PDF《陕西电网抽水蓄能电站效益评估》

1200 MW pumped storage power station in

2025 year. Key words: pumped storage power station;

new energy generation;

capacity benefit;

new energy abandon ratio 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (51807149) Project Supported by the National Natural Science Foundation of China (51807149) Electric Economy 电力经济

113 Smart Power 智慧电力

2019 第47卷第2期Vol.47 No.2 电源方案, 直接分析

2 个电源方案的典型方式运行 情况, 不适用于含有多种类型电源系统, 并且抽水 蓄能电站一般采用削峰填谷或备用运行, 且机组启 停、 跨日调节、 高比例新能源发电的处理较为简单. 本文以陕西电网为研究对象, 提出了一种全面 分析抽水蓄能电站容量效益的新方法, 从抽水蓄能 电站的容量效益、 电量效益、 新能源弃电率、 建设空 间和国民经济性等多方面对抽水蓄能电站的效益 进行了全面评估, 并考虑了抽水蓄能电站的多种运 行方式.研究结果表明,

2025 年陕西以建设

1 200 MW 抽水蓄能电站为宜.

1 抽水蓄能电站容量效益评估数学 模型 1.1 基本思想及计算流程 该方法通过计算抽水蓄能电站加入系统前后 的可靠性指标变化情况, 分析抽水蓄能电站的容量 效益.基本思路为: 抽水蓄能电站投入运行后会提 高系统可靠性水平, 如果保持系统原有的可靠性水 平不变, 则由于抽水蓄能电站的建设, 一部分常规 电源 (本研究中为火电电源) 可以降低装机规模, 此 减少的火电装机即为抽水蓄能电站的容量效益. 图1为基于等可靠性指标法计算抽水蓄能电 站容量效益的示意图, 其中 EENS (Energy Expecta? tion Not Served) 指标为电量不足期望, 指的是研究 周期内由于供电不足造成的用户停电损失电量的 期望值.如图

1 所示, 若没有抽水蓄能电站, 则某 EENS 可靠性指标约束下, 系统的火电需求为①, 加 入抽水蓄能电站后, 在相同的 EENS 指标约束下, 系 统可降低火电装机规模, 此时系统的火电需求为 ②, 则火电需求①与火电需求②的差值反映了由于 抽水蓄能电站投入运行而使系统可减少的火电装机, 此火电需求的差值即为抽水蓄能电站的容量效益. 图1 抽水蓄能电站容量效益示意图 Fig.1 Schematic diagram of capacity benefit of pumped storage power station 图2给出了基于等 EENS 指标的抽水蓄能电站 容量效益计算流程. (1)采用全时段

8 760 h 生产模拟程序, 进行无 抽水蓄能电站生产模拟, 计算电量不足期望值 EENS0. (2)投入抽水蓄能电站并设定其运行方式.由 于抽水蓄能电站容量效益的发挥, 与其运行方式密 切相关, 计算抽水蓄能电站的容量效益应该考虑系 统可能的抽水蓄能电站多种运行方式.本文考虑

5 种抽水蓄能电站运行方式: 1)综合优化方式: 基于预测的新能源出力, 采 用数学优化方法安排抽水蓄能电站工作位置.优 点是可以充分发挥抽水蓄能电站的调节作用, 但对 调度运行技术要求较高. 2)削峰填谷方式: 抽水蓄能电站在负荷低谷时 抽水, 高峰时发电, 调度简单, 但运行结果不是最 优, 对于负荷峰谷差较小的系统, 运行煤耗还可能 增加. 3)备用运行方式: 抽水蓄能电站全天停机备 用.这是传统意义的承担紧急事故备用功能的抽 水蓄能电站的运行方式. 4)快速清库方式: 以尽量接纳新能源弃电量为 目标, 发生弃电时抽水蓄能电站抽水, 无弃电时抽 水蓄能电站发电腾空上库库容, 为下一轮抽水做准 备.该运行方式下, 抽水蓄能电站发电只是为下一 轮抽水腾空上库库容, 不发挥调峰功能. 5)预留库容方式: 该方式与快速清库方式类 似, 抽水蓄能电站仍以弃电抽水为导向, 但无弃电 时, 不完全清空库容, 而预留一部分库容在负荷高 峰时发电, 发挥部分调峰功能. (3)全时段