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水 利 学 报

２０２３年 ８月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 ８期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）０８ － ０９５５ － １２

融合改造的混合式抽水蓄能与风电联合运行短期调度模型

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罗 彬 １，２ ，陈永灿 １，３ ，苗树敏 ，刘昭伟 ，刘欣雨 ２
（１．清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 １０００８４；
２．清华四川能源互联网研究院，四川 成都 ６１００４２；
３．西南石油大学，四川 成都 ６１０５００；
４．国网四川省电力公司，四川 成都 ６１００４１）

摘要：依托规模庞大的常规水电增建混合式抽水蓄能是加快抽蓄发展的重要途径。相比传统抽蓄电站，融合改造
的混合式抽水蓄能电站具有水力联系更紧密、抽－ 发工况转换更复杂、 “量调并重” 角色更鲜明等显著特点，为
探索其运行模式，本文提出一种融合改造的混合式抽水蓄能与风电联合运行短期调度模型。该模型以联合体整体
收益最大为目标，以机组为最小调度单元，针对常规机组和抽蓄机组的差异化运行特性分别精细化建模，并引入状
态变量实现运行状态的解耦与关联切换。在模型求解方面，通过线性化方法及建模技巧将原模型转换为混合整数线
性规划（ ＭｉｘｅｄＩｎｔｅｇｅｒＬｉｎｅａｒＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＭＩＬＰ）模型，最后在 ＪＡＶＡ环境中采用 ＣＰＬＥＸ工具进行求解。以西南某流
域电站为参考构建的应用示例验证了本文模型和求解方法的有效性，可为推进常规水电站的融合改造提供借鉴。
关键词：混合式抽水蓄能；风电；短期调度；整体收益最大
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３００３６
中图分类号：ＴＭ７３
１ 研究背景

“双碳” 目标下，风电、光伏为主的清洁能源迎来快速发展。截至 ２０２１年底，我国风电和光伏装机
容量为 ６．３５亿 ｋＷ，预计至 ２０３０年，将达到 １２亿 ｋＷ 以上，２０５０年将达到 ３６亿 ｋＷ ［１］ 。间歇性、随机
性和波动性新能源的大规模并网给电力系统运行灵活性带来前所未的挑战 ［２ － ３］ 。
储能技术是解 决 新 能 源 并 网 灵 活 性 的 重 要 途 径 之 一。截 至 ２０２１年 底， 全 球 储 能 装 机 容 量 为
２０５．２ＧＷ ［４］ ，其中抽水蓄能 １７７．４ＧＷ，占比 ８６．０％；我国储能装机容量为 ４３．４４ＧＷ，其中抽水蓄能
３７．５７ＧＷ，占比 ８７．０％。可见，无论全球还是我国，抽水蓄能在储能装机容量中均是主导力量。国家
能源局印发的 《抽水蓄能中长期发展规划（ ２０２１—２０３５年）》 也明确了我国抽水蓄能建设目标 ［５］ ，即
２０２５年抽水蓄能投产总规模 ６２００万 ｋＷ 以上，２０３０年投产总规模 １．２亿 ｋＷ 左右，其中依托我国规模
庞大的常规水电站增建混合式抽水蓄能是重点任务之一，具有建设周期短、成本低、环境影响小、运
行方式灵活等突出优势。常规水电的功能定位由 “量为主，调为辅” 逐步向 “量调并重” 过渡也成
为诸多专家学者的共识 ［６ － ８］ 。
目前，除了容量配置规划 ［９ － １０］ 之外，抽水蓄能与风电等新能源的联合运行调度已有较多研究，例
如，文献［ １１ － １２］以系统负荷跟踪为目标的风电与抽蓄联合调度，文献［１３］以风电 － 抽水蓄能联合体
输出功率平滑为目标联合调度，文献［ １４］以减少电网弃风为目标的风电与抽水蓄能协调运行，文献
［ １５ － １６］以系统运行成本最低为目标的含抽蓄的多能源协调调度，文献［１７］以联合系统收益最大为目

收稿日期：２０２３ － ０１ － １７；网络首发日期：２０２３ － ０７ － ３１
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３０７３１．０９５９．００２．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金项目（５１９０９１３３）；国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＢ０９０５２００）
作者简介：罗彬（ １９８７ － ），副研究员，主要从事水电系统优化调度与运行方式分析研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｌｕｏｂｉｎ１５９０＠１６３．ｃｏｍ
通信作者：陈永灿（１９６３ － ），教授，主要从事复杂水域动力特征和生境要素模拟与调控研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｃ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ

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