摘要：抽水蓄能电站是当前我国电力系统运行中的主要方式，抽水蓄能电站与普通的水电站存在较大的差异，而二者的差异性主要体现在电站建筑物、运行方式以及作用效果方面的不同。传统水电站在在电力系统中的应用对建筑物构成具有一定的要求，工程建造时间长，资金投入量大，设备造价高，存在资源消耗量大等问题。而抽水蓄能电站在电力系统中的应用则有效弥补了传统水电站电力系统中的诸多不足，最主要的是作用效果显著，应用价值高，将成为我国未来电力系统的主要发展趋势。
关键词：抽水蓄能电站；电力系统；特点；作用
抽水蓄能电站在电力系统中的应用符合电力行业智能化、可持续发发展需求。抽水蓄能电站作为我国当前电力系统中的一种特殊水电站，利用水能、机械能转换为电能，并实现电能的智能化控制。同时在我国大力推进节能环保的理念下，抽水蓄能电站可以利用新型能源实现能量转换与电能存储，有助于电力系统的安全、有效、稳定运行。针对抽水蓄能电站与普通水电站在建筑物、作用等方面的不同主要体现在普通水电站只是简单的发电作用，而抽水蓄能电站既是电源又是用户，抽水蓄能电站对于电站的水流量要求不高，站点构成简单，资源投入量少，可以减轻电力企业的经济负担，同时有助于电力系统运行质量的提升。为了对电网电源结构进行优化，适应随用电负荷变化的需要，抽水蓄能电站的建设已成为发展的必然趋势。介绍了抽水蓄能电站的特点，抽水蓄能电站在电力系统中的重要作用，发展状况及存在的问题。提出了相应的解决措施。
1电力系统特点
电力系统组成与系统的运行原理非常复杂，笔者仅对抽水蓄能电站在电力系统中的运行特点进行简要分析。电力系统由电源、电网、电力用户三个部分组成，如图1所示，为了简单清晰化，笔者将电源负荷、电网功率分别以G、PG和L、PL代替。
1.1装机容量保证
从装机容量的角度，应有G≥L。足够大的发电供给能力，是电力系统正常运行的基本保障。
1.2有功平衡
电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，所以有功的供需平衡必须随时满足PG（t）≡PL（t）。有功平衡维持稳定的情况下，电网会稳定在额定频率fn。
1.3无功平衡
电力系统是一个电磁系统，为了正常运行，需要一定的无功。该问题表现为系统的电压质量，称为系统的调相问题。一般来说，无功可以就地平衡（避免浪费线路输送资源），而且无功设备相对十分低廉，解决方式也比较多。
2电站在电力系统中的作用
抽水蓄能电站发展迅速，同时其在电力系统中也起到了举足轻重的作用，也日益受到重视。实际上，抽水蓄能电站本身产生的效益并不是很大，甚至是不合算的，但给系统乃至广大用户带来很大的效益，因此，在整个电力系统中所发挥的作用是很大的。
2.1削峰填谷
抽水蓄能电站机组能很快进行运行工况的改变，其起动迅速相当快，在电力系统处于负荷高峰期时，具有较好的调峰灵活性能，优于普通火电和水电；在处于低谷系统负荷时，机组运行在水泵工况下，充分利用低谷的多余电量进行抽水。因此，抽水蓄能电站具有削峰填谷的双重作用，具有其装机２倍的调峰能力。
2.2事故备用
当前，电力系统的要求愈来愈高，电力系统对事故备用的要求也在不断提高，抽水蓄能机组以其操作启动快捷灵活的特点，并能迅速改变运行工况，可以作为良好的事故备用，不管是在机组运行或不运行的状况下。在国外，有些抽水蓄能电站不是调峰而是主要起备用的作用。电力系统突发故障时，紧急投入抽水蓄能机组可以弥补相应的经济损失，获得较好的经济效益。
2.3改善火电运行条件，节约煤炭
一般情况下，电力系统的基荷是由火电站担任的，其机组能够大部分在高效率区运行。由于削峰填谷的需求，当电力系统为纯火电系统时，一部分火电机组需要处于每天启动、停机这样的交替运行状态，随时间的推移，运行条件逐渐变差，煤耗增加，而发电量降低，发电成本会提高。因此，当电力系统中有一定比例的抽水蓄能电站时，能够承担削峰填谷任务。
2.4改善水电调节性能
水电站一般具有调节性能，即汛期蓄水为枯水期发电备用，水电站在系统中具备一定的调峰能力。但是在调峰汛期就必须弃水，实质上部分弃水电能减少了。抽水蓄能电站的建设，将减少大量弃水，取代水电站的调峰，枯水期水电站出力得到可靠的保证，也称为季节性电能，并且下游航运条件也同时得到改善。
2.5促进联网，充分发挥线路输电能力
为了使电网的运行稳定性能加强，这就要求电网具有实时进行负荷调节的功能，从而较好地适应实时变化的负荷。抽水蓄能机组比较适合用于电网的出力调整，原因主要是因为其有优越的启动和停机的灵活性能，因此能够随着电网负荷的变化而变化，保证电网运行的稳定性和供电的可靠性。除此之外，抽水蓄能电站可以在没有任何外界条件协助下快速启动，并通过输电线路输送电能，将其他机组启动并进行功率带动，从而使电力系统在最短的时间内恢复供电能力，充分发挥输电线路的输电能力。
2.5提高供电可靠性和电能质量，减少投资
抽水蓄能机组多为可逆式机组，其水头较高、容量较大，工期短，投资小，年运行费用相对较少，其厂用电往往在１％左右，比火电机组的厂用电小很多，综合效益较好。在抽水蓄能电站的基础上，对电力系统普通电站的运行条件进行了改善，使电能的可靠性和电能的质量得到了提高。
3抽水蓄电站的发展问题
3.1管理措施
①是在管理体制上目前是要求单独核算，虽然电站本身的经济评价相对合理，而在电力系统内主要才能体现抽水蓄能电站的效益，应按系统统一核算为宜；②目前未能实行峰谷差电价，这不利于抽水蓄能电站的发展；③从抽水蓄能电站的效益上来讲，税后还款的税率比较高，还款周期比较短，其贷款利率较高，这些政策都应进行相应的调整；④国家应该给予一定的投入，对抽水蓄能机组进行设计与研究，以降低抽水蓄能电站的造价。
3.2利用系统弃风、弃水、弃光抽水节煤效益
当系统运行存在弃风、弃光、弃水时，抽水蓄能电站利用弃风、弃光、弃水进行抽水，替代高峰时段火电机组发电，可显著减少系统标煤耗。风电出力具有随机性、间歇性和不可控性等特点，风电出力可能在用电高峰时段停止出力或出力较小，也可能在用电低谷时段出力较大，故通常风电比重大的电网弃风问题比较突出。而风电场弃风不仅未能有效利用风资源，而且也未能完全发挥风电场的作用。如果系统中有抽水蓄能电站进行抽水，便可以利用弃风电量作为抽水蓄能机组的抽水电量，抽水蓄能机组在系统中发挥填谷作用。在系统高峰时期，抽水蓄能电站顶替火电发电，起到调峰作用。
结语：综上所述，抽水蓄能机组在电力系统应用的基本功能就是低谷调峰和紧急事故。影响电力系统安全有效运行的因素很多，如弃风可以造成该系统出现低估调峰，可见抽水蓄能机组在电力系统异常情况中的应用只是一种技术资源。抽水蓄能电站在电力系统中的实际应用需要综合分析，制定科学化的方案，并针对电力系统抽水蓄能电站中可能存在的紧急事故风险因素制定科学的应对方案，以保障电力系统的安全运行。
参考文献：
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论文作者:1李云峰,2高骏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：电站论文; 电力系统论文; 机组论文; 作用论文; 电网论文; 系统论文; 电能论文; 《基层建设》2018年第34期论文;