Page 22 - 2022年第53卷第11期

结合图 ９和表 ３可知，在储能运行模式下，上级水库调度图加大出力区（ Ⅰ）和保证出力区（ Ⅱ）面
积明显增大，降低出力区（ Ⅲ）面积变小，并且三个区间的最优决策出力数值均明显变大。其原因是：
在泵站抽水时，会导致上游水库水量增加，为避免水库产生弃水，迫使水电站发电出力增大。此外，
３
根据图 ９中泵站每月抽水流量可以发现，除 ８月抽水流量（约为 １３０ｍ ?ｓ）相对偏小外，其他月份都接
３
近最大抽水流量 １７２．５ｍ ?ｓ。这是由于泵站以最大流量抽水可以尽可能消纳新能源弃电，但是当水库
处在汛期（如 ８月份）蓄水量较大时，进一步抽水可能会导致弃水发生，此时，泵站抽水流量需要相对
减小。
此外，从表 ３中可知，泵站年平均消纳弃电量为 １９亿ｋＷｈ，约占电网总弃电（２１１．７３亿ｋＷｈ）的
９％。相比于基准值（方案三），梯级电站年平均发电量增加了 １３．３亿ｋＷｈ。因此，梯级互补储能运行
效率系数为 ０．７，即 １０度弃电换 ７度水电。为进一步分析储能运行方式下梯级电站发电量增加的原因，
表 ４给出了梯级互补储能多目标优化均衡解中发电要素的变化情况。
由表 ４可知，梯级电站发电量增加了 ７．８％左右，其中龙羊峡发电量增加 ２２．７％，拉西瓦发电量减
少 ０．６％左右。其中，龙羊峡发电水头呈现下降趋势，下降约 ０．７％，而发电流量增加为 ２３．３％。而对
于拉西瓦，其发电水头下降 ０．５％左右，同时发电流量减少 ０．２％左右。因此，在优化情景中，上级电
站发电量增加，下级电站发电量几乎无变化，并且发电流量增加是影响上级电站发电量增加关键控制
因素，这一结果与模拟调度相一致。
表 ５ 梯级互补储能多目标优化均衡解发电要素变化

龙羊峡发电量 龙羊峡发电水头 龙羊峡发电流量 拉西瓦发电量 拉西瓦发电水头 拉西瓦发电流量
方案名称
３
３
?亿ｋＷｈ ?ｍ ?（ｍ ?ｓ） ?亿ｋＷｈ ?ｍ ?（ｍ ?ｓ）
方案三 ６１．５ １２１．３ ６９２．７ １０９．７ ２１６．３ ６９４．７
解 １ ７５．４（ ＋ ２２．６％） １２０．３（ － ０．８％） ８５５．０（ ＋ ２３．４％） １０９．４（ － ０．３％） ２１５．２（ － ０．５％） ６９５．５（ ＋ ０．１％）
解 ２ ７５．６（ ＋ ２２．９％） １２１．６（ ＋ ０．２％） ８４８．７（ ＋ ２２．５％） １０８．５（ － １．１％） ２１５．７（ － ０．３％） ６８８．６（ － ０．９％）
解 ３ ７５．４（ ＋ ２２．６％） １１９．４（ － １．６％） ８５９．９（ ＋ ２４．１％） １０９．４（ － ０．３％） ２１４．９（ － ０．６％） ６９６．５（ ＋ ０．３％）

８ 结论

本文提出实现新能源深度消纳的梯级互补储能新思路。在 “以水定电” 模式下，采用模拟和优化
方法，探索梯级互补储能对新能源的消纳作用。以龙羊峡 － 拉西瓦梯级互补储能为实例，得到如下
结论：
（ １）梯级互补储能运行效率系数约为 ０．５～０．７。在不影响下游水资源综合利用条件下，泵站平均消
纳弃电量达 １９亿ｋＷｈ?ａ，相当于降低电网弃电 ９％；梯级水电站平均增发电量为 １３．３亿ｋＷｈ?ａ，增幅
为 ７．８％。
（ ２）在储能运行模式下，上级水电站发电量增大，下级水电站发电量几乎无变化；上游水电站发
电量增大的主要原因是由于发电流量的增加所导致。
（ ３）梯级互补储能在利用泵站提水消纳弃电的同时，会使得上级水库的蓄水量增加；为尽量避免
水库产生弃水，迫使水电站发电出力增大，表现为调度图保证出力区和加大出力区面积增大，并且相
应决策出力提高。
由于搜集资料有限，本文研究对象中仅考虑了两座水电站和一座泵站，且径流资料系列较短，可
能对研究结论产生一定影响。针对以上不足，后期将开展更大规模、长系列的调度优化计算，以充分
挖掘梯级互补储能调度规律。

参 考 文 献：

［ １］ 崔荣国，郭娟，程立海，等．全球清洁能源发展现状与趋势分析［Ｊ］．地球学报，２０２１，４２（２）：１７９ － １８６．

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