抽水蓄能电站削峰填谷作用方案

抽水蓄能电站投入运行后,会使电力系统其他电源在日负荷图上的工作位置产生巨大变化。这一点可以从图3.1中看得很清楚。

图3.1　抽水蓄能电站削峰填谷作用示意图

(a)方案一;(b)方案二

设某电力系统设计水平年的最高负荷为Pm,相应典型日最小日负荷率为β。为了满足该设计水平年负荷需求,拟定以下两个电站开发方案进行比较。

方案一:新建常规水电站,使系统常规水电站总装机容量增至Ny,其峰荷工作容量为NYF,基荷工作容量为NYJ;新建燃煤火电厂,使系统煤电装机总容量增为NT1,其中担任峰腰荷的工作容量为NTF1,担任基荷的工作容量为NTJ1。全部火电机组综合技术最小出力占额定出力的百分数为f。

方案二:新建与方案一相同的常规水电站,使系统常规水电站总装机容量增至NY,其峰荷工作容量为NYF,基荷工作容量为NYJ;新建燃煤火电厂,使系统煤电装机总容量增为NT2,其中担任峰腰荷的工作容量为NTF2,担任基荷的工作容量为NTJ2。全部火电机组综合技术最小出力占额定出力的百分数为f;新建一座抽水蓄能电站,其发电工作容量为NST,抽水工作容量NSP。

两方案常规水电装机容量相同,不同之处在于方案一没有抽水蓄能电站,火电站装机容量较大,方案二有抽水蓄能电站,火电站装机容量较小。

电力系统用电负荷峰谷差为:

图3.1(a)表明,无抽水蓄能电站投入运行,电力系统中火电站需按负荷曲线abcdefg运行,它们的出力变化幅度为:

火电担任峰腰荷的工作容量为:

火电担任基荷的工作容量为:(www.xing528.com)

图3.1(b)表明,有一发电、抽水工作容量分别为NST和NSP的抽水蓄能电站投入运行后,电力系统火电站可改按负荷曲线ahijg运行,它们的出力变化幅度变为:

火电担任峰腰荷的工作容量为:

火电担任基荷的工作容量为:

设f=70%,NST=NSP,带入式(3.5)和式(3.6)得:

由此可见,有抽水蓄能电站方案比无抽水蓄能电站方案,火电担任峰腰荷的工作容量减少了6.67倍NST,担任基荷的工作容量增加了5.67倍NST。这就是说,一个装机容量为NST的抽水蓄能电站投入系统运行后,可使系统火电总装机容量减少αNST(其中α为水火电容量当量系数,一般可取α=1.1),同时使γNST [当NST=NSP时γ=(1+f)/(1-f)]火电机组从腰、峰荷运行转为基荷运行。

上述情况表明:方案二由于抽水蓄能机组作水泵工况运行,增加了系统低谷时段的负荷NSP;又由于抽水蓄能机组作发电工况运行,承担了系统高峰负荷NST,在一日之内作抽水—发电循环运行,这样反复增加了系统低谷负荷和承担系统高峰负荷,等于削减系统峰谷差(NSP+NST),假设NSP=NST=NSPY(蓄能电站装机容量),则削减系统峰谷差2×NSPY,即双倍蓄能电站装机容量,可见抽水蓄能电站的削峰填谷作用是十分明显的。

假使将上述抽水蓄能电站换成常规水电站,并令其工作容量等于NST,令NSP=0,代入上述两式则得:

说明具有一定调节能力的常规水电站,也具有改善火电机组运行条件的作用,但没有抽水蓄能电站的作用大,这是由于抽水蓄能电站多了一项“填谷效应”。因此在解决调峰问题时,抽水蓄能电站不仅相对于火电站具有优势,而且相对于常规水电站也具有优势。