Page 78 - 2023年第54卷第8期

５ 实例分析

５．１ 工程背景 以西南地区某梯级水电站为应用实例，验证所提模型和求解方法的有效性。简化的系
统网架拓扑结构如图 １所示，水电站 Ａ目前已有 ４台常规机组，拟通过融合改造新增 ２台抽水蓄能机
组，形成混合式抽水蓄能电站，并与周边风电场联合调度运行。常规机组和抽水蓄能机组的特征参数
如表 １所示，以 １５ｍｉｎ为 １个时段，日调度期共 ９６个时段。需要说明的是，常规的抽蓄机组在抽水工
况时，一般运行在最优功率点附近，为提升抽蓄机组在抽水工况的调节能力，变速抽蓄技术是重要方向，
已在国内开展示范应用 ［２５ － ２６］ 。文中以变速抽蓄机组进行建模，参考文献［２７］，设置最小发电出力为额定
出力的 ３０％，最小抽水功率为额定抽水功率的 ７０％。风电机组出力及联合体发电计划如图 ２所示。

表 １ 混合式抽水蓄能电站机组特征参数

发电功率?ＭＷ 抽水功率?ＭＷ
机组类型 机组编号 发电振动区?ＭＷ 爬坡能力?（ＭＷ?１５ｍｉｎ） 稳定出力持续时间?ｈ
最大 最小 最大 最小
＃
１、２ ＃ ３００ ８０ （１２０，１４０） ∪（２００，２４０） ８０ １
常规机组
＃
３、４ ＃ ２５０ ６０ （８０，１１０） ６０ １
＃
抽蓄机组 ５、６ ＃ １８０ ５４ ２３０ １６１ （８０，１００）
５．２ 计算参数设置 不考虑常规机组的启停成本，抽
水蓄能机组启停成本为 ３０００元?（台·次）；最小开停机
ｏｎ
ｏｆｆ
持续时段 Ｔ ＝ Ｔ ＝ ４ ；结合中长期水位控制需求设置调
ｉ ｉ
度期末上库水位偏差 δ ＝ ０．１ｍ ；常规机组稳定出力持续
时段 ｔ ＝ ４ ；发电计划最大允许偏差 ε为 １０％；上库径流
ｅ
３
采用典型日平均流量，为 １２０ｍ ?ｓ。模型采用 ＪＡＶＡ１．７
图 ２ 风电预测出力与联合体发电计划
版本编码，ＣＰＬＥＸ软件版本为 Ｖ１２．１０．０．０，经过多次测
－ ４
试设置收敛精度为 １０ ，运行于 ＤＥＬＬ工作站，基本配 表 ２ 不同时段的上网电价
置为 ４核 ８线程、８．０Ｇ内存、主频 ３．６ＧＨｚ。 序号 负荷类型 时段 电价?（元?（ｋＷｈ））
设置惩罚电价的目的是为了有效激励提高风电预测 １ 峰 ［８，１１］ ∪［１８，２１］ ０．８０
精度和联合体发电计划可执行性。不同电网和市场环境 ２ 平 ［１２，１７］ ０．６５
有不同的惩罚机制，文中参考国外日前电力市场的典型 ３ 谷 ［１，７］ ∪［２２，２４］ ０．４０
经验公式 ［２８］ ，设置 ω ＝ ０．４ ，如式（５３）（５４）所示。考虑
我国日前电力市场尚未全面开展，假设峰平谷上网电价如表 ２所示。
ｐｌｕｓ
ｃ ＝ （１ － ω ）ｃ （５３）
ｔ
ｔ
ｐｅｎ
ｃ ＝ （１ ＋ ω ）ｃ （５４）
ｔ ｔ
５．３ 模型结果分析 按照上述模型及求解方法，计算得到联合体发电总收益为 ９３８．９５万元，其中按
发电计划执行的发电收益为 ９４４．８３万元，高于发电计划的额外发电收益为 ０．８６万元，开停机成本为
２．１万元，低于发电计划的惩罚为 ４．６４万元。联合体出力过程如图 ３所示，通过混合式抽水蓄能电站
和风电的互补协调，发电计划执行平均偏差为 ０．７％，满足所设置的偏差要求。
不同时段机组的运行状态和台数如图 ４所示。在凌晨 ００∶００—０７∶００前风电出力高峰和系统负荷
＃
＃
低谷阶段，２台抽水蓄能机组 （５和 ６） 全部启动，并运行于抽水工况；随着 ０８∶００早高峰电负荷的
增长及风电出力的降低，为有效支撑联合体发电计划执行，抽蓄机组由抽水工况转换为发电工况，可
发挥其快速爬坡能力，加大水电出力，特别在早晚负荷高峰时段，伴随负荷的进一步增大，常规水电
＃
＃
机组 （ ３和 ４） 开始投入运行，保证了高峰用电负荷的同时，增加了高峰出力，提高了联合体整体发
电收益，充分体现了常规水电站融合改造后的 “量调并重” 的优势。
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