海水可变速抽水蓄能与风电联合运行优化研究

海水可变速抽水蓄能是国内尚未应用的新技术，是消纳海上风电、提高沿海及海岛电力系统可靠性的新思路。以经济效益最大化和输出功率波动最小化为目标，提出考虑分时电价、变速机组运行特性的多层次约束条件，建立海水抽水蓄能与风电联合系统运行优化模型；引入NSGA-Ⅱ算法结合罚函数求解；以广东万山群岛微网系统为例，定量对比了含可变速和定速机组的海水抽水蓄能与风电联合系统运行性能，阐明了可变速技术优势。结果表明：在一个日调节周期内，相较于同容量下的常规抽水蓄能与风电联合运行系统，可变速抽水蓄能与风电联合运行系统可提高经济效益4.16%,降低输出功率波动12.10%,减小弃电量26.78%,提高风能利用率1.69%。研究成果对探寻适合中国沿海地区和海岛的海水抽蓄系统发展模式具有借鉴意义。     

定-变速抽水蓄能机组调相-发电过渡过程动态特性研究

可变速抽水蓄能作为一种较新的机组形式,在参与电网调相调频、功率调节等方面相对传统定速机组具有独特优势。调相-发电过程作为抽水蓄能机组应对风光等间歇性可再生能源波动的典型过渡过程,对过流部件压力波动及机组运行稳定性有显著影响。目前抽水蓄能电站中广泛采用的一管多机布置形式存在水力干扰现象,一台机组的工况变化会影响其他机组的运行。同时,变速机组的引入会使机组展现出与传统机组不同的水力动态特性。为深入探究调相-发电过渡过程中不同机组布置形式下复杂管道系统的水力动态特性及相关稳定性问题,结合工程数据,基于特征线法和S函数等方法构建三种不同机组组合形式下一管双机抽水蓄能机组模型。针对不同机组布置形式,分别探究不同动作间隔下机组的蜗壳压力、尾水管压力及调压井流量等水力因素的动态特性及其对蓄能机组稳定性的影响。定量分析结果表明：在调相-发电工况下,工作水头及蜗壳压力先下降后上升,尾水压力、下游调压井水位及流量呈现正弦式衰减振荡;3种组合形式中定速-变速机组组合稳定性效果最佳,变速-变速组合的水力波动最大。本研究为定、变速组合的抽水蓄能电站安全稳定运行提供一定的理论依据。     

利用已建大变幅库水位水电梯级建设混合式抽水蓄能的可行性研究

利用已建水电梯级新建抽水蓄能电站，是快速满足电力发展需求及消纳新能源的重要手段。为解决已建水库水位大变幅对抽水蓄能定速机组的水头变幅不利影响，以贵州省光马混合抽水蓄能电站为例，根据水库电站及抽水蓄能机组的运行特点，提出以改变水库运行水位为突破口，研究采用定速机组的可行性。分析结果表明，光照水电站水库抬高死水位后，北盘江水电梯级多年平均年发电量增加了0.78亿kW·h,保证出力仅减少4.8%,随着电网负荷的增加，电网有足够的尖峰工作位置满足水电容量的正常发挥；梯级保证出力可满足规范要求。采用定速机组，对原水电梯级作用影响甚微，具有可行性，且建设混合抽蓄可增加双倍调峰能力。该研究成果可供其他类似混合式抽水蓄能电站设计借鉴。     

基于系统运行模拟的抽水蓄能变速机组容量配比优化研究

抽水蓄能机组对于保障电力系统安全、稳定、高效运行作用显著,特别是抽水蓄能变速机组,具有抽水功率可调、运行效率提升和调节范围加宽等优势。考虑到抽水蓄能变速机组投资成本相比恒速机组较高,进行变速机组容量配比优化研究十分必要。本文建立基于电力系统安全约束机组组合的抽水蓄能变速机组容量配比优化模型,可以在给定的区域电源规划方案下,给出新建变速机组占所有新建抽水蓄能机组的经济最优比例。针对西部某区域的算例分析表明,新建抽水蓄能变速机组容量配比在33%左右时,系统运行效益最优。     

基于机组运行特性曲线的变速抽水蓄能机组自适应协调控制方法

针对变速抽水蓄能机组调速器与交流励磁控制系统之间的协调控制问题,基于机组转速、导叶开度与系统功率和静水头之间的关系,提出了一种基于机组运行特性曲线的变速抽水蓄能机组自适应协调控制方法。首先,建立协调控制系统模型,根据变速抽水蓄能机组运行特性曲线,采用径向基函数插值法拟合推导出协调控制数学模型,从而实现了自适应协调控制;进而,通过仿真验证了自适应协调控制方法。仿真结果表明,该方法具有较高的精度和可行性。     

碳达峰背景下抽水蓄能-风电联合系统建模及有功功率控制特性研究

随着"碳达峰,碳中和"目标的提出,风电并网规模日益扩大,抽水蓄能电站在风电出力消纳上将发挥越来越重要的作用。建立抽水蓄能-风电联合系统仿真模型是研究抽水蓄能电站消纳风电波动出力的重要手段。针对现有多能互补模型中的抽水蓄能机组模型通常只适用于小波动过渡过程、且通常简化风电机组动态发电过程的问题,为了进一步揭示联合运行过程中抽水蓄能机组和风电机组的动态调节特性,介绍了抽水蓄能-风电联合系统数值仿真模型架构,建立了一种能模拟抽水蓄能机组全工况范围和反映风电机组发电特性的水风互补联合运行系统仿真模型,重点研究了联合系统在有功功率控制下的动态响应特性。仿真结果表明系统在功率跟踪模式和功率平滑模式下均能较好平抑风电出力波动,并显示出水流惯性限制了抽水蓄能机组的响应速度,可为风电大规模并网下的抽水蓄能机组控制提供技术支持。     

大型抽水蓄能机组的变速运行

潘家口蓄能机组将是世界上第一台进行变速运行的大型抽水蓄能机组,目前正在安装,预计1990年底可进行整机调试。该机是采用变频器来实现变速运行的。用变频器作同步电动机的启动国外已有成功经验,但用于大型抽水蓄能机组作变速运行尚属首次。因此。有关潘家口抽水蓄能机组的变速运行已引起有关方面的关注和重视。     

抽水蓄能变速机组前期规划策略初探

介绍了抽水蓄能变速机组在电网中的优势,并分析探讨了变速机组在负荷集中区域、新能源集中区域以及特高压受端区域电网中所起的作用。通过对抽水蓄能变速机组的规划研究发现,负荷集中区域、新能源集中区域以及特高压集中区域,由于其特殊性对电网的安全稳定要求更高,更需要抽水蓄能变速机组的加入。以京津及冀北电网为典型电网,选取尚义抽水蓄能电站作为典型案例,对电网对变速机组的需求进行了验证,结果表明,可变速抽蓄机组调节精度高、响应速度快、调节幅度大,有利于促进京津及冀北电网坚强智能电网的建设,且从系统经济性及长远看,变速机组还是比较经济的。     

白山发电厂长期优化调度研究

建立了白山发电厂长期优化调度模型,采用POA算法对模型进行求解.根据历史资料对白山发电厂常规机组以及带抽水蓄能机组的调度进行优化,结果表明,供水期常规机组优化调度后较实际年平均增发电量0.17亿kW·h,增加效益为972万元,说明优化调度是必要的;抽水蓄能机组投入运行后,年平均发电效益增加1.976亿元,经济效益十分可观.     

潘家口抽水蓄能电站电气（一次）设计特点

潘家口水电站抽水蓄能机组引进了意大利TIBB公司的发电电动机和静止变频器等主要配套电气设备。变频蓄能机组,综合采用了直流输电、大功率晶闸管变速传动和抽水蓄能机组起动变频器三项先进技术,是当今世界水电站中容量最大的变频变速机组。由于该抽水蓄能机组采用了变频和变极双重变速方式运行,     

融合改造的混合式抽水蓄能与风电联合运行短期调度模型

依托规模庞大的常规水电增建混合式抽水蓄能是加快抽蓄发展的重要途径。相比传统抽蓄电站,融合改造的混合式抽水蓄能电站具有水力联系更紧密、抽-发工况转换更复杂、“量调并重”角色更鲜明等显著特点,为探索其运行模式,本文提出一种融合改造的混合式抽水蓄能与风电联合运行短期调度模型。该模型以联合体整体收益最大为目标,以机组为最小调度单元,针对常规机组和抽蓄机组的差异化运行特性分别精细化建模,并引入状态变量实现运行状态的解耦与关联切换。在模型求解方面,通过线性化方法及建模技巧将原模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,最后在JAVA环境中采用CPLEX工具进行求解。以西南某流域电站为参考构建的应用示例验证了本文模型和求解方法的有效性,可为推进常规水电站的融合改造提供借鉴。     

变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制研究

针对变速抽水蓄能机组有功功率与转速之间的协调控制问题,分析了变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制原理,提出了变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制方法,并搭建了变速抽水蓄能机组控制系统联合RTDS仿真试验平台,对变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制方法进行了联合仿真试验验证。试验结果表明:发电工况有功功率与转速协调控制宜采用交流励磁系统转速闭环和调速器有功功率闭环控制方式,抽水工况有功功率与转速协调控制宜采用交流励磁系统转速闭环和调速器开度闭环方式。     

我国电网对抽水蓄能电站变速机组的需求分析

变速抽水蓄能机组具有更好的稳定性和变速恒频发电能力、更优的调节性能、更广的调节范围等优势。以变速抽水蓄能机组的优势为基础,从未来电网的特点和需求出发,探索变速机组对电网建设、提高资源利用率以及电站自身运行等方面的积极影响,并参照国外已建变速机组的相关运行指标和我国电网调节性能补偿相关规定,就我国变速机组在未来电网的经济性进行预判。     

抽水蓄能计算机监控系统新技术展望

当前,抽水蓄能行业都在积极探索抽水蓄能电站计算机监控系统与电厂数字化、智能化业务的结合应用,推动智能抽水蓄能电站技术体系的完善与改进.另外,变速抽水蓄能机组具有一定程度的异步运行能力,能通过相位、幅值控制可获得快速有功功率和无功功率响应,有利于电力系统稳定运行,开展变速抽水蓄能机组监控系统的研究,也是一个新的课题和方向...     

抽水蓄能电站消纳新能源作用分析

随着风电、光伏等新能源大规模并网运行,其较强的波动性和较弱的调节性导致了大量弃风、弃光现象出现;抽水蓄能电站规模大、启动迅速、调节灵活,可有效降低电力系统弃风弃光率,保障系统安全经济稳定运行。通过分析内蒙古电网中消纳新能源的3种途径,初步量化了抽水蓄能电站消纳新能源的规模。总体来看,在化学储能等其他储能方式大规模商业化运营之前,在比较长的一段时间内,尤其在安全低碳的总要求和新能源快速发展的背景下,抽水蓄能作为一种成熟经济绿色的储能方式,在消纳新能源方面具有较大的优势和能力,应该加快抽水蓄能电站的发展。     

变速机组对我国抽水蓄能规划选点的影响分析

以变速机组的运行特点为切入点,分析其在抽水蓄能建设方面的优势,并通过有无选取变速机组进行工程设计对比分析,旨在从机组建设可行性、能量指标、经济指标等方面例证变速机组对我国抽水蓄能电站规划和建设的积极影响,为推动变速机组在我国的建设进程提供决策依据。     

抽水蓄能机组高-低-高变频起动控制策略研究

针对抽水蓄能机组使用高-低-高静止变频器的起动问题,建立了抽水蓄能机组起动平均转矩数学模型,分析了升压变压器在负载换流阶段较低频率时的运行特性。以平均转矩数学模型和变压器低频运行特性为基础,设计了抽水蓄能机组变频起动控制策略。通过Matlab/Simulink建立仿真模型,对提出的控制策略进行仿真验证,结果表明该策略可以获得良好的起动性能。     

基于三维曲面的抽水蓄能电站机组故障预警模型

深入分析了影响抽水蓄能机组运行状态的有功功率、工作水头等关键因素,确定了机组的健康标准状态,提出了综合考虑有功功率、工作水头作用,能够自适应抽水蓄能机组工况变化的故障动态预警模型。实例分析表明,该模型可以实现抽水蓄能机组的在线安全评估,能及时准确地预警出机组异常(故障),有很好的实用性。     

浅谈清蓄电站机组并网调试期间的调度联系

抽水蓄能机组的调试需要机组双向运行,工况转换流程复杂,对电网的影响较大,调试的难度比常规机组要大得多。为保障新建蓄能机组调试期间电网安全稳定运行及蓄能机组的按期投产,不但要做好电站内部调试单位间的工作协调,还要加强电站与调度间的厂网协调。本文介绍清蓄电站机组并网调试期间,厂站与调度沟通协调的相关业务,可供新建抽水蓄能机组并网调试期间调度业务联系的参考。     

计及天气因素影响的风-光-火-储联合发电策略研究

抽水蓄能电站水库库容是制约抽蓄调节能力的关键因素,其受到不同季节的天气因素的影响。以往抽水蓄能电站模型的研究中很少考虑天气因素造成的影响,这将造成含抽水蓄能电站电力系统运行状态建模仿真的偏差。详细分析了天气因素对抽水蓄能水库水量的影响,针对水量变化建立计及考虑天气因素的抽水蓄能电站模型,该模型用于分析风-光-火-储系统的优化运行。结果表明,不同天气条件下抽蓄的调节能力变化会显著影响系统的调峰能力及新能源消纳水平。提出的模型能够更精确、有效地模拟天气条件对系统调节带来的影响。