抽水蓄能电站的多元化经济价值评价方法研究

汪 莹，韩晓男

（国网经济技术研究院有限公司，北京 102209）

0 引言

抽水蓄能电站凭借其灵活可变的运行模式和模式间的快速切换能力，在辅助新能源接入与支撑新型电力系统的安全稳定运行方面展示了巨大的技术潜力［1］。另一方面，相比近年来蓬勃发展的电化学储能技术手段，抽水蓄能电站的运行效率较低，电-电循环的效率大致为65%～80%，低于电池储能单元的85%左右的电-电循环效率［2］。这降低了抽水蓄能电站参与削峰填谷的能量平移类应用时的获利，限制了抽水蓄能电站的可持续经济运行。同时，受制于市场环境与产品种类限制，抽水蓄能电站的获利手段长期依赖于单一的削峰填谷模式，无法获取较高的经济回报，制约了抽水蓄能电站在多种辅助服务和现货能量市场内发挥更大的技术效用。降低了其提升电力系统新能源接入与消纳能力，减弱了其参与增强新型电力系统安全稳定运行等相关工作的积极性［3-4］。

随着我国可再生能源在电源端渗透率的进一步提升，抽水蓄能电站在调峰、调频、快速备用、黑启动等多种辅助服务方面存在着巨大的应用潜力和获取可观经济回报的潜力。受传统抽水蓄能电站运行模式、市场环境与市场产品设计等多种因素的制约，目前抽水蓄能电站的多元化技术与经济价值尚未得到完全挖掘与体现。亟须结合构建新型电力系统这一背景，开展对抽水蓄能电站的多元技术经济价值评价方法研究，促进抽水蓄能这一成熟技术手段在电力系统中发挥更大的技术效用。

目前已有大量相关抽水蓄能电站经济价值评价方法的研究。文献［5］提出利用海水配合海上光伏，构建抽水蓄能与光伏结合的发储一体化系统，并基于储能与光伏的容量配置比例，给出了经济性评价结果与配置比例建议。文献［6］研究了考虑经济性的抽水蓄能与风电场的协同规划方法。在辅助新能源接入的运行方法方面，文献［7］研究了抽水蓄能电站与负荷响应机制相配合，提升含风力发电系统运行安全水平的优化调度策略。文献［8］研究了抽水蓄能电站参与电力系统多元化技术服务的可行性与经济性评价方法。但由于研究时我国尚未开展电力市场环境建设，因此抽水蓄能电站的多元化技术服务主要集中于削峰填谷与调峰等能量型应用场景。文献［9］研究了分时电价政策对调度运行优化结果的影响。文献［10］研究了抽水蓄能机组的碳减排效果计算方法。文献［11］讨论了储能单元在容量市场下的经济回报测算及量化分析结果。文献［12］构建了抽水蓄能电站的日前市场出清计算模型，为后续研究抽水蓄能机组在市场环境下的经济收益建立了理论基础。文献［13-15］研究了抽水蓄能电站在岛屿类型的独立电网中的多种应用模式。文献［16］讨论了抽水蓄能电站在离网型系统中的控制策略，并与飞轮系统的控制策略对比分析。上述研究主要关注于抽水蓄能电站的某一种技术服务的控制策略与经济性评价，尚缺乏在市场环境下对抽水蓄能电站参与多元化技术服务的经济价值综合评估分析方法的相关研究。文献［17-19］讨论了变速式抽水蓄能电站的技术特点与优势，指出了其进一步应用于辅助新能源接入的技术潜力。文献［20］讨论了构网型模式对系统的支撑能力及参与黑启动的技术潜力，但缺乏对其经济性的详细分析评估方法。

为建立抽水蓄能电站参与多元化技术服务的经济性评价技术框架，结合国内典型抽水蓄能电站实际技术性能，构建了抽水蓄能电站多元化技术服务经济价值的评价方法，包括提供削峰填谷、调频、备用、容量支撑与黑启动等多种技术服务的经济性评价方法。在经济性评价时结合电力市场机制与政策补偿两种收益模式，考虑多种技术服务间的互斥与相容约束，实现对抽水蓄能电站的多元化技术服务经济性评价。

1 抽水蓄能电站多元化技术服务模型

抽水蓄能电站凭借其灵活多变的运行模式，具备以发电、抽水及旋转调相的多种模式参与电力系统的运行。抽水蓄能电站在多种运行模式下具备不同的提供多元化技术服务的能力，因此需要对抽水蓄能电站在不同运行模式下提供多元化技术服务的能力进行量化建模分析，并以此为基础构建抽水蓄能电站的多元化技术服务经济性评价分析模型。

抽水蓄能电站的运行模式包括发电状态、待机状态以及抽水状态。三种运行模式通过2 个二进制0-1 变量进行表示，即

式中：Pk,i,Gen为k时刻第i台抽水蓄能机组的发电功率；Pi,Gen,min和Pi,Gen,max分别为第i台抽水蓄能机组在发电模式下的最小与最大出力限制，均为常数，由第i台机组的实际参数决定；Pi,Pup,out为第i台机组在抽水模式下的额定输出功率，常规抽水蓄能机组的抽水功率在抽水模式下为非可调节功率，仅与抽水蓄能电站的水文状态有关，在短时间内可以认为是恒定功率，也为常数，由第i台机组的实际参数决定；Nps为抽水蓄能机组总数；Pk,i,Pup为k时刻第i台抽水蓄能机组的抽水功率；Pk,i为k时刻第i台抽水蓄能机组的总输出功率；ηi,Gen和ηi,Pup分别为第i台抽水蓄能机组在发电模式与抽水模式下的运行效率；为抽水蓄能电站k时刻的上水库可用水量；和分别为上水库的最小与最大可用水量约束限值；为抽水蓄能电站k时刻的下水库可用水量；分别为下水库的最小与最大可用水量约束限值；kCa为抽水蓄能机组电功率与水量变化间的比例系数；Bk,i,Gen和Bk,i,Pup为0-1 变量，表示k时刻第i台抽水蓄能机组是否运行于发电或者抽水模式，取值为0 时表示机组未处于发电或抽水模式，取值为1 时表示机组处于发电或抽水模式。

近年来随着大功率电力电子调速技术的快速进步，出现了可变速抽水蓄能技术，可变速抽水蓄能机组的输出功率在抽水模式下可调节，即Pk,i,Pup具有类似于Pk,i,Gen的可调节范围，不再局限于固定的不可调节功率。同时Pk,i,Gen与常规抽水蓄能电站相比具有更大的数值调节空间。但可变速抽水蓄能电站由于需要配置大功率调速装置并改进抽水蓄能电站水道系统的设计，导致造价较高，目前尚未在电力系统中得到普遍应用。文中参考常规抽水蓄能电站模型进行研究分析。

2 抽水蓄能电站收益分析模型

抽水蓄能电站由于具备对运行调节指令的快速响应能力，因此具备在短时间内改变其运行状态并提供从备用到调频等多种多时间尺度技术服务的能力。抽水蓄能电站目前提供的多种主流技术服务和经济收益测算方法如表1 所示。

表1 多元化服务与收益情况分析Table 1 The benefit analysis of pumped storage units with diversified service.

2.1 削峰填谷收入

抽水蓄能电站通过削峰填谷获得经济收益主要依赖于电力价格在不同时间上存在着较大差异的场景。因此抽水蓄能电站的日经济收益为

式中：Nt为日运行时段数；Ci,EN为第i台抽水蓄能机组在能量市场中获得的总收益；Ck为k时刻抽水蓄能机组所对应的能量市场价格。

在进行上述削峰填谷运行时一般应保证抽水蓄能机组的日水量平衡，即抽水蓄能电站的水库水量保持不变。

考虑到常规抽水蓄能电站由于发电功率可调节但抽水功率不可调节，因此在日运行模型中无法保证水库水量的完全一致，需要设置水量波动阈值以保障抽水蓄能电站削峰填谷模式优化运行模型的可解性。由于考虑了水量日平衡约束，抽水蓄能电站的发电效率损失与抽水效率损失均通过水量平衡约束进行了体现。当日内各时段能量电价差异不显著时抽水蓄能电站在能量市场的获利能力将大幅下降。

2.2 调频收入

调频模式下抽水蓄能电站获得的收益与抽水蓄能电站的可用调频容量及性能因子系数有关，第i台机组参与调频所获得的收益CFR,i具体表达式为

式中：Ck,i,FR为第i台机组k时刻参与调频市场的出清价格；Pk,i,FR为抽水蓄能机组参与调频市场的容量大小；Ki,m,FR为第i台机组在第m个评价时段内的性能因子系数；CFRC为机组在发电模式下提供调频服务所获得的能量补偿费用计算系数；Pk,i,FRA为第i台机组k时刻所提供的发电输出功率；TLen为单个计算时段的时间长度，h。

从式（11）的描述中可以看出，抽水蓄能电站参与调频市场所获得的收益除了与参与容量、市场出清价格有关外，还与抽水蓄能电站的性能因子系数Ki,m,FR有关。该性能因子的大小与同区域内的机组平均调频性能有关，调频性能与机组的调节精度和响应时间有关。当抽水蓄能电站所在的区域低调频性能火电机组数量较多时，抽水蓄能参与频率调节的获益将随抽水蓄能电站相对较高的性能因子系数取值的提升而提升；与之相对应，当抽水蓄能电站所在的区域高调频性能的水电机组和电池单元的数量较多时，抽水蓄能电站参与频率调节的获益将随性能因子系数的下降而降低。另外，发电机组提供调频的累计里程补偿也可以通过式（11）中的Ki,m,FR性能因子调节系数进行体现。在同一时段内，参与调节的累积调节里程大的机组将获得较大的性能调节系数以补偿机组所提供的调频里程。

2.3 备用收入

抽水蓄能电站中第i台机组参与备用市场的收益CRE,i为

式中：Ci,RE,PRE为备用市场计算出清价格或政策补偿价格；Pk,i,RE为抽水蓄能电站提供备用服务的机组容量。

目前各省电网对合格备用机组一般要求机组具备在10～15 min 内响应调度调节指令。这一要求与抽水蓄能电站数分钟的启动准备时间相匹配，使得抽水蓄能电站满足了参与提供备用服务的技术要求，具备通过提供备用服务获得经济回报的能力。此外，Ci,RE,PRE价格在全日的不同时段具备不同的数值，一般在高峰时段按照Ci,RE,PRE全额计算，在低谷时段按照0.5Ci,RE,PRE的标准补偿。

2.4 容量支撑收入

抽水蓄能电站凭借其灵活快速的响应能力具备了在高峰时段增强电力系统供电能力的技术潜力，因此抽水蓄能电站一般具备从容量市场获取收益的能力。第i台机组参与容量市场所获得的收益CCA,i为

式中：Ci,CA,PRE为第i台机组从容量市场或容量补偿政策获得经济收益的容量补偿单价系数；γi为抽水蓄能电站的年可用率统计指标，用于描述抽水蓄能电站的年可用率，并直接影响抽水蓄能电站在容量市场中的经济收益。

2.5 黑启动收入

抽水蓄能电站第i台机组参与黑启动服务的收入Ci,BS为

式中：Ci,BS为第i台机组从黑启动市场或黑启动补偿政策获得的月度经济收益；Ci,m,BS为黑启动服务在第m个评价时段的单位容量收益系数。

2.6 防洪调节与农业支持等间接收入

由于抽水蓄能电站的运行会影响河道水量的管理与调度，因此抽水蓄能电站除通过发电与抽水模式直接从电力相关市场或依靠相关电价政策获取直接经济收益外，抽水蓄能电站收益测算还涉及抽水蓄能电站参加所在流域防洪调节、农业支持等活动所产生的间接社会效益。在某些极端情况下或所在地区的经济活动较活跃时，抽水蓄能电站的上述间接社会效益能够超过提供电力相关服务所获得的直接收益，也应引起相关研究人员与政策制定人员的重视。文中未考虑抽水蓄能提供防洪调节所对应的间接社会效益，主要关注于抽水蓄能电站的直接收益部分。

3 抽水蓄能电站多元化经济价值评价

3.1 多元化技术服务的相容性与相斥性

抽水蓄能电站由于其快速灵活多变的技术特点，具备了提供多元化技术服务并同时获取多种技术回报的可能，从而提升抽水蓄能电站的经济回报水平。但所涉及的部分经济活动也存在着相互排斥、不可同时参加的情况。需要对目前主流的相关技术服务进行相容与相斥特性分析。根据所构建的抽水蓄能电站多元化技术服务框架，抽水蓄能电站提供的多元化技术服务相容性与相斥性分析如表2所示。

表2 相容性与相斥性分析Table 2 The possibility of pumped storage units to provide diversified service simultaneously.

其中部分技术服务以抽水蓄能电站的潜在调节能力作为获得经济补偿的依据，这部分服务与其他服务不冲突，使抽水蓄能电站能够获得更多的经济补偿，提升抽水蓄能电站的经济回报。部分技术服务补偿的目的是鼓励发电单元通过技术升级改造具备满足某些功能的技术能力，例如黑启动电源补偿。这类型的技术服务通常与其他技术服务相容，能够进一步增加相关机组的经济收入。

3.2 经济价值综合评价方法

抽水蓄能电站由于具备同时参加多种技术服务并获得经济回报的可能，因此评价抽水蓄能电站的多元经济价值需要根据市场环境下的多种价格信号数值特点，分析抽水蓄能电站的最大可能经济回报。为此可以根据式（15）—式（16）所构建的优化模型以抽水蓄能机组经济回报最大化为目标，测算抽水蓄能机组的最大经济回报能力，展示抽水蓄能机组参与多元化技术服务的优化安排，即：

式中：Pi,k,j为第i台机组在k时刻参与第j项技术服务的投入功率份额；Cj为参加第j项技术服务的经济收入，j的最大值为M，抽水蓄能机组在不同时刻会选择不同的技术服务组合以实现经济收入的最大化；Pi,j,max为第i台机组参与第j项技术服务的最大可用功率；Bi,k,2为抽水蓄能机组是否参与调频市场的0-1 变量，取值为1 表示参与调频市场，取值为0 表示未参与调频市场，其取值受到抽水蓄能机组参与能量市场情况的制约，即抽水蓄能需要以发电模式运行，其才具备在对应时段参与调频市场的可能。

上述模型中对多种市场价格均作为已知的边界条件处理，在给定的边界条件下给出抽水蓄能机组的最佳运行策略，实现最大经济收益，计算分析了抽水蓄能机组所获得经济收益的理论上界。具体的模型求解方法如图1 所示。在实际运行时，考虑到对市场价格预测的误差，抽水蓄能机组的实际收益通常会低于理论上界。

图1 抽水蓄能电站收益最大化模型求解流程，Fig.1 The flow chart for solving the revenue maximization model

基于图1 所示的抽水蓄能电站经济收益最大化分析模型，分析抽水蓄能电站通过参加削峰填谷、调频与系统备用多种技术服务获得经济回报最大化的运行模式，获得抽水蓄能电站在给定市场价格边界条件下的经济回报理论上限。进一步结合抽水蓄能电站获得的黑启动收入与容量收入，形成考虑相容相斥性的抽水蓄能电站收益综合评估结果。具体评估方法如图2 所示。

图2 抽水蓄能电站经济收益综合评价方法Fig.2 The economic evaluation method of pumped storage power stations

图3 电价波动场景曲线Fig.3 The curve under scenarios with fluctuant electricity prices

4 算例分析

根据所构建的多元化经济评价体系结合我国典型区域中的典型数据对抽水蓄能电站的多元化经济评价模型进行测算，给出具体的测算结果。文中涉及的具体算例参数设置与依据如表3 所示。

表3 测算关键参数设置及依据Table 3 The key parameters of evaluating the revenue for pumped storage units with diversified service

4.1 外部计算条件

算例计算部分设置了3 个典型的电价场景对抽水蓄能电站的经济收益情况进行量化评估计算，分别为低电价波动场景、标准电价波动场景和高电价波动场景。抽水蓄能机组水-电单次转换效率为85%，抽水蓄能机组电-电的转换效率为85%×85%≈72%。抽水蓄能电站参数参考广州抽水蓄能电站实际参数，单台机组在发电模式下和抽水模式下额定功率为300 MW，发电模式下最小输出功率为180 MW，简化起见，算例中以单台机组的运行模式代表全站。由于文中的研究主要针对抽水蓄能电站的日运行曲线，要求抽水蓄能电站实现日运行水量平衡，考虑到抽水蓄能电站上下水库库容容量较大，日运行一般不受库容约束，因此在算例中不考虑上下水库的库容约束。抽水蓄能电站的运行模式转换时间通常为10 min 以内，而本算例中以小时间隔对收益进行计算分析，在这种设定下忽略了抽水蓄能电站运行模式的转换时间。电价边界条件方面，选取实际系统中某一典型日的电价曲线作为电价基准场景，即场景2，随后分别设置了电价波动量低的场景1 与波动量高的场景3。

根据各算例中相邻时段电价的波动量设置了调频市场所对应的调频价格进行计算分析。调频电价场景如图4 所示，分别对应调频价格低、中和高场景。抽水蓄能机组在每个时段内最多可以凭借在发电模式下的［180 MW，300 MW］内的120 MW 可调节功率参与调频市场。

图4 调频价格波动场景曲线Fig.4 The curve under scenarios with fluctuant frequencies and regulation prices

4.2 多元化服务收益测算

在上述3 个场景下抽水蓄能电站通过能量市场的电价套利收入分别为：场景1 收入0，场景2 收入28.47 万元，场景3 收入91.18 万元。其中场景1 收入为0 是考虑到峰谷电价差异不足以抵消抽水蓄能电站抽水与发电间的效率损失，所以无法通过削峰填谷的运行模式从能量市场获得收益。

再进一步考虑备用辅助服务收益，在能量市场的空闲时刻提供备用服务可以获得的收入在3 个场景下分别为8.1 万元、2.93 万元和2.25 万元。其中抽水蓄能机组在场景1 中全部的24 个小时均通过参与备用服务获得收益。因此在考虑备用服务的收入后，3 个场景下抽水蓄能机组的收益分别为：场景1 收入8.1 万元，场景2 收入31.37 万元，场景3 收入93.43 万元。由此说明备用服务能够进一步提升抽水蓄能电站的经济收入水平。这种模式下场景2 和场景3 中抽水蓄能电站的每小时功率容量分配如图5 和图6 所示。

图5 场景2下抽水蓄能电站每小时容量分配Fig.5 The hourly power capacity allocation of pumped storage unit under scenario 2

图6 场景3下抽水蓄能电站每小时容量分配Fig.6 The hourly power capacity allocation of pumped storage unit under scenario 3

再进一步考虑所构建的由式（15）—式（19）描述的多元服务优化决策模型，可以进一步控制抽水蓄能机组在某些时刻内通过将原有参与能量市场的运行模式调整为部分功率容量参加削峰填谷，部分容量参加调频的运行模式，在这种模式下抽水蓄能电站在3个场景下的经济收入分别进一步提升为8.1 万元、32.16 万元、93.91 万元，提升了抽水蓄能电站的经济收益水平。抽水蓄能电站在场景2 和场景3 模式下的具体运行状态如图7 和图8 所示，具体收益情况如表4 所示。

图7 场景2下抽水蓄能电站收益最大化模式下每小时容量分配Fig.7 The hourly power capacity allocation of pumped storage unit under scenario 2 with maximized revenue

图8 场景3下抽水蓄能电站收益最大化模式下每小时容量分配Fig.8 The hourly power capacity allocation of pumped storage unit under scenario 3 with maximized revenue

表4 抽水蓄能在多种场景下的综合收益Table 4 The revenue of pumped storage units with different scenarios 单位：万元

进一步考虑调频价格对抽水蓄能电站收益的影响，将场景2 中的调频价格进一步调整为原始价格的2 倍以及将调频的性能因子系数调整为2，即调频性能因子系数调整为基础场景的2 倍。抽水蓄能机组的运行状态如图9 和图10 所示。在这两种场景下抽水蓄能电站的调频收入分别增至1.87 万元和5.76 万元，备用收入分别增至3.83 万元和4.28 万元，能量市场收入分别降至27.18 万元和24.8 万元，总收入分别增至32.88 万元和34.84 万元，比原有场景分别提升了2.2%和8.3%。说明抽水蓄能电站的调频收益即便在调频收益较高的场景下对综合收益的占比也较少。同时相比调频价格，抽水蓄能电站在调频性能因子取值较高的场景下，即其他机组调频性能因子均值较低时，能够凭借其较好的技术性能通过性能因子获得较高的收益，具体收益情况如表5 所示。

图9 场景2下增加调频市场价格后抽水蓄能电站的每小时容量分配Fig.9 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with increased frequency regulation price

图10 场景2下提高性能因子后抽水蓄能电站的每小时容量分配Fig.10 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with increased performance factor

表5 抽水蓄能在增加调频收益情况下的收益Table 5 The revenue of pumped storage units with increased frequency regulation price 单位：万元

再进一步考虑系统效率对抽水蓄能电站经济收益的影响。图11—图13 分别给出了抽水蓄能机组抽水和发电效率均为80%情况下，基础场景、2 倍调频价格、2 倍调频价格和2 倍性能因子的计算结果。

图11 场景2下抽水蓄能电站80%效率下的每小时容量分配Fig.11 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with 80%efficiency

图12 场景2下增加调频市场价格后抽水蓄能电站80%效率下的每小时容量分配Fig.12 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with 80%efficiency and increased frequency regulation price

图13 场景2下提高性能因子后抽水蓄能电站80%效率下的每小时容量分配Fig.13 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with 80%efficiency and increased performance factor

图14—图16 分别给出了抽水蓄能机组抽水和发电效率均为90%情况下，基础场景、2 倍调频价格、2 倍调频价格和2 倍性能因子的计算结果。

图14 场景2下抽水蓄能电站90%效率下的每小时容量分配Fig.14 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with 90%efficiency

图16 场景2下提高性能因子后抽水蓄能电站90%效率下的每小时容量分配Fig.16 The hourly power capacity allocation for pumped storage under scenario 2 with 90%efficiency and increased performance factor

不同运行效率下抽水蓄能电站的综合收益情况如表6 所示。

表6 抽水蓄能在不同效率下的收益Table 6 The revenue of pumped storage units with different operation efficiencies 单位：万元

表6 显示，抽水蓄能电站的运行效率对经济收益影响很大，在基础场景2 下，运行效率从80%提升到90%可以使综合收入增加1 倍以上。这是由于更高的运行效率能够增加抽水蓄能电站削峰填谷运行的时段数，同时增加原有削峰填谷操作时段内的对应收益。在双重作用下可以大幅增加抽水蓄能电站的综合收益。较低的抽水蓄能电站运行效率会减少抽水蓄能电站发电模式的运行时段数，从而降低抽水蓄能电站参与调频服务的机会，即使调频价格增加，抽水蓄能电站通过调频服务增加的收入也有限。反之，当抽水蓄能电站运行效率较高时，因为抽水蓄能电站以发电模式运行的时段数增加，参与调频服务的机会更多，因此当调频价格上升时，抽水蓄能电站获取的调频收益增加量更高。以文中算例为例，90%运行效率情况下，调频收益最高的场景相比次高场景增加了247%，而80%运行效率下仅增加了180%。因此提升抽水蓄能电站运行效率将能够从能量市场与调频市场两方面同时增加收益。

此外，在场景1—场景3 下，算例中涉及的300 MW容量抽水蓄能机组还具备每年获得容量市场补偿收益为550 元/kW×300 000 kW×95%=1.5675 亿元，折算为日收入42.95 万元；黑启动补偿收益为0.2 元/kW×300 000 kW×12=72 万，折算为日收入0.20 万元，相比容量市场补偿收益，黑启动补偿收益可以忽略不计。

4.3 结果分析

在3 个场景下，抽水蓄能电站通过以不同策略参加能量市场和辅助服务市场能够取得多样化的经济收益。数值计算结果显示，能量电价与调频电价差异能够大幅影响抽水蓄能电站的经济回报。能量市场价格峰谷差较大的计算场景，也是调频价格波动较大的场景，在这种场景中，抽水蓄能机组通常能够从能量市场和辅助服务市场中取得较好的经济回报。抽水蓄能机组由于从抽水模式到发电模式间所涉及的两次转换水量损失较大，导致抽水蓄能机组的电-电循环转换效率较低，使抽水蓄能电站在能量价格波动较低的场景中无法取得正收益，降低了抽水蓄能电站的经济回报水平。

考虑到调频市场价格与市场中提供调频服务的机组容量、日负荷曲线峰谷差异和日负荷波动水平有紧密联系，因此日能量市场波动较小的场景下调频市场价格也通常波动较小且价格较低。这种场景下抽水蓄能电站通常无法通过参加调频市场大幅改善其收益水平。

此外，数值计算分析结果显示容量市场的收益对于抽水蓄能机组的经济收益起到了重要的托底保障作用，是提升抽水蓄能机组经济收入水平的重要保障机制。

5 结束语

构建抽水蓄能电站的多元化技术服务经济价值评价方法，覆盖了抽水蓄能电站参与削峰填谷、调频、备用、容量市场以及黑启动服务等多元化技术服务。通过研究三种典型的能量和调频辅助服务价格场景，分析了抽水蓄能电站在多元化市场环境下的经济回报构成，验证了抽水蓄能电站的经济收入水平与日负荷曲线峰谷差和日负荷波动具有紧密联系。抽水蓄能电站的电-电循环效率也对抽水蓄能电站参与能量市场的收益水平有着重要影响。电-电循环效率较低会导致抽水蓄能电站在日能量电价曲线波动小的场景下无法获得正收益，而失去参与能量市场并获得收益的可能。同时，由于抽水蓄能电站未参与能量市场，导致抽水蓄能电站在对应时段内无法处于发电模式，降低了抽水蓄能电站参与调频提升收益的可能。因此提升抽水蓄能电站的电-电转换效率是提高抽水蓄能电站经济收益的重要措施。根据现有技术参数与政策保障机制，抽水蓄能电站从容量市场获得的回报在抽水蓄能电站综合经济收益中占有重要比重，容量市场的建立将是确保抽水蓄能电站经济收益的重要保障机制。

所构建的多种电价场景较为简单，未考虑电价不确定性在抽水蓄能机组实际运行时对抽水蓄能机组经济回报的量化影响，仅关注于计算分析抽水蓄能电站综合经济回报的理论上限，因此在后续研究中将针对这一点进一步开展研究。此外，变速型抽水蓄能电站凭借其具备更广、更灵活的调节范围，将使抽水蓄能电站在发电和抽水模式下均具备提供调频服务的可能，打破了目前调频服务依赖于抽水蓄能电站处于发电模式的约束，未来也将就这一问题在文中研究基础上继续开展相关研究，进一步完善抽水蓄能电站的多元化经济评价方法。