抽水蓄能电站运行控制与效益分析

发布时间：2020-03-18 13:26

【摘要】：抽水蓄能电站是具有调峰、填谷、调频、调相及事故备用等用途的特殊水电站,对保障电网安全稳定和经济高效运行有重要的作用。抽水蓄能电站实现了大容量电能储存,能够提高电网的安全稳定性能、供电可靠性以及电能质量,而且具有绿色环保和节能降耗等特点,可以优化能源结构,实现了电力系统经济节能高效运行。随着我国跨区域电网、特高压的快速发展,大容量特高压输电线路偶发性故障,风电、光伏等新能源功率存在波动性等问题日益突出,电网调控手段面临新的挑战。抽水蓄能电站作为电网的重要调节手段之一,如何使其处于最优控制策略,充分发挥其在电网中的作用已经成为当前的重要课题。本文通过对抽水蓄能机组特性研究,考虑内外部因素,提出了机组最短启、停机时间约束及避免频繁启停的抽水蓄能机组启停机策略,同时提出了抽水蓄能电站机组间负荷优化分配方案,有效降低了抽水蓄能电站机组的启停次数,提高了电站运行过程的稳定性,保障了抽水蓄能电站负荷分配的实时性。从有功调节过程中抽水蓄能电站技术、经济特性出发,通过研究分析为抽水蓄能机组参与电网有功调节提供理论支撑,重在解决有功调节问题。从静态效益、动态效益和环境效益三个方面对抽水蓄能电站进行效益评估,其中静态效益主要包括容量效益和电量效益两部分;动态效益主要包括调频、调相、事故备用及黑启动效益;环境效益主要包括因减少有害气体排放所带来的相关效益。以抽水蓄能电站在不同电网中所发挥的作用不同为基础进行分析,根据抽水蓄能电站的特点从多个角度研究分析了抽水蓄能电站的效益,指导抽水蓄能电站更好的发挥其综合效益。结合泰山抽水蓄能二期项目,分析研究了抽水蓄能变速机组的技术优势和应用前景,如瞬时有功和无功功率的高速调节、抽水工况可以进行自动频率控制、发电工况时效率更高、交流励磁系统可替代SFC装置实现自启动以及更宽的水轮机运行范围等。变速机组对电力系统稳定性具有更加明显的提升作用,在电力系统中有着更广阔的应用前景。
【图文】：

逑组启停机策略优化”、“抽水蓄能电站负荷分配策略优化”三个角度来研究分析，逡逑研究流程如图２－１所不：逡逑机组流量－功率逦＼抽水蓄能机组逦抽水蓄能电站逡逑特性曲线逦——Ｐ启停机策略优逦Ｚ负荷分配策略逡逑化逦优化逡逑图２－１启停机组合及负荷优化技术方案流程逡逑抽水蓄能电站建设目前以发展国产化为主，但由于技术、市场等原因，一般逡逑一个电站采用一半进口机组一半国产机组，虽然机组出于整体设计，但不同厂家逡逑设备技术存在差异，特性曲线也不相同，即使电站所有机组均采用的是同一厂家逡逑的同型号的机组，由于现场安装差异也会导致机组间特性曲线存在差异，等微增逡逑率法中提到的如果电站所有机组型号相同，每台机组耗水率特性曲线近似相同，逡逑可以采用与容量成比例方法，但这仅仅是在理想状态下的情况，，从现场实际经验逡逑来看，机组特性曲线对平均分配法或等比例分配法有着较大影响，无法精确、实逡逑时的进行功率调节分配。而利用机组本身固有的流量－功率曲线

图３－１邋２０２０－２０３５年典型Ｈ待调控曲线逡逑３．邋３抽水蓄能机组的技术特性逡逑３．邋３．１抽水蓄能机组发电／抽水特性逡逑抽水蓄能机组有功调节技术特点包括：功率调节范围状、机组态转换时间、逡逑日抽发电量平衡、最大启停次数等。表３－１为泰山抽水蓄能电站在静止、发电、逡逑抽水等几种工况之间的转换时间。逡逑表３－１泰山抽水蓄能电站工况转换时间表逡逑逦工况转换逦最大时间逦逡逑逦静止－发电逦１２０ｓ逦逡逑逦发电－停机逦２４０ｓ逦逡逑逦静止－抽水逦４６０ｓ逦逡逑逦抽水－停机逦２００ｓ逦逡逑抽水－发电逦４８０ｓ逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV743;TV737

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10 张妍;杨U

本文编号：2588779