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北柔性直流电网工程研究了抽蓄如何提高直流与受端负荷需求匹配程度；Ｚｈａｏ等 ［１５］ 综合评价了抽蓄
服务电网的能力。综上可知，抽水蓄能可作为电力产消者，不仅能发能用，而且启停迅速灵活，是电
力系统中的优质调节池，在突发天气变化等短特殊时期，系统备用不足调节需求攀升时，可利用抽水
蓄能迅速填补缺额。
与常规水库水电站的水力－ 电力耦合关系不同，抽水蓄能电站水电转换频繁，能量损耗大，水库
水位控制难度高。程雄等 ［１６］ 建立了含混合式抽蓄电站的梯级水电优化调度模型来优化水库水位变化过
程，提高梯级水电年发电量并减少弃水；陈帝伊等 ［１７］ 指出抽水蓄能电站同一引水涵洞布置多台机组存
在水力干扰现象，各机组间运行存在相互影响；卢兆辉等 ［１８］ 指出联运式抽蓄电站可延滞水资源下泄、
提高水资源利用率，但很大程度上增加了水库运行难度。水库运行是制约抽水蓄能电站电力运行的重
要因素 ［１９ － ２０］ ，需用恰当的水位控制策略配合抽水蓄能电站发挥优越的调节能力。
为此，本文在现有研究基础上，考虑抽水蓄能电站与常规水电站的差异，根据水电转换关系和水
量抽发平衡建立适用于抽水蓄能的水库运行约束，并针对极端气象场景，建立含抽水蓄能电力系统高
效低碳优化调度模型，探究多能异质电力系统中抽水蓄能电站的网侧优化调度策略。

２ 抽水蓄能电站运行约束

２．１ 水库运行约束 现有研究大多将抽水蓄能电站的水库运行视作常规水电站的水库运行对待，以库
容作为水库运行的约束变量，然而该方法存在如下缺点：（１）水库库容难以直接测得，通常是利用水
库水位－ 库容关系曲线间接估算；（２）需引入流量或水量作为中间变量来完成水电转换计算；（３）优化
计算及实际运行中难以直观判断库容约束是否被破坏。鉴于抽水蓄能电站水库库容相对于常规水电站
较小，水库正常蓄水位与死水位之间的水位差约 ２０～３０ｍ（相当于常规季调节水电站），水库运行中水
位变化频繁且变幅大，本文采用水位作为约束变量，并通过单位电能上水库水位降深系数 ε和单位上
水库水位抬升消耗电能系数 ω建立水位约束作为抽水蓄能电站的水库运行约束。
在任意时段，抽水蓄能电站上水库水位均不能突破水库运行上下限：
Ｈ ≤Ｈ≤Ｈ （１）
ｍｉｎ ｔ ｍａｘ
式中 Ｈ 、Ｈ 和 Ｈ 分别为抽水蓄能电站上水库的死水位、ｔ时段平均水位和正常蓄水位。
ｍｉｎ ｔ ｍａｘ
在任意时段，上水库水位满足连续变化过程，即 ｔ时段末水位为 ｔ时段初水位减去发电工况水位
降深，再加上抽水工况水位抬升高度：
Ｊ １ Ｊ
Ｇ
Ｐ
Ｈ ＝ Ｈ ｔ － １ ε ∑ Ｐ ·ｔ＋ ∑ Ｐ ·ｔ （２）
－
ｎ
ｊ，ｔ
ｊ，ｔ
ｎ
ｔ
ｊ ＝１ ω ｊ ＝１
Ｇ
Ｐ
式中：Ｐ 、Ｐ 分别为抽水蓄能电站中机组 ｊ在 ｔ时段的抽水工况负荷功率、发电工况出力；ｔ为时段
ｊ，ｔ ｊ，ｔ ｎ
ｔ内的小时数；ε 为单位电能上水库水位降深系数，ｍ?（ＭＷｈ），其含义为抽水蓄能电站在发电工况下
生产单位电能的上水库水位降深，由定义可知其是发电效率和发电水头的函数，其数值曲线可通过实
际发电量与水位降深率定，水库水位降深如图 １所示。ω为单位上水库水位抬升消耗电能系数，（ＭＷｈ）?ｍ，

图 １ 抽水蓄能电站上、下水库水位示意

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