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。

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。

我国混合式抽水蓄能电站开发优势及制约

在“双碳”目标政策背景下,电力系统中新能源大规模、高比例并网,灵活性电源的不足制约了新能源的高效利用。我国水力资源丰富,结合梯级水电站建设混合式抽水蓄能电站,可大幅提高新能源综合利用率,同时开发实施容易、建设周期短、水库淹没环境影响小、投资省,是补充纯抽水蓄能发展和构建新型电力系统的有效手段。本文通过混合式抽水蓄能与常规抽水蓄能机组进行对比,分析混合式抽水蓄能电站的开发优势和独特作用,同时,对全国混合式抽水蓄能站址初步分析筛查,提出全国范围内混合式抽水蓄能的站址资源综合分布情况。并根据现阶段混合式抽水蓄能开发建设的存在制约因素,提出相关政策建议。

基于水动力模型的利用已建水电梯级建设混合式抽水蓄能时下水库最低运行水位关键影响因素分析

本文对混合式抽水蓄能电站的最低运行水位影响因素进行了分析,针对在抽水工况下因进出水口漏斗造成的下库水面线反比降现象,通过建立水动力模型,分析水面线反比降现象对下水库坝前水位的影响;对河床采取开挖措施解决因反比降现象无法保证抽水蓄能电站设计抽水要求的问题;以光马混合式抽水蓄能电站为例,通过分析开挖方式对抽水蓄能效益的影响,并综合考虑下水库原有承担的功能,得到了合理的下水库最低运行水位结果。

含混合式抽水蓄能电站的梯级水库长期随机优化调度研究

为提高含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站的保证出力和发电量,构建了年期望发电量最大的含混合式抽水蓄能电站长期随机优化调度模型,并运用逐次优化算法对模型进行求解。白山—丰满梯级水库优化调度计算表明,优化后白山水库保证出力抽水比不抽水增幅为24.94%,梯级电站总保证出力抽水比不抽水增幅为9.33%;白山水库年发电量抽水比不抽水增幅为4.86%,梯级电站总发电量抽水比不抽水增幅为8.64%。

陕甘青宁电网混合式抽水蓄能电站建设必要性

根据陕甘青宁电网电源结构、风光电出力特点,对陕甘青宁电网新能源大规模开发下面临的调峰容量不足问题进行了分析,并结合陕甘青宁电网特点,阐述结合常规水电建设混合式抽水蓄能电站的必要性及优点。

混合式抽水蓄能电站选点条件分析

利用现有水电站址,通过增建可逆机组方式与常规水电结合开发混合式抽水蓄能电站,具有开发实施较容易,建设周期短,水库淹没环境影响小,投资较省等优点。结合常规水电开发混合式抽水蓄能电站,要兼顾地形地质条件、已建水库的调节库容、水源及泥沙条件、水头、距高比、环保等客观条件的限制。

白山混合式抽水蓄能电站对红石电站水能利用提高率的影响分析

本文以红石电站为主要研究对象,考虑白山混合式抽水蓄能电站建设前后对于红石电站水能利用提高率影响为目标,采用白山混合式抽水蓄能电站投产时间点为分界线,分别选择两个阶段的丰水年、平水年和枯水年3个典型年,对下游红石电站水能利用提高率的影响进行分析、对比、计算,得出了白山混合式抽水蓄能电站建成后,可以有效提高红石电站水能利用提高率的结论。

混合式抽水蓄能机组的经济效益分析

混合式抽水蓄能机组的调峰能力很高。根据实例 ,在分析抽水蓄能机组的必要性及其调峰容量、电量和经济效益的基础上 ,指出了混合式抽水蓄能机组的优点 :减少水库弃水、提高水库水位、增加发电量、利用自然径流调峰能力强、可做紧急事故备用。

白山混合式抽水蓄能电站对红石电站水能利用提高率的影响分析

本文以红石电站为主要研究对象,考虑白山混合式抽水蓄能电站建设前后对于红石电站水能利用提高率影响为目标。采用白山混合式抽水蓄能电站投产时间点为分界线,分别选择两个阶段的丰水年、平水年和枯水年三个典型年,对下游红石电站水能利用提高率的影响进行分析对比计算。得出了白山混合式抽水蓄能电站建成后,可以有效的提高红石电站常规水电站的水能利用提高率。

含混合式抽蓄电站的梯级水电站效益问题研究

针对梯级水电站"汛期弃水保防洪、枯期少水发电少"、不能最大化开发利用水资源的问题,提出新增混合式抽水蓄能机组的梯级水电站中长期优化调度策略。建立在丰平枯分期电价下,以年发电效益最大为目标函数的模型,用自适应水位廊道法解耦梯级复杂联系的约束条件,逐步优化算法求解。通过仿真验证得到,新增抽水蓄能机组能提高梯级的整体发电收益,丰水年减少弃水,增加枯期电量,为最大化利用水资源改善梯级水量分配提供新思路。

宽水头变幅抽水蓄能电站水泵水轮机水力选型设计

某混合式抽水蓄能电站由于利用已建成的上、下水库等特殊原因,导致水头变幅较常规抽水蓄能电站更大,从而给水泵水轮机的水力设计带来了较大困难。通过对其宽水头变幅的研究,分别采用了常规定速机模式、多转速组合的定速机模式和可变速机模式对水泵水轮机的水力设计方案进行详细研究和比较。结果表明,在混合式抽水蓄能电站中,这些不同模式下的水力设计方案存在各自的优劣之处。本研究成果可为类似电站或具有类似情况的工程项目提供重要借鉴和参考。

我国抽水蓄能电站运行状况浅析

通过对我国目前几类抽水蓄能电站运行状况的具体分析,说明抽水蓄能电站在电网中发挥着削峰填谷、调频调相、事故备用等重要作用,已成为确保电网安全、经济、稳定运行的不可缺少的重要组成部分,是电网运行管理的重要工具。同时,指出混合式抽水蓄能电站将是我国未来抽水蓄能电站发展的方向。

白山抽水蓄能电站建设运行分析总结

利用现有水电站址,通过增建可逆机组方式与常规水电结合混合式开发,具有开发实施容易、建设周期短、水库淹没环境影响小、投资省等投资建设优点。扩建成混合式抽水蓄能电站,使常规水电站具备抽水蓄能的功能,在电力系统中承担储能、调峰填谷、事故备用、调频、调相、黑启动等作用;增建的可逆机组还可改善常规水电机组的运行方式,提高电站运行水头,在汛期减少弃水调峰现象,避免水资源浪费[1],增加电站发电效益;另外通过利用抽水蓄能电站上库的调节性能,对水量进行重新分配,可使入库径流具备人工调节能力。结合常规水电进行混合式抽水蓄能开发,具有较好的开发利用前景及调峰发电等众多效益。

四川省抽水蓄能发展思考和总结

四川省发展抽水蓄能以多元开发保障电力供应。结合近几年四川省抽水蓄能规划设计经验,系统阐述了在负荷持续刚性增长背景下,四川省抽水蓄能作为重要的多能互补电源,从双碳目标下能源电力保供、满足负荷中心调峰、促进风光新能源开发等方面的开发必要性。考虑到四川省源荷异地特点下,四川省不同抽水蓄能发挥的功能和作用不同,应在新能源集中区域和靠近负荷中心合理布局,提出了四川省抽水蓄能的开发方式,根据需求和工程实际情况,可因地制宜发展适度规模的混合式抽水蓄能和中小型抽水蓄能。同时,详细总结了四川省抽水蓄能前期工作和开发建设中需要关注的重要关键技术问题,如识别移民环保敏感对象、水文泥沙措施可行经济、复杂地质条件可行、已有工程结合影响、高海拔机电设备适应性等。结合工作经验,提出了四川省抽水蓄能发展建议。

“双碳”目标存量水电灵活性提升路径与评估框架

“双碳”目标下新型电力系统对灵活性资源需求迫切,基于灵活性机理基础,对比分析径流式水电、蓄水式水电和抽水蓄能电站灵活性差异和影响因素,提出水电智能化改造、混合式抽水蓄能电站改造、蓄水式水电等效储能、存量水电扩机灵活性提升的四种路径;梳理国际最新典型案例,阐述水电灵活性提升四种途径中的关键技术及工程经济性优势;基于安全稳定性、经济性和灵活性3个目标,提出水电灵活性提升评价框架;以构思混合式抽水蓄能电站为算例,厘清水电灵活性提升仿真分析框架。结合存量水电特性和电力灵活性需求,凝练我国存量水电灵活性提升路径和未来研究重点。