Page 84 - 2024年第55卷第10期

荷在非填谷阶段突减，只能降低网内其他电源出力或水电站弃水调峰。该阶段内，发电水量充裕，但
调峰容量不足，水电站难以应对网内负荷突减变化。
（２）临界调峰流量。由图 ２（ａ）（ｃ）（ｅ）可推导三种临界状态下的临界调峰流量计算公式：
Ｑ ＝ Ｑ
１ ｍｉｎ
Ｑ ·（Ｔ＋ Ｔ＋ Ｔ） ＋ Ｑ ·（Ｔ＋ Ｔ）
３
５
ｍｉｎ
１
ｍａｘ
４
２
Ｑ ＝
２
２４ （４）
Ｑ ·Ｔ＋ Ｑ ·（Ｔ＋ Ｔ＋ Ｔ＋ Ｔ）
３
４
５
２
１
ｍｉｎ
ｍａｘ
Ｑ ＝
３
２４
３
式中：Ｑ、Ｑ、Ｑ分别为图 ２（ａ）（ｃ）（ｅ）对应的三种临界状态下的临界调峰流量，ｍ ?ｓ；Ｑ 、Ｑ 分
１
３
２
ｍａｘ
ｍｉｎ
３
别为水电站 强 迫 流 量 与 满 发 流 量，ｍ ?ｓ；Ｔ、Ｔ、Ｔ、Ｔ、Ｔ分 别 为 ｔ—ｔ段、ｔ—ｔ段、ｔ—ｔ段、
２
４
３
５
２
１
１
３
１
２
０
ｔ—ｔ段、ｔ—ｔ段历时，ｓ。图 ２中 Ｑ′ 、Ｑ′ 分别为混蓄电站最大抽水流量、发电流量，且日内完
Ｇ，ｍａｘ
４
３
５
Ｐ，ｍａｘ
４
整循环周期内 Ｑ′ × Ｔ ＝ Ｑ′ × Ｔ。上下游水电站临界调峰流量计算公式相同。
４
Ｇ，ｍａｘ
１
Ｐ，ｍａｘ
（ ３）临界调峰能力。调峰是指为跟踪系统负荷的峰谷变化及可再生能源出力变化，并网主体根据
调度指令进行的发用电功率调整或设备启停所提供的服务。本文提出含混蓄电站的梯级水电站调峰能
力（Ｅ）的量化指标，具体计算方法参见式（１）（３）。根据式（１）（３），结合当前水库水位以及混蓄电站
与梯级水电站的满发流量，计算可得到混蓄电站与梯级水电站的临界调峰能力。
图 ２（ｆ）表示水库某水位下混蓄电站与水电站的调峰能力随着日出库水量的变化过程。由图可知：
①当电站日均出库流量等于 Ｑ 时，梯级水电站调峰能力最小，等于 ０，混蓄电站调峰能力发挥至最
１
大；②当电站日均出库流量等于 Ｑ时，负荷高峰时段水电站按最大发电方式运行，负荷低谷时段水电
２
站以强迫出力运行，水电站与混蓄电站日调峰能力均发挥至最大；③当电站日均出库流量等于 Ｑ 时，
３
负荷低谷阶段，水电站以强迫出力运行，混蓄电站满抽功率运行，负荷高峰时段，水电站以满发流量
运行，混蓄电站满发功率运行，且非负荷高峰低谷阶段水电站均以满发流量运行，水电站在该阶段丧
失跟踪负荷能力，调峰能力减小。
３．１．２ 混蓄电站转常规机组调峰运行模式 图 ３为混蓄电站转常规机组调峰运行模式。上游水电站日
均出库流量大于 Ｑ的部分优先分配至调峰时段 ｔ—ｔ段（或 ｔ—ｔ段），混蓄电站部分机组转常规水电
３ ３ ４ １ ２
站调峰运行，剩余容量仍然参与混蓄电站日内抽发循环。随着上游电站日均出库流量不断增加，混蓄
电站机组转常规机组调峰运行模式的比例不断增加，直至混蓄电站日内抽发循环过程中的水量为 ０，
此时日均出库流量等于临界调峰流量 Ｑ。当日均出库流量再增加，混蓄电站机组可认为是常规水电站
４
的扩机部分，参与系统调峰，直至达到临界调峰流量 Ｑ状态。根据图 ３（ｃ）（ｅ）推导临界调峰流量 Ｑ、
４
５
Ｑ计算公式如下：
５
Ｑ ·Ｔ＋ Ｑ ·（Ｔ＋ Ｔ＋ Ｔ＋ Ｔ） ＋ Ｑ′ ·（Ｔ＋ Ｔ）
１
２
ｍａｘ
Ｇ，ｍａｘ
５
４
ｍｉｎ
４
３
２
Ｑ ＝
４
２４ （５）
Ｑ ＝ Ｑ ＋ Ｑ′
５ ｍａｘ Ｇ，ｍａｘ
除图 ３的运行方式外，混蓄电站机组也可以常规机组的方式在非调峰填谷阶段（即 ｔ—ｔ、ｔ—ｔ）
５
２
３
４
参与运行，调峰填谷时段混蓄电站仍然以日内抽发循环转换的方式运行（类似于图 ３（ｄ）），该方式下
混蓄电站日内跟踪负荷波动的能力低于图 ３方式；另一方面，也可选择降低混蓄电站日内抽水填谷或
发电调峰时段，将多余水量优先分配至常规水电机组运行，直至水电站常规机组满发，限于篇幅，对
此不再进行深入探讨。
３．１．３ 混蓄电站与梯级水电站同抽同发运行模式 图 ４为混蓄电站与常规水电站同抽同发模式。上游
水电站日均出库流量超过其临界调峰流量 Ｑ的部分优先分配至填谷阶段 ｔ—ｔ段，随着超出部分的不
３ ０ １
断增加，直至填谷阶段水电站发电流量与混蓄电站最大抽水流量 Ｑ′ 相同，混蓄电站填谷效益趋近
Ｐ，ｍａｘ
于无，水电站日均出库流量等于临界调峰流量 Ｑ′。在此之后，超出部分水量先分配至其余非填谷阶
４
段，直至达到临界调峰流量 Ｑ′。
５
１
— １ ２ ４ —