APP下载

抽水蓄能电站节能效益综合分析系统*

2015-07-25王斌苏适邵武周伟杨隽杨家全玉溪供电局云南玉溪65399云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明6507

新型工业化 2015年7期

王斌,苏适,邵武,周伟,杨隽,杨家全(.玉溪供电局,云南玉溪 65399;. 云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南昆明 6507)

抽水蓄能电站节能效益综合分析系统*

王斌1,苏适2,邵武1,周伟1,杨隽1,杨家全2
(1.玉溪供电局,云南玉溪653199;2.云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南昆明650217)

摘要:抽水蓄能电站具有调峰填谷和促进电网经济运行的作用,以一定的能源消耗为代价,实现整个系统的节能降耗、电网的安全稳定、用户供电质量的提高等效益。本文对抽水蓄能电站所产生节能减排效益进行了定量评估,细化计算了抽水蓄能电站的静态效益和动态效益,对照系统抽水蓄能电站是否运行的情况下的各项指标数据,分析抽水蓄能的容量效益、移峰填谷效益、动态效益等多项能效指标,将各类效益计算模型封装制作成软件,形成用户友好型交互界面。本文开发的抽水蓄能电站节能效益综合分析系统,可根据输入的实际抽水蓄能电站参数计算当前工作模式的节能减排效益,操作便捷,具有良好的可读性。

关键词:抽水蓄能;调峰填谷;节能效益;定量评估

本文引用格式:王斌,苏适,邵武,等.抽水蓄能电站节能效益综合分析系统[J].新型工业化,2015,5(7):8-17

Citation:WANGBin,SUShi,SHAOWu,etal.AComprehensiveSystemforEnergyConservationBenefits AnalysisinPumpedStoragePowerStation[J].TheJournalofNewIndustrialization,2015,5(7):8-17.

0 引言

进入21世纪经济高速发展期以来,我国已成为世界上最大的能源消费大国之一[1],我国的电力负荷急剧增长,电网的峰谷差越来越大,这都给电网运行的安全性和稳定性带来不可忽视的潜在威胁[2-4]。南方电网作为世界上较复杂的电网,强直弱交特性明显,负荷峰谷差大,随着西电东送的步伐进一步增大以及可再生能源发电的发展,在丰水期负荷高峰以及春节等调峰困难时期,电网安全可靠供电的压力将越来越大[5-7]。因此,在南方电网区域内大力发展作为电网运行调节器的抽水蓄能电站,对保证电网安全稳定运行有显著的意义[8]。

抽水蓄能电站对电网运行的作用主要有如下两点[9,10]:一是通过减小电网峰谷差,改善系统调峰能力;二是提高电网的经济运行水平。我国抽水蓄能机组建设起步晚,关于抽水蓄能的效益分析、经营模式一直在研究中,已投产的电站的经营管理模式也处在摸索阶段,现存的电网统一经营、容量租赁等经营方式都不完美。在“厂网分开、竞价上网”新形式下,抽水蓄能与大型火力发电公司共同联合运营的方式被提出[11-13]。

抽水蓄能电站的经营模式与其收益的评价有关,其关键在于对电站的静态和动态效益进行定量评估。目前相关大部分研究都是考虑将抽水蓄能放到一个大电力系统中考虑,难以具体计算出每个受益者的受益量[14-17]。

基于以上事实,本文考虑建立一个抽水蓄能电站和一个火力发电厂联合运行的模型,从静态效益和动态效益两个方面,通过对比系统有无抽蓄情况下的各项指标数据,分析抽水蓄能电站的节能减排效益,并以此为基础开发综合节能减排效益分析系统软件,用于计算抽水蓄能电站当前工况下的节能减排效益。

软件以JAVA语言为基础,并结合MySQL数据库对数据进行管理,通过接口调用Matlab程序,满足调峰调频对多因素影响下抽水蓄能电站效益的计算,计算模型具有良好的可读性、易维护性,交互界面设计符合用户友好原则。

1 抽水蓄能电站节能减排效益分析

1.1静态效益分析

静态效益重点从容量效益和移峰填谷效益两方面进行分析。其中,容量效益是指由抽水蓄能电站代替部分火电用作电力系统的工作和备用容量,以减少火电装机从而降低了系统的投资和运行费用;移峰填谷效益是指抽蓄投运后,其调峰作用及对火电运行条件的改善而对系统带来的节煤效益与抽水发电过程中的损耗增加两者间的差值。

本文采用“有无对比法”,对有抽水蓄能情况和无抽水蓄能时的全网消耗标煤进行对比分析,对抽水蓄能电站的容量效益和移峰填谷效益进行测算。

1.1.1容量效益分析

容量效益采用“等效替代法”计算,用抽水蓄能机组等效替代火电机组,容量效益为替代方案与初拟方案间投资运行费用的差额。

容量效益计算公式如下:

上述式(1)~(3)中,ηcap为抽水蓄能机组总效益,ηcap(inv)为抽水蓄能机组投资效益,ηcap(ope)为抽水蓄能机组运行效益,Qpsc为抽水蓄能机组容量,λcrr为容量替代率,ξtpi为火电机组单位(kW)投资,为抽蓄单位(kW)投资,为火电固定运行费率,为抽蓄定运行费率。

图1 容量效益趋势图Fig.1 The capacity benefit trend chart

容量效益计算按照南网抽水蓄能装机容量从4200MW增加到12080MW时,节省的电源建设投资和固定运行费用趋势如图1所示,图1横坐标为抽水蓄能装机容量(MW),纵坐标为费用(亿元)。由图1可以看出节省的固定运行费用、投资与蓄能机组装机容量呈线性关系。随着抽蓄容量的增加,所带来投资效益和固定运行费用节约效益都会增大。

1.1.2移峰填谷效益分析

抽水蓄能电站的移峰填谷作用,指抽蓄在用电负荷低谷时段将热力机组发出的超出负荷的剩余电能通过抽水转化为水位能储存起来,在用电负荷高峰期再将储存的水位能释放转化为电能用以分担热力机组的顶峰压力,简而言之就是将高峰期的负荷移放到低谷期,使火电出力能够尽量保持平稳,既减轻了高峰期火电机组的压力,也避免了低谷期火电因降出力造成的效率降低。因此移峰填谷产生的效益是双重的。

移峰填谷能效分析是基于电站实际的上网电量和下网电量,即电站实际能效为上网电量与下网电量的比值。首先,通过下网电量提供的电能进行抽水,将下库水能抽到上库蓄能待发电;然后,利用上库的水能进行发电,在扣除水能损耗、能量转换损失和综合厂用电损失后,产生的电量即为上网电量。

考虑到抽水蓄能电站本身有一部分的电量消耗是固定不变的,因此,当低谷期抽水蓄能电站增加发电时,其下网电量不仅仅是抽水电量,还包括一部分是一直需要消耗的电量,高峰期抽水蓄能电站发电时,其减少的系统中的高能耗电厂的发电量,也不仅仅是此时的上网电量,而是抽水蓄能电站的上网电量+原先的用电量,因此在考虑抽水蓄能电站移峰填谷效益时,抽水蓄能电站能效研究应从“动态”的角度进行考虑。

所谓动态能效是指抽水蓄能电站在跟随电网负荷变化进行移峰填谷时,抽水蓄能电站对增加的低谷发电量的实际转换效率,具体来说,就是说让系统增加的单位低谷期发电量Qg,最终能在高峰期少发的发电量Qf。

因此,在进行抽水蓄能电站移峰填谷效益计算时,应采用电站的动态能效。其效益为抽水蓄能机组不工作和工作两种情况下全网火电机组消耗标煤的差值,其中抽水蓄能约束条件:

其中,s为抽水蓄能机组处于发电状态的时刻点集合,Pp.s为在发电负荷点所有抽蓄机组的总出力;t为抽水蓄能机组处于抽水状态的时刻点集合,Pp.t为在抽水负荷点所有抽蓄机组的总出力,η为抽水蓄能电站动态能效。

抽水蓄能电站动态能效所要研究就是当抽水蓄能机组跟随负荷变化进行调峰填谷时,电站实际的动态能效水平。一般认为,抽水蓄能电站在实现移峰填谷效益时,是利用电网负荷低谷期抽水用4度电换取电网负荷高峰期发出3度电,即综合效率为75%左右,其中能量损失占25%左右。

1.2动态效益分析

目前,抽水蓄能动态效益的定量评估一般采用分项求和的方法,其主要思想是将抽蓄容量按功能进行分类,各类容量分别定量化计算动态效益,再累加求和得到总的动态效益。动态效益中最主要的是事故备用效益和调频效益。

事故备用动态效益是指以抽水蓄能电站的部分装机容量代替部分火电作为系统的事故备用容量,从而减少火电的规划容量或运行时的开机容量,由此带来的节省投资和煤耗的效益。事故备用效益的算法流程如图2所示。

调频效益分为负荷备用效益和负荷跟踪效益。根据美国电科院Prof.A.Ferreir的研究成果,负荷备用效益与跟踪效益相当。因此,本文仅考虑负荷备用效益,负荷备用效益的两倍即为调频效益。

火电运行时需要留出部分机组作为旋转备用,以维持电网频率的稳定,这部分机组不能满出力运行,因此运行效率较低。而抽水蓄能具有快速启停、出力变化范围大等特点,在系统负荷波动时能迅速地调整出力,代替旋转备用的火电机组起保持频率稳定的作用,获得的效益即为负荷备用效益。负荷备用效益评估和事故备用效益评估类似,仅故障模拟转换为扰动模拟,发电机组出力、抽水蓄能机组出力等同等于事故备用取值,具体流程不作赘述。

1.3抽水蓄能机组不工作情况下负荷最优分配模型

负荷最优分配目标函数应满足96个负荷点的火电机组总煤耗最小,即:

式中,F1为火电机组典型日的总煤耗,nh为根据机组组合确定了火电机组的开机台数,phki为第k台火电机组在第i个负荷点的实际出力,gk为第k台机组的煤耗曲线函数。式(5)应满足的约束条件包括有功约束、水量约束、火电出力约束和水电出力约束,如下所示。

b)水量约束:

式中,phki意义同上psji为相应的第j台水电机组在第i个负荷点的实际出力,为火电机组在第i个负荷点的总出力,nh为水电机组的开机台数,PL1、PL2、…、PL96为典型日96个时刻点去无调节水电厂出力、核电出力以及强迫出力后的实际负荷。

b)水量约束:

其中,除变量W外,其他变量含义如前述,W为典型日水电机组总水量。

c)火电出力约束:

其中,phkmin为第k台火电机组的最小出力,phkmax为第k台火电机组的最大出力。

d)水电出力约束:

其中,psjmin为第j台水电机组的最小出力,psjmax为第j台水电机组的最大出力。

1.4抽水蓄能机组工作情况下负荷最优分配模型

抽水蓄能机组工作时,还应考虑机组工作情况下的负荷最优分配,即满足有功功率在火电厂和有功调节水电厂的可调功率之和在抽水蓄能水电厂之间的最优分配,其负荷分配最优目标函数为:

上式的含义在于负荷分配最优的目标应满足96个负荷点的火电机组总煤耗最小,式中,F2为火电机组典型日的总煤耗,nh为根据机组组合确定了的火电机组的开机台数,pki为第k台火电机组在第i个负荷点的实际出力,gk为第k台机组的煤耗曲线函数。该目标函数的约束条件如下:

a)有功约束:

式中,phki为第k台火电机组在第i个负荷点的实际出力,为火电机组在第i个负荷点的总出力,psji第j台水电机组在第i个负荷点的实际出力,为水电机组在第i个负荷点的总出力,ns为水电机组的开机台数,pcri为第r台抽蓄机组在第i个负荷点的实际出力,为抽蓄机组在第i个负荷点的总出力,nc为抽蓄机组的开机台数,PL1,PL2,…,PL96为典型日96个时刻点除去无调节水电厂出力、核电出力以及强迫出力后的实际负荷。

b)水电约束条件、c)火电出力约束条件和d)水电出力约束条件分别同式(7)、式(8)和式(9)。

e)抽水蓄能约束条件为:

式中,s为抽水蓄能机组处于发电状态的时刻点集合,Pp.s为在发电负荷点所有抽蓄机组的总出力,t为抽水蓄能机组处于抽水状态的时刻点集合,Pp.t为在抽水负荷点所有抽蓄机组的总出力,η为抽水蓄能电站效率。

f)抽水蓄能出力约束条件为:

式中,s为抽水蓄能机组处于发电状态的时刻点,t为抽水蓄能机组处于抽水时刻状态的时刻点,Pp.rmax为第r台抽蓄机组的最大出力,Pp.rs为第r台抽蓄机组在s时刻点的出力,Pp.rt为第r台抽蓄机组在t时刻点的出力。

1.5移峰填谷效益计算模型

移峰填谷效益为抽蓄不工作与抽蓄工作情况下全网火电机组消耗标煤的差值,即:

2 抽水蓄能电站节能减排效益模型

抽水蓄能的节能减排静态效益主要分析容量效益、移峰填谷效益、抽蓄对新能源效益和抽蓄下库小水电节能减排效益。1.1.1节中已分析过容量效益模型,下面重点讨论其余几个效益的影响因素。

2.1移峰填谷效益影响因素分析

影响移峰填谷效益的因素主要有抽蓄的装机容量、全网的用电量、峰谷系数。

2.1.1装机容量影响分析

装机容量对抽蓄效益的影响,以丰水期典型日负荷曲线为分析基础,典型日负荷曲线最大负荷117343.75MW,最小负荷78552.09MW,峰谷差率0.331,日用电量23.76亿kWh。在装机容量从1200MW开始每增加600MW容量的情况下,有无抽蓄消耗标煤的对比如图3所示,节煤效益随抽蓄装机容量变化趋势如图4所示。图3和图4中横坐标均为装机容量(MW),图3纵坐标为全网消耗标煤煤耗(吨),图4纵坐标为节约标煤(吨)。

由图3和图4可知,节煤效益随抽蓄容量变化结果可以得到随着抽水蓄能装机容量的增加,抽蓄节约的标煤是增加的,且增长趋势是从快到缓变化的。

2.1.2全网用电量影响分析

电力系统最大负荷的变化情况可以用年最大负荷曲线表示,年最大负荷曲线由从年初到年末逐日(或旬或月)的最大负荷组成。如果一年四季中每季取一个典型的日负荷曲线,由年最大负荷曲线可以

图3 有无抽蓄消耗标煤对比图Fig.3 The standard coal consumption comparison chart in case of whether having pumped storage

图4 节煤效益随抽蓄装机容量变化趋势图Fig.4 The changing trend diagram of coal saving benefits according to the capacity of the pumped storage unit

图5 节煤效益随典型日电量变化趋势图Fig.5 The changing trend diagram of coal saving benefits according to the electric energy of typical days

图6 节煤效益随峰谷差率变化趋势图Fig.6 The changing trend diagram of coal saving benefits according to the peak-valley difference

节煤效益随典型日电量变化趋势如图5所示。从图5可以看出:在用电量为基准用电量的0.825倍之前时,节煤效益随日用电量的增长而下降,这是由于日用电量较小时火电开机机组为容量600MW及以上容量的机组,抽蓄工作时电量增长带来煤耗增加的增长率小于由高峰负荷较高微增率替换低谷负荷较小微增率带来的节煤增长率,此时存在节煤效益,但却是随着用电量的增长而减少的;在0.825~0.955倍区间时主要增开300MW的机组,此时高微增率负荷点替换低微增率负荷点带来的节煤率增大,此时随着电量增长效益增加,用电量为基准用电量的0.955倍到1.075倍之间时,增开300MW机组的最低出力较小,此时效益略减。用电量为基准用电量的1.075倍到1.2倍之间时,增开300MW以下机组,替换效益增加,此时随着电量增长,节煤效益增大。

2.1.3峰谷系数影响分析

电力系统日最大与最小负荷之差即为峰谷差。影响负荷峰谷差数值的主要因素有负荷组成、季节变化和节假日等。不同峰谷差率对应的抽蓄节煤效益趋势如上图6所示,其中横坐标为峰谷差率,纵坐标为节约标煤(吨)。由图6可以看出:随着峰谷差率的增大,抽蓄的节煤效益也随之增长。这是由于在日用电量不变的情况下,峰谷差率增大,最大负荷变大,最小负荷变小;由于调峰主要由火电机组承担,因此火电的出力曲线也会跟随负荷曲线变化,火电机组的最大出力变大,最小出力变小;对应火电最大出力时段附近的煤耗微增率增大,对火电最小时段附近的煤耗微增率减小,因此,抽蓄进行移峰填谷的效益增加。

2.2抽蓄情况下的新能源效益分析

由于风力发电具有不确定性,容易出现因当地负荷与风力发电量不匹配导致电量无法消纳的问题,在跨区域线路网架不成熟的情况下,剩余电量无法被输送出去,造成比较严重的弃风现象;抽水蓄能为风电消纳提供了一条有效的解决路径,通过其与风电场联合运行,可提高风电的利用率,有效减少弃风电量。

弃风电量一般发生在负荷低谷期间,考虑减少风电的弃风电量所带来的效益分两种边界情况进行探讨,一类是抽水蓄能机组没有富余容量,另一类是抽水蓄能机组有足够的富余容量;实际减少风电弃风电量带来的效益应该位于这两类情况带来的效益之间。

抽水蓄能机组没有富余容量的情况下,在负荷低谷时,本文将弃风电量利用起来,就能减少煤耗较高的火电机组在负荷低谷时的发电量。通过减少风电厂弃风电量而带来的节煤效益计算公式为:

抽水蓄能机组有足够的富余容量的情况下,负荷低谷时充分利用起抽水蓄能机组的富余容量,并将弃风电量利用起来,火电机组的发电量不变;高峰负荷时,由抽水蓄能机组蓄能储存起来的能量到达高峰负荷发电,使得在高峰负荷时火电机组的发电量减少,减少的发电量为弃风电量乘以抽蓄的循环效率,此时,所替代的机组仍为高峰负荷时单位煤耗较大的机组。通过减少风电厂弃风量而带来的节煤效益为:

图7 减少弃风电量对应节煤效益Fig.7 The corresponding coal saving benefits in reducing the abandonment capacity of wind power

上图7为上述两种情况对应的节煤效益,其中,横坐标为年份,纵坐标为节煤效益(亿元)。从图7可以看出,减小弃风电量和相应节煤效益的实际值在红色和蓝色曲线之间。据计算结果可以看出抽水蓄能挽救弃风电量的节煤效益与弃风电量成正相关的关系。

2.3抽水蓄能电站下库小水电节能减排效益

抽水蓄能电站为了使电站水头始终处于某额定值附近,需要对上下库水位进行合理的调节,即在丰水期对下库进行泄洪排水。为了能充分利用下库排放的余水,在下库建立下库坝小水电站,不仅可以由其进行发电,带来一定的经济效益,还可以实现黑启动功能,产生黑启动效益。

如下表1为广蓄下库小水电的节能减排效益,根据表中的计算结果可知,广蓄下库小水电每年带来的节能减排效益可观,如2013年,下库小水电总发电量可节约标准煤耗456.26吨,节约成本410637.6元,减少CO2排放1137.47吨,效益显著。

表1 广蓄下库小水电节能减排效益分析Tab.1 The energy-saving and emission reduction benefits analysis of small hydropower in wide storage pool

2.4节能减排静态总效益模型

抽水蓄能的节能减排静态效益主要由容量效益、移峰填谷效益、挽救弃风电量带来的节能减排效益和小水电节能减排效益构成:

3 抽水蓄能电站节能效益综合分析软件开发

抽水蓄能电站节能效益综合分析软件主要功能是计算抽水蓄能电站节能减排静态总效益,根据实际的抽水蓄能电站的装机容量、全网用电量、峰谷系数、风电装机容量、抽蓄下库小水电装机容量等因素来计算抽水蓄能电站在当前工作模式的节能减排效益。

该软件以Java语言编制而成,并采用MySQL数据库对数据进行管理。软件通过Java与Matlab的接口实现对Matlab算法的调用,从而将Java良好的界面设计功能和Matlab强大的计算能力结合起来。如下图8为软件主界面,第一次使用需要先进行数据库初始化,将MySQL数据库数据导入。

数据库初始化成功后,即可进行参数录入和效益计算。以2013年南方电网丰水期抽蓄情况为例,典型日最大负荷为117344MW,最小负荷为78552MW,抽蓄装机容量为4200MW,典型日日用电量为23.76亿kWh,风电装机容量4240MW,风电年利用小时1972h。根据抽水蓄能电站的实际情况输入抽水蓄能装机容量、典型日最大负荷、典型日最小负荷等六个参数,如图9所示,确认无误后点击“保存”和“计算”按钮,即可自动计算出容量效益、移峰填谷效益、挽救弃风效益和小水电效益等各分项项效益及总的静态效益,如图10所示。

根据图9和图10,根据系统软件计算得到:抽蓄的容量效益中投资收益为38.82亿元/年,固定运行费用收益2.73亿元/年;移峰填谷效益收益0.11亿元/年,节约标煤1.22万吨/年;挽救弃风电量效益在抽蓄容量充足情况和不足情况下的收益分别为2.38亿元/年和2.74亿元/年,节约标煤分别为26.49万吨/年和30.41万吨/年;小水电节能减排效益收益为0.01亿元/年,节约标煤0.11万吨/年。综合静态总效益收益为5.23~5.58亿元/年,节约标煤27.81~31.73万吨/年。

计算结果可以导出为Excel文件并保存在本地,供后续查询统计使用,如图11所示。

图8 抽水蓄能电站节能效益综合分析系统主界面Fig.8 The main interface of the designed comprehensive system for energy conservation benefits analysis of pumped storage power station

图9 参数录入界面Fig.9 The parameters input interface

图10 综合效益计算Fig.10 Comprehensive benefits calculation

图11 计算结果生成Excel表格Fig.11 The Excel table formed by the calculation results

4 总结

本文通过对比系统有、无抽水蓄能电站的节能效益指标数据,对抽水蓄能电站静态效益和动态效益两方面进行了节能减排效益分析;搭建了抽水蓄能机组不工作和工作情况下的负荷最优分配模型及移峰填谷效益计算模型;同时搭建了本文核心的抽水蓄能电站节能减排效益分析模型,并开发了用于抽水蓄能电站的节能减排效益计算的JAVA软件系统,能根据用户输入的装机容量和负荷情况等数据快速计算抽水蓄能电站的节能减排效益,计算结果可通过生成Excel文档进行本地存档。

抽水蓄能电站可达到削峰填谷、调频调相和旋转备用的目标,通过对抽水蓄能电站的节能效益进行综合分析,可有效提高电网的供电质量和供电可靠性,提高全系统的经济性、稳定性和可靠性。

参考文献

[1]杨巧文,赵昕伟,陈思,等.煤炭燃烧中固硫技术的研究现状[J],新型工业化,2015,5(3):5-10.

QWYang,XWZhao,SChen,etal..Theresearchonstatusofsulfur-fixingtechnologyduringcoalcombustion[J],TheJournalofNew Industrialization,2015,5(3):5-10.

[2]罗莎莎,刘云,刘国中.国外抽水蓄能电站发展概况及相关启示[J],中外能源,2013,18(11):26-29.

SSLuo,YLiu,GZLiu.PumpedstoragepowerstationdevelopmentinforeigncountriesandinspirationforChina[J],Sino-Global Energy,2013,18(11):26-29.

[3]赵永生.我国抽水蓄能电站发展问题探讨[J],水力发电,2003,29(7):69-71.

YSZhao.Discussiononthedevelopmentofpumped-storagepowerplantsinChina[J],WaterPower,2003,29(7):69-71.

[4]黄书荣,邢栋,徐伟.新能源电动汽车用轮毂电机关键技术综述[J],新型工业化,2015,5(2):27-32.

SRHuang,DXing,WXu.Overviewofkeytechniquesforin-wheelmotorsofnewenergyelectricalvehicles[J],TheJournalofNew Industrialization,2015,5(2):27-32.

[5]XHYuan,YBYuan,CWang,etal.AnimprovedPSOapproachforprofit-basedunitcommitmentinelectricitymarket[A].Transmission andDistributionConferenceandExhibition:AsiaandPacific,2005IEEE/PES[C],2005:1-4.

[6]左雪雯,李国正.新能源超级电容智能管理系统[J],新型工业化,2015,4(3):61-64.

XWZuo,GZLi.Intelligentmanagementsystemofsuper-capacitor[J],TheJournalofNewIndustrialization,2014,4(3):61-64.

[7]翟国寿.我国抽水蓄能电站建设现状及前景展望[J],电力设备,2006,7(10):97-100.

GSZhai.TheconstructionstatusandprospectofpumpedstoragepowerstationinChina[J],ElectricalEquipment,2006,7(10):97-100.

[8]黄世敢,朱晓青,彭赛庄,等.向孤立无源负荷供电的VSC-HVDC系统控制策略[J],新型工业化,2015,5(3):54-60.

SGHuang,XQZhu,SZPeng,etal.ControlstrategyofVSC-HVDCsystemsupplyingpowerforisolatedpassiveload[J],TheJournalof NewIndustrialization,2015,5(3):54-60.

[9]蒋晓荣,刘军.十三陵抽水蓄能电厂经济运行效益分析[J],华北电力技术,2001(11):34-36.

XRJiang,JLiu.EconomicanalysisofShisanlingpumpedstoragepowerstation[J],NorthChinaElectricPower,2001(11):34-36.

[10]荣芬,朱耀明,姚良忠.节能发电调度研究综述[J],水电能源科学,2011,29(2):178-181.

FRong,YMZhu,LZYao.Anoverviewofresearchonenergysavinggenerationdispatch[J],WaterResourcesandPower,2011,29(2): 178-181.

[11]杨柳,李蓉蓉,金小明.抽水蓄能电站静态效益的量化研究[J],南方电网技术,2013,7(6):126-130.

LYang,RRLi,XMJin.Quantitativestudyonthestaticbenefitsofpumpedstoragepowerplant[J],SouthernPowerSystem Technology,2013,7(6):126-130.

[12]李瑞师.抽水蓄能电站与常规水电、火电联合运行效益分析[J],水电能源科学,2005,23(4):76-79.

RSLi.Operationalbenefitanalysisofpumpedstoragepowerstationunitedwithgeneralhydropowerandthermalplants[J],Water ResourcesandPower,2005,23(4):76-79.

[13]王耀华,梁芙翠,白建华.抽水蓄能电站在电力系统中的效益评价探析[J],电力技术经济,2007,19(1):48-53.

YHWang,FCLiang,JHBai.Discussiononpumped-storagepowerplant’sbenefitstopowersystem[J],ElectricPowerTechnologic Economics,2007,19(1):48-53.

[14]杨京燕,付志奎,张克.抽水蓄能电厂事故备用效益实用算法[J],电网技术,1999,23(1):70-73.

JYYang,ZKFu,KZhang.Apracticalevaluationmethodoffaultreservebenefitforpumped-storagepowerplants[J],PowerSystem Technology,1999,23(1):70-73.

[15]张少华,言茂松.抽水蓄能电站容量折扣的随机模拟分析与计算[J],电网技术,1996,20(10):17-21.

SHZhang,MSYan.Probabilisticsimulationanalysisandcalculationofcapacitydiscountofpumpedstoragepowerstation[J],Power SystemTechnology,1996,20(10):17-21.

[16]万永华,赵永生.抽水蓄能电站事故备用动态效益定量评估方法的研究[J],水利发电学报,1998(2):1-8.

YHWan,YSZhao.Aresearchonthemethodforevaluatingtheemergencyreservedynamicbenefitsofpumped-storageplant[J],Journal ofHydroelectricEngineering,1998(2):1-8.

[17]徐得潜,翟国寿,刘新建.抽水蓄能电站调频及备用效益计算方法研究[J],水利发电学报,2001(3):1-10.

DQXu,GSZhai,XJLiu.Researchonthecalculationmethodforthefrequencymodulationandreservebenefitsofpumped-storage station[J],JournalofHydroelectricEngineering,2001(3):1-10.

DOI:10.3969/j.issn.2095-6649.2015.07.002

基金项目:*中国南方电网科技项目资助(K-YN2014-145)

作者简介:王斌,男,通信作者,云南玉溪供电局生产设备管理部,本科,工程师,主要从事研究方向:继电保护,安全管理及配网运行;苏适,男,通信作者,云南电网电力科学研究院,硕士,高级工程师,主要从事方向为智能配电网与主动配电网,智能微网等;邵武,男,本科,工程师,玉溪供电局,主要从事方向为继电保护、整定计算、系统运行和配网运行等;周伟,男,本科,工程师,玉溪供电局生产设备管理部,主要从事方向为生产技术管理;杨隽,男,本科,工程师,主要从事研究方向为科技管理;杨家全,男,硕士,高级工程师,电网有限责任公司电力科学研究院,主要从事方向为智能配电。

A Comprehensive System for Energy Conservation Benefits Analysis in Pumped Storage Power Station

WANGBin1,SUShi2,SHAOWu1,ZHOUWei1,YANGJun1,YANGJia-quan2
(1. Yuxi Power Bureau, Yuxi 653199; 2. Electric Power Research Institute Co., Ltd. of Yunnan Power Grid, Kunming 650217)

Abstract:Thepumpedstoragepowerstationhaseffectsofpeakingandvalley-fillingandpromotingeconomicoperation ofpowergrid,basedoncostofenergyconsumption,whichcanrealizebenefitsimprovementofenergyconservationand consumptionreduction,safetyandstability,andpowersupplyqualityofthewholesystem.Inthispaper,thebenefitsofenergy savingandemissionreductiongeneratedbypumpedstoragepowerstationisquantitativelyevaluated,anditsstaticanddynamic benefitsarecalculatedthinly.Contrastwithvariousindexesofdataofpumpedstoragepowerstationincaseofwhetheroperating ornot,itscapacityandpeak-loadshiftinganddynamicbenefitsareanalyzed,andeachkindofbenefitcalculationmodelis encapsulatedintosoftwarewithuser-friendlyinterfacedesign.Thecomprehensivesystemforenergyconservationbenefits analysisofpumpedstoragepowerstationisintroducedinthispaper,andwhichcancalculatetheenergysavingandemission reductionbenefitsincurrentworkingmodeaccordingtoactualinputparametersofpumpedstoragepowerstation,andareeasy tooperateandhasgoodreadability.

Keywords:Pumpedstorage;Peakloadshiftingandvalley-filling;Energyconservationbenefit;Quantitativeassessment