国内外抽蓄电站经营模式分析及启发

大规模新能源的并网给系统的经济性和稳定性带来明显的影响。作为一种灵活、环保的电源,抽蓄机组承担调峰、调频、备用等功能,能平抑源荷波动,保证电网安全稳定运行。但是我国抽蓄电站运行综合效率和经济效益与国外相差较大,部分电站甚至出现亏损的现象。据此,该文结合国内抽蓄电站运行实例,分析抽蓄电站在独立经营、租赁经营、电网统一经营3种模式下的经济效益以及所面临的问题;进而选取国外成熟市场条件下具有代表性的英国Dinorwig电站和美国Summit电站分析其运营模式;最后借鉴国外成熟抽蓄项目的经营经验,从租赁合约、辅助服务补偿、电价机制等多个角度,为我国抽蓄电站经营模式的选择和发展提出建议。     

考虑调峰与储能特性的抽蓄电站服务电网综合评价

在“双碳”总目标的引领下,新能源进入高速发展阶段,但其随机性和不稳定性给电网带来影响,需要配备大规模可灵活性调节的储能进行保障。抽水蓄能作为电力系统的主要调节电源,在促进新能源消纳、调峰、储能等方面发挥着重要作用;而综合评价抽蓄电站服务电网的能力,对于引导抽蓄电站合理运行和布局,以更好地发挥其作用具有重要意义。传统的抽水蓄能评价模型无法量化评价抽蓄的储能和促双碳的作用,该文提出了一种考虑调峰与储能特性的抽蓄电站服务电网综合评价方法。针对抽水蓄能调峰和储能的特点及其对双碳的促进作用,提出相关指标,建立抽蓄电站综合评价指标体系;由属性层次模型确定各层次指标的权重,引入物元可拓理论构建考虑调峰与储能特性的抽蓄电站服务电网综合评价模型;通过实例对所采用的综合评价模型进行验证分析。研究结果量化了抽蓄电站的储能和促双碳作用,可为“双碳”背景下抽水蓄能的综合评价提供支撑。     

电力系统中抽水蓄能电站调峰作用的研究

探讨核电、风电等清洁能源大规模接入电网后带来的电力系统调峰问题,研究抽水蓄能电站的调峰作用。通过对2020年全国各区域电网电源结构、负荷特性、调峰能力等数据预期进行综合分析,计算出核电、风电机组接入电网后应参与调峰的容量,得出需配套建设抽蓄电站的比例。为今后电力系统的规划建设提供理论依据。     

抽蓄电站提供多时间尺度备用的优化策略

"碳达峰、碳中和"背景下,新能源发电将成为未来电力系统中的主要发电形式。然而,其随机性与波动性增加了电网不同时间尺度上的运行备用需求。抽水蓄能作为成熟的储能技术之一,具有调节速度快、容量大等优势,在电网辅助服务中的作用已备受重视。然而,抽蓄电站在电能量市场与各类辅助服务市场中的运行策略、收益最大化问题还有待深入研究。为此,本工作在电力市场环境下建立了抽蓄电站参与电能量市场与多时间尺度备用市场的优化决策模型,并着重分析了备用补偿价格对其运行策略的影响,为抽蓄电站参与电力市场的运行决策提供了解决方案。算例分析表明:抽蓄电站通过提供备用服务能够明显提高其运行收益;并且,抽蓄电站提供多种备用时的总收益明显高于提供单一备用时的收益。本文算例分析中,提供多种备用的总收益至少提高了44.37%。     

抽蓄联合全可再生能源孤岛微网配置优化模型

针对全可再生能源孤岛微电网中的源荷功率平衡问题,研究基于抽水蓄能快速启停和强调节能力的风-光-抽蓄联合孤岛微电网电源与储能系统容量配置多场景鲁棒优化方法。针对海岛负荷需求特性及可再生能源、抽蓄资源分布特性,研究了适用于海岛的包含风、光、抽蓄和蓄电池组的孤岛微网拓扑结构模型;考虑海岛抽水蓄能及蓄电池电能储放特性、可再生能源出力不确定性以及岛内负荷需求不确定性,研究了微网功率协调优化方法,建立以孤岛微网成本最小为目标的容量配置鲁棒优化模型及其求解算法。以某海岛的实际负荷需求及可再生能源发电资源数据为基础的仿真结果表明,文章所提出的抽蓄联合孤岛微电网的容量优化配置方法,在实现经济性目标的同时,可以有效地提升可再生能源利用率和微网在多种场景下的运行可靠性。     

燃机电厂黑启动与保安柴油发电机组配置方案及启动方式研究

[目的]为了降低燃机电厂初期投资,在保证机组安全的同时,通过黑启动功能获取广东辅助服务经济补贴,提出了扩建燃机时采用多台柴油发电机组的配置方案,用于9F机组事故停机保安电源,同时又作为原9E机组黑启动电源。[方法]为了实现技术经济最优化,通过柴油发电机组配置及厂用电接线的多方案比选论证,给出了合理配置方案。并对推荐方案的事故停机控制逻辑以及黑启动控制逻辑进行论述。[结果]通过黑启动试验结果表明,各电气量均满足规范要求,推荐方案能满足黑启动功能并通过电网公司验证。[结论]多台柴油机同时用于黑启动及保安功能的方案,为今后燃机电厂黑启动及保安电源工程设计提供参考及借鉴。     

抽蓄电站地下施工洞室通风系统仿真与改进研究

抽蓄电站地下施工洞室通风质量决定洞室内产生的有毒有害气体能否有效快速排出。文章基于RNG k-ε湍流模型,建立了抽蓄电站地下施工洞室通风系统的数值计算模型,使用Fluent数值模拟软件对施工工况下的金寨抽蓄电站地下洞室全厂通风系统运行时的流体流动特性进行仿真计算。通过现场实测数据对模型可靠性进行了验证。在此基础上,针对目前的通风系统提出改进方案,并进行仿真试验,根据仿真结果给出通风改进建议,为抽蓄电站地下施工洞室的通风系统设计和安全施工提供帮助。     

溪洛渡右岸电站稳控装置的配置及功能设计

大区互联电网稳控装置的配置对电力外送及互联电网的安全稳定运行意义重大。以接入南方电网的溪洛渡右岸电站为例,从溪洛渡右岸送出通道接线方式和确保其安全运行的稳定控制系统的组成及功能策略入手,详细分析和介绍了溪洛渡右岸电站稳控装置的配置、功能策略设计、运行特点及注意事项,说明了其在大区互联电网稳定控制系统中的重要作用,也为大型水电工程及输电系统的稳控系统配置提供了借鉴。     

我国海水抽蓄电站发展初探

海水抽水蓄能电站具有广阔的发展前景,但由于海洋的特殊性,也面临着诸多问题与挑战。本文阐述了海水及海洋生物对设备的腐蚀与浸袭、电站对于附近生态环境的影响等技术问题,介绍了世界上首台试验性电站—日本冲绳海水抽蓄电站的基本情况,详细分析了相关问题的解决方案,研究了我国的海水资源分布和建设电站的适应性条件,并对海水抽蓄电站的选址提出了建议。     

世界最大的广州抽蓄电站建成

３月１４日,广东省广州抽水蓄能电站最后一台８号机组投产,标志着该电站已全面建成,装机容量达２４０万千瓦,超过美国１９８５年建成的巴斯康蒂装机２１０万千瓦,成为世界最大的抽水蓄能电站。 广州抽蓄电站供广东、香港电网调峰,并可供电网调频、调相及事故备用。该电站各装４台法国阿尔斯通和德国西门子公司制造的３０万千瓦可逆式水泵水轮机和发电电动机组。电站建设总投资５０多亿元。摘自《世界能源导报》世界最大的广州抽蓄电站建成     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

蓄冷技术在燃气轮机电站空气预冷中的应用

蓄冷技术应用于燃气轮机电站的空气预冷，不仅可利用电网的低谷电，而且也为提高夏季电站的调峰能力创造了条件。该文对蓄冷技术进行了介绍，在分析燃气轮机性能的基础上对蓄冷技术在燃气轮机电站空气预冷应用中的问题进行了说明，并介绍了目前国外的应用情况，还对这项技术在我国的应用提出了建议和设想。     

风光储电站的应急电源配置分析与建议

从电站应急负荷状况、应急电源配置和运行方式入手,介绍了常规升压站的应急电源配置、储能系统的工作原理和运行方式。通过分析与比较,认为风光储电站的应急电源,除了按照变电站相关技术规范配置事故逆变电源及通信UPS外,还可以借助大容量储能系统作为全站的事故应急电源。建议将储能系统和风力、光伏发电系统相结合,通过微网运行技术和调控手段,延长风光储电站的事故备用时间,用以处理事故和尽快恢复到正常运行状态。     

新疆电网调峰需求及储能电源配置

大力发展新能源是实现“双碳”目标的重要手段。针对新疆电网大规模发展新能源带来的新能源弃电较高的问题,分析了新疆电网远景年调峰需求和储能电源的配置方案,将调峰平衡问题分为2个子问题考虑。首先,分析负荷调峰问题,即电源装机方案能否正常跟随日负荷的变化;然后,分析长时间尺度的新能源调峰问题,即分析弃水、弃风、弃光的情况。以新能源利用率大于95%为约束,研究了新疆电网2030、2035年的调峰电源配置方案,研究成果可为新疆电网新能源发展及储能电源配置提供参考。     

基于配电网可靠性的分布式电源与充换电站协同规划

充换电站具有电源与负荷的双重性质,分布式电源与储能的联合装置可作为稳定的电网备用电源。当配电网中发生故障时,充换电站和分布式电源的选址定容将直接影响配电网运行的可靠性。该文以带时间函数负荷权重的全网电量中断损失费为目标函数,考虑配电网及交通网联合约束,建立分布式电源与充换电站的协同规划模型,同时采用矩阵方法对变量进行归一化处理,最后采用Matlab进行求解。在结合交通网的IEEE-RBTS Bus 6系统主馈线F4上进行仿真,仿真结果表明,协同规划分布式电源与充换电站能够提高配电网的可靠性指标,规划方案合理。     

基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明：所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

非对称过水系统抽蓄机组调速系统稳定性分析

为研究非对称过水系统抽蓄电站的稳定性,基于Hopf分岔理论,先建立了带上游调压室的一管双机非对称过水系统抽蓄机组调速系统数学模型,在此基础上进行了Hopf分岔分析获得了调速系统的理论稳定域,并分析了不同控制参数下机组的动态响应特性,验证其理论稳定域;再揭示了一管双机式抽蓄机组动态响应的多尺度振荡特性及其产生机理;最后,探究了水流惯性时间常数、水轮机惯性时间常数和调压室时间常数对系统稳定性的影响规律。结果表明,带上游调压室的一管双机非对称过水系统抽蓄机组调速系统的Hopf分岔是超临界的,其稳定域由两条分岔线共同决定;调压室及机组间的水力干扰使得机组的响应特性呈现明显的多尺度振荡特性;较大的水流惯性时间常数和较小的水轮机惯性时间常数对系统稳定性有利,调压室时间常数对系统的稳定性影响呈现饱和特性。研究结果对抽蓄机组的智能控制和电站过水系统设计优化具有重要的指导意义。     

福建省发展柴油机电站若干问题的探讨

本文针对福建省缺电情况,从电网的、电量、负荷平衡分析建设柴油机应急电源的必要性,探讨了我省柴油机电站的发展规模和布局。从发电成本方面评价了柴油机电站的经济性。最后,根据柴油机电站在电网的作用和特点,提出了柴油机电站的运行方式。     

地源热泵与蓄能系统优化配置的设计

地源热泵与蓄能系统优化配置既能实现节能,又能实现移峰填谷,具有很好的经济性.上海张江地区夏季需求的冷量远远大于冬季需求的热量,利用地源热泵系统提供基本负荷,蓄冷系统在夏季提供峰值负荷.对地源热泵及蓄冷系统的热力性质和经济运行做了分析,为上海张江高科技园区中区节能技术提供理论支撑.     

基于储能装置的风火打捆直流输电系统稳定性研究

当电网侧发生故障或负荷突变时,大规模风电并网直流输电系统的可靠性和稳定性受到冲击。针对系统的安全、稳定运行,文章提出在受端配置超导储能装置(SMES)的风火打捆经直流输电并网拓扑结构。基于双馈风力发电机组和VSC-HVDC系统设计了SMES的控制策略。受端电网发生短路故障或负荷突变时,超导储能装置能保证电网受到干扰后快速恢复,在向系统补偿无功功率的同时提供一定有功支撑,克服故障带给系统的不利影响。通过DIg SILENT软件仿真结果表明:该方案能够有效控制电源侧和电网侧母线电压和频率,改善并网风电场暂态稳定能力以及故障穿越能力,能更好地保证并网系统可靠、稳定运行。