较80年代发生了变化。为推进青海省2个"千万千瓦"级可再生能源基地建设,促进青海清洁能源在全国范围内优化配置,根据电站实际运行资料对黄河上游青海境内梯级水电站现状运行方式进行分析,并与设计运行方式进行对比。根据青海省电源发展规划,结合电力外送需求,在满足黄河上游综合利用要求的前提下,对设计水平年黄河上游青海境内梯级水电站运行方式进行分析,提出黄河上游青海境内梯级水电站配合新能源消纳运行方式的建议,为青海电力系统调度运行提供一定的参考。     

多能互补——促进可再生能源发展的有效途径

可再生能源的利用已成为保障国民经济可持续发展的重要战略之一。陕甘青宁电网区域内目前可规模化开发利用的再生能源主要包括：水电、风电、光伏电等。文章重点探讨陕甘青宁电网水电、火电、抽水蓄能、风电、光伏电互补的必要性、技术可行性及经济合理性。     

梯级水光蓄互补联合发电智能调度系统在小金川流域的应用

四川西南地区水电和光伏资源丰富,针对区域电网内光伏的频繁性波动,利用水电的调节库容与可变速抽水蓄能机组的快速调节能力抑制补偿光伏电站的出力波动,可达到多能互补的目的。特别是在上级电站尾水直接汇入下级电站库区的首尾衔接梯级水电,具有呈流域性的连续可调库容,与光伏的智能调度互补具有重要的工程应用价值。本文主要介绍了梯级水光蓄互补联合发电智能调度系统在小金川流域的应用。     

梯级水光联合发电系统短期优化调度模型

为解决光伏电站出力可调度性弱的问题,充分挖掘已有梯级水电的调蓄能力,构建了梯级水光联合发电系统短期优化调度模型,实现梯级水光调度计划联合制定。该模型以梯级水电耗水量最小为目标,综合考虑光伏预测出力、水库运行和电网调度等约束,通过适当的模型简化和线性化方法,将原非线性模型转换为标准的混合整数线性规划模型。以四川省阿坝州小金县梯级水光联合发电系统为研究对象的计算实例表明,可以利用梯级水电调节能力平抑光伏出力波动和弥补光伏出力预测偏差,提高联合发电系统调度计划的可执行性。     

多能互补促进新能源发展

随着风能、太阳能发电等新能源的快速发展,其并网消纳将面临愈来愈难的局面。通过研究表明,多种类型电源之间互补运行是促进风能、太阳能发展消纳的重要途径。文章介绍了多能互补的含义、实施多能互补的目的以及多能互补中各类电源的作用,提出了多能互补的形式,并就其应用情况提出了典型案例。     

风光水互补发电系统发电效率分析

笔者主要探讨风光水互补发电系统发电效率的分析。由于煤石油天然气等资源日益枯竭,清洁能源的利用变得非常重要。风光水互补发电系统是一种将风电、光伏发电、水电结合的发电方式,其发电效率对于清洁能源的发展具有重要意义。笔者首先介绍了风光水互补发电系统的原理和构成,然后分析了不同风光水互补发电系统中各种因素对发电效率的影响。最后,提出了一些提高风光水互补发电系统发电效率的建议,为清洁能源的发展做出一定的贡献。     

黄河上游梯级水电站储能作用在新型电力系统中的应用

新能源大规模并网后对电力系统调峰资源需求迫切,亟须全面提高电力系统中灵活性电源的利用水平,以维持电网安全稳定运行与清洁能源高效消纳。作为我国新能源并网比例最高的区域性电网,西北电网受近年来煤电新增装机少、抽水蓄能电站尚未投产、电化学储能调节规模小等因素影响,调节资源不足,制约了新能源的高效利用。通过充分发挥黄河上游已投产梯级水库的调蓄作用,进一步释放梯级水电站的调峰潜力,可实现类似储能的作用,有效节省抽蓄、电化学储能等调峰资源的建设成本。通过设立对照模型,分析了梯级水电站不参与调峰、直调水电站参与调峰和梯级水电站均参与调峰3种情景下的调峰能力差别,论证了梯级水电站参与调峰对电网调峰资源的积极贡献。     

水风光打捆模式下新能源占比对水电机组效率的影响

水风光打捆可为新能源大规模高效、安全并网提供重要保障,有助于提高清洁能源利用效率,进而早日实现“双碳愿景目标”,但也将加剧对水电机组运行效率的影响。重点探讨了水风光打捆模式下不同新能源占比对水电机组效率的影响以及规律。首先,构建了水风光打捆送出模式下的日调度模型,然后以乌东德水电站及其附近的虚拟风、光电场为研究对象开展了算例研究。结果表明：随着新能源占比的增加,在枯期水电机组的运行效率会下降,而在汛期则呈现先升后降的规律;对比发现,在相同装机条件下,汛期水电机组效率的日内波动性较枯期小,汛期进行水风光打捆更有利于提高水电机组的运行效率。研究成果可为新能源大规模消纳背景下的装机容量优化配置和水电机组优化运行提供参考依据。     

浅谈多能互补清洁能源基地开发规划

从多能互补概念出发，结合当前清洁能源基地开发政策，根据推进增量风光水(储)、探索风光储的思路，梳理了“十四五”顶层设计中关于主要流域和区域的清洁能源基地规划。研究提出多能互补清洁能源基地规划思路，首先，强调送端风光等间歇性可再生能源发电与调节电源互补，分析了多能互补分析计算的难点在于对存量、增量梯级水库电站、抽水蓄能电站水量平衡与发电优化的处理，以及新能源出力代表性、发电特性的准确表达，提出了以经济性最优为主要目标的多能互补容量配置方案比选和多目标联合运行思路；第二，兼顾受端电网实时电力电量平衡，提出了选取典型时段，以小时为步长的电力生产模拟计算要求。     

耦合出力破坏深度与弃电准则的梯级水风光互补调度规则研究

梯级水电调度规则是指导控制型水库发电蓄放水的重要依据。随机、波动、间歇性新能源的接入改变了梯级水电运行边界,增加了缺电、弃电风险,导致仅考虑径流季节性波动的调度规则不再适用。依托贵州某梯级水风光综合基地实际工程,剖析了导致缺电、弃电的因素,并从规则形式和模型构建角度给出解决方案。在标准调度规则的基础上,结合对冲规则、满蓄规则,并考虑输电通道容量限制与新能源消纳规则,提出梯级水风光六段式互补调度规则,以减少缺电、弃电;提出出力破坏深度指标度量缺电风险、提出弃电准则避免非必要弃电,并以规则参数为决策变量构建多目标参数模拟优化模型;采用目标优先级非支配排序遗传算法优化规则参数。设置多种新能源装机容量场景、输电通道容量场景和对比规则,从多角度验证本文方法的有效性。结果表明,本文方法能够显著降低梯级水风光综合基地缺电、弃电风险,提高发电量,其中出力破坏深度指标使缺电程度平均降低36.04%、弃电准则使弃电平均减少7.96%。最后,绘制更加简明、直观的梯级水风光互补调度图,以便于实际应用。     

溪洛渡向家坝梯级水电站联合蓄放水规律分析

传统的梯级水电站联合运行蓄放水是下游梯级水库"先蓄后放",保持高水头运用的方式,但由于没有充分考虑汛期水库发电水头受阻、水头重叠等情况,其结果不一定符合实际。针对溪洛渡和向家坝梯级组合具有上游梯级库容大、水头变幅大、受阻更多、梯级水头重叠较多的特点,并考虑梯级电站的发电特性,采用溪洛渡-向家坝联合优化调度模型,对两电站的蓄放水规律进行了研究。结果表明,上游溪洛渡电站先蓄水后放水可减少汛期梯级电站发电受阻程度,提高总预想出力,有利于提高梯级电站的发电量。     

对水电效益影响最小的水光互补运行方式研究

为解决水光互补之后光伏消纳率低的问题,在水光日内互补调度规则的基础上,充分考虑水电和光伏的互补特性,提出了水光月内互补调度规则,利用梯级水库的可调节性能适应光伏出力曲线。采用水光月内互补调度规则对澜沧江上游西藏段梯级水电站进行了互补后梯级水电站出力过程和光伏消纳率计算,结果表明,水光互补之后,水电与光电的合计发电量从55.835亿kW·h上升到了59.189亿kW·h,互补后的发电增益量为33.54亿kW·h,光伏消纳率提高了20%。     

水电厂节能降耗的措施分析

分析了影响水电厂能耗的主要因素,介绍了节能降耗的技术措施和运行管理措施。     

水电梯级开发水文情势累积影响研究

以乌江中上游流域洪家渡水电站至乌江渡水电站的水利工程干扰典型段为研究区域,利用MIKE11模型模拟计算乌江渡水电站建设前、建设后单库运行以及与上下游水电站联合调度3个时间段坝址处径流量、水位月均变化过程,对乌江干流水电梯级开发对水文情势累积影响进行分析。研究表明:水电梯级开发方案实施后,水电站建设和联合调度运行使该河段径流量得以均化、库区水位抬高,这种均化作用减少了汛期流量,补偿了枯期流量,水位抬高增大了库区库容,梯级电站调度较天然情况下对汛期的下泄流量有削弱作用,对下游鱼类产卵繁殖的生态需水带来一定的生态影响。     

两级串联水电站联合调节运行方式的研究

针对长明渠引水和无调节容量的压力前池的两级串联式水电站联合运行方式进行了研究,在对其调试经验分析的基础上提出了"串联运行功率—水位控制"的运行方式,旨在通过计算机控制协调电站联合运行,解决变负荷过程中两级电站间暂时的流量不平衡,并消除电站运行中机组发生事故对联合运行的影响。     

镜泊湖莲花水电站联合电力调度研究

镜泊湖、莲花梯级水电站是黑龙江省电网中的骨干调峰电源。为发挥其调峰作用，进行了两电站联合电力调度方案的研究。两电站联合电力调度图的编制采用同倍比加大和缩小方法，编制出加大和降低出力运行范围的调度方案。     

流域梯级开发方案调整的水温累积影响研究

通过对流域梯级开发方案的优化调整来减缓水库低温水累积效应对水生态系统的不利影响,是流域规划时需要考虑的重要问题。本文以新疆开都河中游河段水电规划为例,采用水库水温数学模型,分析单库规模、梯级电站布置、电站开发时序等变化对水库水温分布和下泄水温的影响,探讨开都河中游上段河段"一库三级"和"一库四级"梯级开发方案引起的水温累积影响变化。定量计算分析表明:(1)单库的库容增加、正常蓄水位增高,水库规模越大引起的低温水下泄影响越大;(2)四级与三级开发方案引起的低温水累积影响最大水温降幅分别为4.8℃和4.6℃,梯级电站数目多的梯级开发方案引起的低温水累积影响较大;(3)水库规模大、调节能力高的龙头水库阿仁萨很托亥对开都河水温累积影响起着重要的控制作用,无龙头水库的梯级开发状态下,各级水库对水温累积是正效应作用;龙头水库建成后,其下游各级水库对水温累积是负效应作用,至察汗乌苏水库下泄低温水与天然水温的最大温差从无龙头水库的2.3℃加大至4.5℃。研究成果认为流域水电梯级开发的水温累积影响显著,梯级电站布置个数和控制性水库工程对水温累积效应起到决定性作用。     

DSM分时电价下梯级水电站短期优化运营的研究

针对梯级水电站在系统负荷图上峰、平、谷各时段的优化运行,提出了基于DSM分时电价下的梯级水电站短期优化运行的数学模型,并与三峡梯级水电站的短期调度研究结合。研究结果表明,该模型所确定的调度方案合理可行,效益显著。通过比较在恒定及分时电价情况下三峡梯级电站的短期出力,认为分时电价模型能够使得梯级电站出力更加可靠,水资源得到更合理的综合利用,具有实际应用价值。