Page 38 - 2023年第54卷第11期

其含义为抽水蓄能电站在抽水工况下上水库水位抬升单位高度所消耗的电能，是水泵抽水效率和扬程
的函数，其数值曲线通过实际抽水消耗电量与水位抬升高度率定。抽水蓄能电站水头或扬程较常规水
电站大得多，因而相对变幅较小，通常 ε 、ω可近似线性化处理。
抽水蓄能电站在一个发电抽水循环周期 Ｔ的末期，上水库水位回到起始状态：
Ｊ １ Ｊ
Ｐ
Ｇ
Ｈ －ε ∑ Ｐ ·ｔ ＋ ∑ Ｐ ·ｔ ＝Ｈ （３）
Ｔ － １ ｊ，ｔ ｊ，ｔ ０
ｊ ＝１ ω ｊ ＝１
式中 Ｈ 、Ｈ 分别为抽水蓄能电站上水库在时段 Ｔ － １和起始时段的平均库水位。
Ｔ － １
０
２．２ 电力运行约束 抽水蓄能电站在发电工况下的出力，应在限制区间范围内运行：
ｊ，ｍｉｎ ≤Ｐ ≤Ｐ
Ｐ Ｇ Ｇ Ｇ － Ｒ Ｇ （４）
ｊ，ｍａｘ
ｊ，ｔ
ｊ，ｔ
Ｇ
式中：Ｐ Ｇ 、Ｐ Ｇ 分别为机组 ｊ发电工况最小出力、最大出力；Ｒ 为机组 ｊ在时段 ｔ预留的发电侧备
ｊ，ｍｉｎ ｊ，ｍａｘ ｊ，ｔ
用容量。
对变速抽水蓄能机组，抽水工况下的水泵抽水功率也应在限制区间范围内运行：
Ｐ
Ｐ
Ｐ Ｐ ＋ Ｒ ≤Ｐ ≤Ｐ Ｐ （５）
ｊ，ｍｉｎ ｊ，ｔ ｊ，ｔ ｊ，ｍａｘ
Ｐ
式中：Ｐ Ｐ 、Ｐ Ｐ 分别为机组 ｊ抽水工况最小功率、最大功率；Ｒ 为机组 ｊ在时段 ｔ预留的需求侧备
ｊ，ｍｉｎ ｊ，ｍａｘ ｊ，ｔ
用容量。
Ｐ
Ｇ
特别的，对抽水蓄能电站发电侧和需求侧预留的备用容量 Ｒ 和 Ｒ ，上水库需预留相应的可下降
ｊ，ｔ
ｊ，ｔ
或可上升水位空间，预留备用后的上、下水位边界如图 １所示，表达式为：
Ｊ
Ｇ
∑
Ｈ ｔ － １ －ε Ｒ ·ｔ≥ Ｈ ｍｉｎ
ｎ
ｊ，ｔ
ｎ ＝１
（６）
１ Ｊ Ｐ
Ｈ ｔ － １ ＋ ∑ Ｒ ·ｔ≤ Ｈ ｍａｘ
ｊ，ｔ
ｎ
ω ｊ ＝１
对于机组运行状态，在不考虑抽水蓄能机组爬坡约束和工况转换时间约束情况下，要求任一时段
机组只能处于发电工况、抽水工况中的一种，且基于经济和安全的考量，为一个发电抽水循环周期内
的机组启停次数设定限制：
Ｇ
Ｐ
ｓｇｎ（ｊ，ｔ） ＝０，１；ｓｇｎ（ｊ，ｔ） ＝０，１
Ｐ
Ｇ
ｓｇｎ （ｊ，ｔ）＋ｓｇｎ（ｊ，ｔ）≤ １
Ｔ
Ｇ
Ｇ
Ｇ
∑ （ｓｇｎ（ｊ，ｔ）－ｓｇｎ（ｊ，ｔ －１））≤ β ｍ ａｘ （７）
ｔ ＝１
Ｔ
Ｐ
Ｐ
Ｐ
∑ （ｓｇｎ（ｊ，ｔ）－ｓｇｎ（ｊ，ｔ －１））≤ β ｍａｘ
ｔ ＝１
Ｇ
Ｐ
式中：ｓｇｎ（ｊ，ｔ）为发电工况水轮机状态符号函数，ｓｇｎ（ｊ，ｔ）为抽水工况水泵状态符号函数，二者值
Ｇ Ｐ
为 １时表示运行状态，值为 ０时表示非运行状态；β ｍａｘ 、β ｍａｘ 分别为一个发电抽水循环周期内发电机和
水泵的最大启动次数。
２．３ 能量损耗约束 抽水蓄能电站的能量转换损耗、综合厂用电消耗以及蓄能损失等能量损耗，均可
以直观的表现在上水库水位升降上，对常见的无河道流量汇入的离河抽水蓄能电站，为维持抽水蓄能
电站的水库运行，在一个发电抽水循环周期 Ｔ内，发电工况下上水库总下降高度等于抽水工况下上水
库总抬升高度：
Ｔ Ｊ １ Ｔ Ｊ
Ｇ
Ｐ
ε ∑∑ Ｐ ·ｔ＝ ∑∑ Ｐ ·ｔ （８）
ｊ，ｔ
ｊ，ｔ
ｎ
ｎ
ｔ ＝１ ｊ ＝１ ω ｔ ＝１ ｊ ＝１
３ 极端天气对发用电的影响分析
需求侧方面，用电负荷对温度、相对湿度、降水等气象因子敏感，尤其温度与负荷呈近似二次函
— １ ３ ０ —
０