双馈变速抽蓄机组关键技术及展望

双馈变速抽蓄机组不局限于额定转速运行,已成为抽水蓄能领域的新方向和研发热点。介绍了双馈变速抽蓄机组的社会需求和国内外发展现状,概述了双馈变速抽蓄机组的原理并总结了其特点。结合双馈变速抽蓄机组的特点对其典型应用场景进行了分类;对变流器技术、控制技术和机组设计及制造技术等双馈变速抽蓄机组关键技术的研究现状和主要问题进行了梳理;并对双馈变速抽蓄机组未来的发展进行了思考与展望。

太阳能热风蓄热地板蓄放热特性的数值分析

本文提出一种拥有特殊内部管路(主管+支管)的太阳能热风蓄热地板结构,采用数值模拟研究方法,分析在主管支管共同作用下,关键设计参数对蓄热地板的蓄放热特性的影响,为新型太阳能热风-地板辐射供暖系统的设计、运行提供参考依据。研究结果表明,当主管支管管径比为2、风道面积比为1时,随着热风流量变大(65m³/h、160m³/h、255m³/h),热风向蓄热地板的传热作用和蓄热地板的蓄放热能力也越强,也能构建更加均匀的室内温度场。

基于卧式抽蓄的风光水储蓄联合运行优化调度研究

随着大规模风电和光伏的接入,电力系统的稳定运行面临重大挑战。通过传统水电融合改造,构建卧式抽水蓄能电站,利用其快速启动和强大的调峰能力,可有效平抑风电和光伏的出力波动。提出了一种基于卧式抽蓄的风光水储蓄联合运行优化调度方法,通过可调水电与泵站的联合运行平抑风电和光伏出力波动,考虑系统的综合性能和改造可行性,建立了系统总输出与电力消耗负荷曲线之间差值平方和最小化的优化调度模型,采用POA优化方法对系统联合运行调度进行优化求解。结果表明,通过基于卧式风光水储联合运行优化调度,系统的平均日供电缺口显著减少,提高了能源利用效率,避免了资源浪费,增强了系统消纳清洁能源的能力。

基于卧式抽蓄的多能互补系统容量配置优化研究

为提升传统水电的调节能力,扩大新能源的接入规模,可对常规水电站进行改造并增建泵站,以实现蓄能与发电的双重功能。构建基于卧式抽蓄的水电融合改造及风光水储多能互补系统,有助于实现对电网的调峰填谷,提高电网对新能源的消纳能力,保证风光等清洁能源进一步提质增效。通过对风电、光伏、水电和卧式抽蓄等发电子系统建立数学模型,设立目标函数与约束条件,利用优化算法对模型进行求解,得到风光互补出力与径流水电、垃圾发电和负荷特性规律,最后引入综合电费率计算互补基地的经济效益。分析结果显示,对第二级水电改造为卧式抽蓄后,丰水年的最优容量配置结果为风电645 MW、光伏1081 MW,互补基地的功率偏差减小至0.5320 MW/h,电力供应总成本降低至4.3621亿元,电网2相连时电费率降低至0.0284元/(kW·h),经济效益大幅提高。基于卧式抽蓄建立的多能互补容量配置优化模型,可进一步提高对能源的利用效率,充分发挥风光水储等资源的互补优势,提高系统的经济性和稳定性。

计及转速及功率限制的双馈抽蓄自适应调频控制

双馈抽水蓄能机组可以通过变速运行灵活调节功率,在发电和抽水工况下均具备一定的调频潜能.为挖掘双馈抽水蓄能机组在不同工况下的调频能力,分别建立其适应不同工况运行特点的调频控制模块,提出计及转速及功率限制的自适应变参数调频策略.首先,在建立考虑可逆式水泵水轮机动态特性的机组模型基础上,构建发电工况下将频率偏差转换为附加功率指令、抽水工况下将频率偏差转换为附加转速指令的调频模块.其次,分析各调频参数对于频率动态响应的影响,并以系统频率偏差最小为目标,以机组的转速及功率限制为约束,提出基于改进粒子群算法的多工况最优调频参数确定方法,在此基础上形成随机组状态实时调整的自适应变参数调频策略.最后,以含双馈抽水蓄能机组的四机两区系统为例进行仿真分析,仿真结果表明:所提调频策略使机组在不同工况、不同运行状态下均具有良好的调频性能.

变速抽蓄机组有功分阶段多档位控制策略

变速抽蓄机组具有优越的快速有功支撑能力,是协助新能源消纳和保障新型电力系统安全稳定运行的重要手段,但其有功调节中存在功率响应差额问题以及励磁单元与调速器响应速度差异造成的功率失衡会导致转速反调波动,从而影响机组长期安全稳定运行,而目前协调有功和转速的控制策略无法充分发挥变速抽蓄机组有功快速响应能力。为此,设计了有功参考值整定单元,解决了有功调节的差额问题;提出了有功分阶段多档位控制策略,考虑转速安全范围对有功进行分阶段控制,充分协调转速反调和有功快速调节之间的矛盾;基于Simulink仿真平台,验证了所提出的策略能有效提高有功调节精度,且可在抑制转速反调的基础上有效提升功率调节性能,有利于充分发挥变速抽蓄机组调频优势,保障机组长期安全稳定运行。

地下高大空间夏季工况下内部气流组织特性分析——以抽水蓄能电站发电机层为例

地下布置的抽水蓄能水电站具有电站埋深大、洞室群结构复杂、发热量大以及洞室群热湿环境控制十分复杂的特点,这些特点使得水电站地下厂房的热湿环境的设计与调控与地上建筑有较大的区别。其中发电机层作为抽水蓄能电站的重要组成部分,夏季常常受到发电设备间歇性散热的影响,容易形成高温、高湿的环境。为了保障发电机层的设备安全运行和工作人员的健康,需要设计高效的通风、空调系统以从而保证良好的温、湿度环境。

新型电力系统大规模抽水蓄能调度运行与控制综述及展望

在传统电力系统向新型电力系统转变进程中,为适应新型电力系统日益攀升的调节能力需要,抽水蓄能正以前所未有的速度加快开发建设,“含大规模抽水蓄能”将逐渐成为既“含高比例新能源”之后,新型电力系统又一显著结构特征。该文以大规模抽水蓄能为视角,梳理总结当前国内外抽水蓄能建设现状及未来发展趋势,分析新型电力系统特征、面临场景及对抽水蓄能的需求,从调度运行与稳定控制两方面,综述大规模抽水蓄能优化调度、参与电力系统稳定控制研究进展。最后,结合整体对待、整体优化、集中力量理念,展望大规模抽水蓄能协同参与优化调度、多功能协调支撑稳定控制前景,以期理顺抽蓄发展思路,助力抽水蓄能合理利用,为新型电力系统建设提供支撑。

抽水蓄能电站静止变频器(SFC)容量设计研究

对抽水蓄能电站静止变频器(SFC)的容量计算方法进行了研究。分析了机组起动过程中风摩损耗、轴承摩擦损耗、定子绕组铜耗、定子铁耗产生的阻力损耗特性,研究了机组损耗对SFC容量设计的影响。根据损耗曲线及机组变频起动时间要求,计算SFC最小设计容量,选择合适的SFC设计容量,并对机组起动时间进行计算校核。依据大型抽水蓄能机组SFC容量设计需求,通过计算分析验证SFC容量设计及选择的正确性,旨在为大型抽水蓄能机组静止变频起动装置容量设计和选择提供参考。

基于水-机-电联合模型的全功率变速抽蓄机组功率特性研究

全功率变速抽蓄机组(Full-power VSPS)以其优异的综合性能及逐渐降低的成本成为未来电网中应对新能源随机性与波动性的重要设备,但理论研究及工程实践中均存在对机组出力调节过程中功率特性及振荡机理认识不清的问题。对此,该文基于子模块建模的方法,搭建考虑复杂引水系统的全功率变速抽蓄机组水-机-电联合仿真模型,并提出基于过渡过程中单位转速-单位转矩轨线的机组功率特性分析方法。在此基础上,绘制了采用两种基本控制策略的机组在抽水及发电工况下的典型轨迹,根据其变化趋势得到了机组关键物理量的演变规律及转速反调等潜在运行风险,并进一步给出了这些风险的主要影响因素及对应的抑制策略。最后,结合仿真验证了所提方法及结论的正确性。该文可为全功率变速抽蓄机组功率特性的分析与优化提供模型与分析方法的参考。

太阳能双效蓄能器蓄释能特性分析

针对太阳能的间歇性、低密度和不稳定性,设计一种热损失小、蓄能密度大的双效蓄能器,并与双效吸收式热泵进行匹配。以北京市某办公楼为例,建立双效蓄能器的计算模型,设定评价指标(热利用率、蓄能效率和蓄能密度),利用Matlab软件对采用双效蓄能器的太阳能双效吸收式热泵系统进行动态模拟,并分析导热油流量、热源温度、集热器面积对双效蓄能器的蓄能特性和评价指标的影响。结果表明:双效蓄能器最高蓄能效率为83.2%,最高蓄能密度为750kW·h/m^(3),冬季可持续供暖至24:00;为提高系统综合性能,应提高热源温度并适当增加导热油流量。

湖北省储能需求规模研究及抽水蓄能布局分析

湖北省地势为东、西、北三面环山,中间低平,略呈向南敞开的不完整盆地,天然具备建设抽水蓄能电站所需的地形高差和充足的水源条件。从站点资源分布来看,抽水蓄能资源站点基本位于西部、北部和东北部的大别山区,其中尤其以西部山区资源站点相对最多,中部江汉平原站点资源较少。湖北省2030年无需新增区外来电补充电量,考虑新增约760万kW储能补充电力缺口,新能源消纳率为96.2%;2035年考虑由储能设施+区外来电补充电力缺口和电量缺口,通过拟定多组方案开展模拟和经济分析,2035年储能总需求规模1991万kW,新能源消纳率可达到95%以上,年费用相对最低,经济性最好。从分区电力市场空间进一步分析,2035年鄂东储能需求规模为840万kW,鄂西储能需求规模为690万kW,鄂西北合理需求规模为461万kW。总体而言,湖北省抽水蓄能资源分布与需求一定程度上匹配,未来抽水蓄能和新型储能布局宜重点考虑鄂东、鄂西北区域。

面向光伏出力不确定性的混蓄电站运行方式研究

为探究混合式抽水蓄能电站在不同光伏出力场景下的水光混蓄互补运行方式,构建基于生成式对抗网络(GAN)的光伏出力场景生成模型,以表征光伏出力的不确定性,并构建以源荷差异最小、系统发电量最大及梯级蓄能增量最大为目标的互补调度模型。采用Fibonacci-PSO算法对模型进行优化求解。结果表明:相比无混蓄电站运行模式,混合式抽水蓄能电站能够更好地调整系统出力与电网负荷需求相匹配,并在丰水期利用水电弃水进行发电,增加系统发电量,提高资源利用率;混蓄电站在丰水期内主要进行夜间发电,而在平水期与枯水期则进行夜间发电和日间抽水;其运行方式在丰水期内提升了4.4%~12.4%的发电量,并在平水期和枯水期通过抽水减少系统出力与电网负荷的差异,使得互补发电系统能够精准响应负荷需求。研究证明,所提出的方法对提升清洁能源消纳能力具有重要意义。

电力市场化改革背景下电蓄热供热项目最佳蓄热率分析

蓄热率是电蓄热供热项目设计的关键指标,影响系统设备配置、电力增容需求及运行成本。随着全国加快电力市场化改革,电力价格波动增大,此类项目早期的相关边界条件与经验已不适用。为剔除电力低谷时段热负荷对蓄热率的影响,本文定义了用热量转移率,介绍了电蓄热供热项目最佳用热量转移率分析方法,并结合案例项目进行了说明。同时分析了用热量转移率对蓄热装置利用率和高峰、低谷、平时段用电量的影响,以及峰谷电价差及电力增容费对最佳用热量转移率的影响,可为该类项目提供参考。

仁和抽蓄电站对产粘沉性卵鱼类繁殖影响研究

为探究仁和抽水蓄能电站调度引起的水文情势变化对下水库河道产粘沉性卵鱼类繁殖影响,采用野外调查和数值模拟手段,分析极端情景下电站日内发电和泄水对产粘沉性卵鱼类影响。结果表明,巴拉河至师庄断面日水位变幅和流速沿程发生变化。在乌东德水库坝前945m水位,出水口断面日内水位最大变幅约0.34m,最大流速变幅约为0.07m/s,对齐口裂腹鱼等产粘沉性卵鱼类繁殖影响有限。采样和模拟分析成果可为其他抽水蓄能电站的设计及运行提供参考。

地下式抽水蓄能电站可行性分析

地下抽水蓄能电站是利用地下空间作为抽水蓄能电站下水库,电站地下设施的建造可充分借鉴包括采矿业等其它行业的做法,具有高度的可行性。文中以某地下抽水蓄能电站为依托,经初步经济分析得出,当电站装机达到一定规模时具有一定的经济可行性;如果采用两级地下厂房串联,不仅能充分利用现有成熟主机设备开发地下抽水蓄能电站,而且展示出更加优异的经济性指标。此次研究分析可为开发地下抽水蓄能电站项目的早期决策提供参考。

易县抽水蓄能电站施工总布置方案设计

易县抽水蓄能电站邻近世界文化遗产清西陵、长城遗址,且下水库区泥石流沟发育,施工布置难度大。综合考虑工程特点和社会、环境因素,制定了工程施工总布置方案,提出了长城遗址保护的工程措施、清西陵保护范围的避让方案及泥石流综合治理措施,比选确定了渣场布置方案。为类似抽水蓄能电站工程施工设计提供了借鉴。

新形势下云南省抽水蓄能发展需求研究

为推动云南省大规模新能源开发消纳,确保新型电力系统供应的稳定与安全,需要抽水蓄能等大型调节电源提供支撑。本文立足云南省清洁能源发展新形势,结合云南省电力系统发展规划和电力市场空间分析成果,开展了抽水蓄能中长期发展需求研究,并结合云南省抽水蓄能发展条件及当前项目推动情况,对抽水蓄能发展形势进行了研判,提出了云南省抽水蓄能发展思路,相关成果可为云南省抽水蓄能开发建设提供一定助力。

现有水电计价体系下抽水蓄能工程量清单常见问题探讨

本文基于抽水蓄能电站工程大发展背景下,运用问卷调查与对比分析相结合的方法,分析现有水电计价体系下抽水蓄能工程量清单常见的问题,如项目名称不统一、计量单位不一致、项目特征描述不清晰、清单出项深度不一致等,并提出如何解决此上问题,给出分析意见,最终为抽蓄工程量清单范本编制提供参考依据。

东方电机首台中低水头段抽水蓄能机组——中核集团河南五岳抽水蓄能电站首台机组投产发电

2024年12月12日,东方电机首台中低水头段抽水蓄能机组——中核集团河南五岳抽水蓄能电站首台机组投产发电,标志着东方电机实现了200~800米水头段抽水蓄能产品全覆盖。这颗位于大别山里的“绿色大心脏”开始跳动,为革命老区经济社会发展注入源源不断的绿色动能。东方电机副总经理范先忠出席投产仪式。