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水 利 学 报

２０２４年 １０月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 １０期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）１０ － １２１０ － １２

含混合式抽蓄的梯级水电站短期临界调峰模式

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郭爱军 ，畅建霞 ，王义民 ，王学斌 ，席秋义 ，郑永恒 ２
（１．西安理工大学 西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 ７１００４８；２．国网陕西省电力有限公司，陕西 西安 ７１０００４）
摘要：利用梯级水库电站建设混合式抽蓄电站，在提高新型电力系统清洁灵活性调峰能力的同时，也使得原梯级
电站的运行方式变得更为复杂，亟需开展梯级电站与混合式抽蓄电站的联合调度模式研究。本文首先剖析了混合
式抽蓄电站与梯级水电站日内联合调峰运行特点，建立了短期含混合式抽蓄的梯级水电站调峰优化模型；其次，
发现了日内联合调峰的临界特性，并从临界调峰方式、临界调峰流量、临界调峰能力三方面定量刻画了该临界调
峰特性，推导了梯级水电站临界调峰流量、混合式抽蓄电站临界抽发流量等计算公式，提出了混合式抽蓄电站与
梯级水电站的临界调峰模式；最后，将上述理论成果应用至依托安康与旬阳梯级水库修建的安康混合式抽蓄电
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站。结果表明：安康水电站额定水头下临界调峰流量为 ８９２ｍ ?ｓ，小于 ８９２ｍ ?ｓ时，抽蓄电站日内满抽满发，以
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最大化调峰方式运行；大于 ８９２ｍ ?ｓ后，混合式抽蓄电站可转为与常规水电站同抽同发运行模式以及部分抽蓄机
组转常规水电站机组运行模式等；长系列计算结果表明，与常规水电站同抽同发运行模式提高了抽蓄电站运行小
时数，但降低了联合调度主体调峰能力，部分抽蓄机组转常规水电站机组运行模式耗用了安康水电站的可用发电
水量，但提高了联合调度主体调峰能力，实际调度过程中应根据电网运行情况、电站运营主体等灵活选择抽蓄电
站运行模式。
关键词：临界调峰模式；混合式抽蓄电站；梯级水电站
中图分类号：ＴＶ２１４ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０７７９
文献标识码：Ａ

１ 研究背景

风电、光伏出力固有的波动性、随机性、反调峰特性及其高渗透率使得新型电力系统迫切需要大
量调节电源来保障新能源的持续并网发电和电力系统的安全稳定运行 ［１ － ３］ 。抽水蓄能电站技术成熟、
经济性优，是具备大规模开发条件的绿色、低碳、清洁、灵活调节性电源 ［４ － ６］ 。然而，纯抽水蓄能电
站存在站点与风光资源空间匹配度低 ［７］ 、建设周期长、工程投资大 ［８ － ９］ 等问题。对此，国家《抽水蓄
能中长期发展规划（２０２１—２０３５年）》指出抽水蓄能发展要 “因地制宜，创新发展” “鼓励依托常规水
电站增建混合式抽水蓄能电站”。相较纯抽水蓄能电站，混合式抽水蓄能电站（以下简称混蓄电站）依
托已建水电站上、下库进行功能再造，站址资源较为丰富，具有建设周期短、工程投资小、能减少或
避免土地淹没等工程建设优势。发电方面，除具备纯抽水蓄能电站的显著调峰填谷优势外，混蓄电站
还具有减少水库弃水、增加发电量等发电优势 ［１０ － １２］ 。
相比纯抽水蓄能电站，混蓄电站既可以作为抽水蓄能电站运行，也可以作为已有电站的扩机机组
运行，运行方式远比纯抽水蓄能电站复杂 ［１３ － １５］ ；对流域水电基地而言，日内短期运行方式增加了既可

收稿日期：２０２３ － １２ － １２；网络首发日期：２０２４ － １０ － １４
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４１０１２．１４５０．００４
基金项目：国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＣ３０００２０５）；国家自然科学基金重点项目（Ｕ２２４３２３３，Ｕ２００３２０４）；国家自然科学基金
面上项目（ ５２３７９０２４）
作者简介：郭爱军（ １９９０ － ）， 博 士， 副 教 授， 主 要 从 事 水 库 水 电 站 调 度、 水 风 光 储 多 能 互 补 等 研 究。 Ｅ － ｍａｉｌ： ａｉｊｕｎｇｕｏ６１９＠
ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ
通信作者：畅建霞（１９７４ － ），博士，教授，主要从事水资源系统分析、水库水电站调度等研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｃｈｘｉａｎｇ＠ｘａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｏｍ
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