摘要：抽水蓄能电站是一种特殊的电源，具有调峰、填谷、调频、调相、备用、黑启动等功能。它对提高系统的稳定性、提高供电质量、提高电网的安全性和经济性有着重要作用，具有良好的功能效益。针对抽水蓄能电站的功能效益，本文首先对抽水蓄能电站的静态效益和动态效益进行定性分析，然后选择煤耗和可靠性指标，研究计算抽水蓄能电站的功能效益。通过实证分析，进而分析抽水蓄能电站的辅助效益，辅助服务的定价和成本回收机制。最后，在讨论我国现行电价模型不足的基础上，提出了考虑抽水蓄能电站动态效益补偿的三部分电价模型。
关键词：抽水蓄能电站；电力系统；电力市场
经过50多年的发展，抽水蓄能电站已成为电力系统安全与储能调节的有力支撑。为了满足人们从更高层次上日益增长的用电需求，解决新时期电力发展不平衡的问题，进一步研究抽水蓄能电站在电力系统和电力市场中的功能定位，促进电力市场的健康发展已迫在眉睫。本文结合电力体制改革的深化，完善抽水蓄能发展理论。在减缓能源消耗增长、加快结构优化步伐、启动发展动力转换等新能源正常发展形势下，国家能源管理局将加快抽水蓄能电站建设作为重点。推动能源结构调整，加强能源供应侧能源体制改革主线周围的短板。坚持五大发展理念，坚持质量第一、效益第一的原则，强化治理机制，优化支撑平台，增强社会责任感，确保安全健康发展。
1 当前电力系统中的抽水蓄能电站功能定位
1.1 保障电力系统安全稳定运行，提高供电可靠性和供电质量
抽水蓄能电站的主要功能是为电网提供“战略性”的安全服务。目前，我国电力系统已经进入大电网运行的时代，系统的电力结构不断调整和优化，给电网的安全运行带来了新的挑战。抽水蓄能利用双向调节技术的优点，抑制峰谷波动，提高电网运行的稳定性，降低风险。同时，抽水蓄能机组在启动和停机时灵活，响应迅速。它能够适应系统负载、电压和频率调节的快速变化，提供应急储备、黑启动等动态服务功能，提高系统承受事故冲击的能力。
1.2 改善燃煤（供热）机组和核电机组运行状况
随着供电结构的逐步优化，系统的供需总体平衡已足够，燃煤机组运行负荷普遍降低，待机时间较长，对燃煤机组金属部件和设备的损坏较大。合理安排抽水蓄能机组的剃峰填谷，可以减少剃峰幅度和燃煤机组的启停次数，提高燃煤机组的负荷率，减少燃油消耗和污染排放，延长设备使用寿命。核电机组剃峰幅度受到技术和安全的限制，并且由于单机容量大，结合抽水蓄能机组的运行，可以有效地防止机组本身的冲击和电网安全。
1.3 适应新能源持续快速发展
近年来，我国新能源、风力发电、光伏发电的迅速发展，已成为我国新能源安装的重要来源。风力发电和光伏发电具有随机性和间歇性的特点，稳定性较差。大规模网给系统的实时平衡以及电网的安全稳定带来了巨大的压力。与此同时，中国新能源的地理分布和电力需求也大不相同。电源一般都远离负荷中心，必须远距离大容量输送，新能源发电集中开发和集中并网后，系统调峰调频压力巨大，系统转动惯量弱化，加剧电网安全隐患。抽水蓄能电站可以与新能源互补，既可以平滑新能源发电出力，又可以平衡新能源发电量的不均衡性、减少新能源对电网的冲击。同时，抽水蓄能电站的调峰填谷特性，还能很好地发挥储能作用，提升电力系统接纳新能源能力。
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2 电力市场中的抽水蓄能电站功能定位
2.1 当前我国抽水蓄能电站建设运营模式基本情况
目前，我国抽水蓄能电站建设和运营的主体是电网公司。近年来，国家鼓励社会资金等渠道参与抽水蓄能电站的投资建设。抽水蓄能电站的效益主要分为2部分：电力效率和容量效益。
2.2 电力市场中抽水蓄能电站功能定位研究的意义
提高对抽水蓄能电站“定性”到“定量”的认识，是抽水蓄能电站建设和管理的内在要求。与其他供电方式相比，抽水蓄能电站具有功能多、运行方式复杂的特点，使得对其功能价值的长期研究主要集中于定性分析，相对缺乏定量分析。抽水蓄能电站建设开发周期长，投资大。抽水蓄能企业应重视抽水蓄能电站的投资决策风险，对其功能、价值和市场前景进行定量分析，以提高决策水平，降低决策风险。
2.3 电力市场中抽水蓄能电站功能定位研究的主要问题
2.3.1关于抽水蓄能电站的运行方式
在竞争激烈的电力市场，电力辅助服务的价值可以体现在相应的电价。在完全开放的电力市场，电力的价格通常是由市场竞价或双向合同协商确定。抽水蓄能电站具有良好的调峰填谷的特点，并提供多种辅助服务。竞争性电力市场环境下，抽水蓄能电站可以发挥更大的作用，所以他们的运作模式将更加特殊和复杂的。在电力市场条件下，电力调度机构和发电站的运行管理单位应加强对现有抽水蓄能电站运行和利用进行分析，并研究调峰、填谷、调频任务以及与区域电力系统实际的新任务。优化能源植物的联合调度方案，科学合理地确定抽水蓄能电站的经济运行模式，促进抽水蓄能电站作用的有效发挥。根据电力市场化改革的发展，电网企业应不断调整和完善电价机制，制定电力系统辅助服务的政策，并最终形成了抽水蓄能电站具有决策的运行机制，在市场中扮演重要角色。
2.3.2科学审视抽水蓄能电站的节煤效益
该系统的供电结构对抽水蓄能电站的节煤效益有显著影响。抽水蓄能机组的节煤效益与常规火电机组的类型和电力系统的综合负荷率有一定的关系，但与此关系不大。抽水蓄能电站不考虑建设和运行成本，在承担应急储备功能，基本不产生抽水发电能力的情况下，其节煤效益达到最大值。在承担调峰填谷功能时，抽水蓄能电站的节煤效益随着抽水发电量的增加而降低。抽水蓄能机组的节电效果不足以支撑其投资和运行费用的恢复。为了评价抽水蓄能电站建设的技术必要性和经济可行性，进行投资决策，需要综合考虑其他因素或寻找其他指标。
2.3.3科学分析抽水蓄能低谷调峰基本原理
在调峰方面，峰谷两个典型时刻的发电调节能力是电力系统容量平衡的关键。针对电力系统低峰负荷的调节需求，风力发电、常规火电机组调节、抽水蓄能电站建设和运行等不同供电方案的技术价值相当。要想做出科学的投资决策，需要进一步比较不同电力方案的经济指标。以调峰填谷为主的抽水蓄能电站能量指标确定原则，应以抽水需求为基础，而不是以传统的发电需求为基础。抽水蓄能电站在调峰填谷中的作用是避免常规火电机组停机/重启调峰，而不是在低谷期降低常规火电机组的煤耗。调峰填谷抽水蓄能电站机组的蓄能值与常规火电机组的技术进步，特别是低谷调峰能力的提高以及停机再启动的技术方案和经济变化密切相关。
3 建议
通过以上分析，笔者提出：第一，系统总结传统抽水蓄能电站功能定位理论，为进一步分析奠定基础；二是建立抽水蓄能电站的功能特性与电力系统需求的具体技术经济指标之间的关系；第三，在功能定位的基础上，形成全面、系统的抽水蓄能电站开发理论体系和技术标准体系、投资决策指标体系和运行监控指标体系，系统地解决了项目开发建设的技术必要性、经济可行性和政策支持。
参考文献
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[4]考虑抽水蓄能电站动态辅助服务的三部制电价研究[J].孙薇,司祎梅,魏文.华东电力.2008(03).
论文作者:达娃
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/24
标签：电站论文; 电力论文; 机组论文; 电网论文; 功能论文; 新能源论文; 效益论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;