新形勢下水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能定位

摘 要：在電力系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)行中，各種電廠均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，扮演著不可缺少的重要角色。其中，水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的優(yōu)勢日漸顯現(xiàn)?；诖耍恼轮饕U述了調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中的重要作用及功能定位，并對新形勢下，水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能定位進(jìn)行了深入探究，以期幫助人們對水電廠的功能有所進(jìn)一步了解。

關(guān)鍵詞：功能定位；水電廠；電力系統(tǒng)；調(diào)頻調(diào)峰

前言

隨著人們用電需求的不斷增長，各地區(qū)電網(wǎng)電力負(fù)荷峰谷差距逐漸變大，加之我國電力體制改革的不斷推進(jìn)，促使電廠對電力系統(tǒng)的調(diào)頻與調(diào)峰必須要積極改進(jìn)。在這一背景下，國外核電廠的日益廣泛應(yīng)用給我國電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻改進(jìn)提供了參考和借鑒，使得水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能作用逐漸凸顯。將水電廠發(fā)展成為電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰電廠對推動我國電力體制改革具有重要意義。

1 調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中的作用及功能定位

1.1 調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中的重要作用

在電力系統(tǒng)日常運(yùn)行過程中，根據(jù)不同時(shí)段實(shí)際的用電需求，通過調(diào)頻調(diào)峰，可以將電力系統(tǒng)中的低谷電轉(zhuǎn)化為價(jià)值高的高峰電，從而提供給電力系統(tǒng)更多的高峰電，縮小系統(tǒng)峰谷差距，滿足高峰時(shí)段用戶用電需求。新形勢下，隨著風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新型潔凈能源發(fā)電站建設(shè)數(shù)量的逐漸增多，電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰電廠逐漸從傳統(tǒng)的火力發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)樗Πl(fā)電，并以抽水蓄能電站作為“系統(tǒng)蓄電池”，增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)峰能力和新能源電力的消納能力，以構(gòu)建清潔高效的能源體系。為此，我國多個(gè)地區(qū)建起了以抽水蓄能電站為主要調(diào)頻調(diào)峰電廠的新型能源結(jié)構(gòu)，該舉措是促進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、促進(jìn)清潔發(fā)展的重要手段，可進(jìn)一步優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)送端電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)和抵御事故風(fēng)險(xiǎn)能力。在實(shí)際運(yùn)行中取得了較為理想的調(diào)頻調(diào)峰效果[1]，顯著提高了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平；有效緩解風(fēng)力發(fā)電棄風(fēng)、光伏發(fā)電棄光問題，同時(shí)明顯降低電力系統(tǒng)單位能耗水平。抽水蓄能電站向電力系統(tǒng)提供調(diào)頻調(diào)峰服務(wù)，具有運(yùn)行可靠、反應(yīng)靈活特點(diǎn)，在保障電力系統(tǒng)及整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著巨大的作用，對提高電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約能源資源，促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

具體而言，調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中的重要作用主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。以抽水蓄能機(jī)組為代表的調(diào)頻調(diào)峰機(jī)組可以代替其他機(jī)組調(diào)峰任務(wù)，這就在一定程度上減少了電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰機(jī)組數(shù)量，減少了成本投入與維修費(fèi)用，降低了機(jī)組低谷時(shí)段的負(fù)荷和由負(fù)荷頻繁調(diào)整給系統(tǒng)所帶來的負(fù)面影響，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。第二，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全。抽水蓄能調(diào)頻調(diào)峰機(jī)組易于控制，結(jié)構(gòu)簡單，啟停迅速，是一種特殊的電源，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活的增減功率，可以為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供調(diào)頻調(diào)相、事故備用等多種服務(wù)。減少無功補(bǔ)償設(shè)備，調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)供電頻率，為緊急事故的發(fā)生提供備用電源，從而保障電力系統(tǒng)安全持續(xù)運(yùn)行。

1.2 調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中的功能定位

了解了調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中的重要作用后，對其在電力系統(tǒng)中的功能定位就變得相對容易得多。調(diào)頻調(diào)峰電廠是電力企業(yè)電網(wǎng)調(diào)控的必要條件，承擔(dān)著保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行的重要使命，其在整個(gè)電力系統(tǒng)中的功能定位突出體現(xiàn)在四方面：基本業(yè)務(wù)地位、專業(yè)地位、價(jià)值和業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)[2]。調(diào)頻調(diào)峰電廠的重要作用使得其不應(yīng)作為簡單的輔助服務(wù)對象，而應(yīng)作為與電力企業(yè)售電、購電、輸配電等同等重要的基本業(yè)務(wù)。調(diào)頻調(diào)峰電廠不同于常規(guī)電廠，其業(yè)務(wù)范圍更廣，服務(wù)功能更強(qiáng)，應(yīng)作為一個(gè)專門的電廠實(shí)行專業(yè)化的管理。

2 新形勢下水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能定位

2.1 調(diào)頻調(diào)峰電廠的特點(diǎn)

現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)中可參與調(diào)頻調(diào)峰的機(jī)組類型主要有普通水電機(jī)組、抽水蓄能機(jī)組、常規(guī)燃煤火電機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組等。常規(guī)燃煤火電機(jī)組由于以煤炭作為燃料，煤炭燃燒對空氣環(huán)境污染較大，加之煤炭資源有限，在我國大力倡導(dǎo)節(jié)能低碳的新形勢下，常規(guī)燃煤火電機(jī)組不是電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰的首選對象。縱觀國外電力系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)頻調(diào)峰使用較為廣泛的機(jī)組類型可以發(fā)現(xiàn)，核電在其中占據(jù)較大一部分比重，但由于我國核電起步晚，從技術(shù)成熟度和安全兩方面考慮，核電不適合我國電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰用機(jī)組。燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰能力較好，啟動快、效率高，但負(fù)荷跟蹤等其他方面較差。抽水蓄能機(jī)組以水作為發(fā)電能源，通過吸收低谷電，發(fā)出高峰電，可以實(shí)現(xiàn)電力電量的有效轉(zhuǎn)換，具有轉(zhuǎn)換工況迅速、反應(yīng)敏捷、負(fù)荷增減靈活、保證供電質(zhì)量與電網(wǎng)運(yùn)行可靠性等諸多優(yōu)點(diǎn)，且符合風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等清潔能源電站建設(shè)的節(jié)能環(huán)保要求，適合應(yīng)用在清潔能源電站電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻中。

有關(guān)調(diào)查顯示，抽水蓄能電廠的最大調(diào)峰能力可達(dá)200%，可以快速增荷，快速啟動，可以調(diào)頻調(diào)相，靜止?jié)M載僅需95s，比單循環(huán)燃?xì)鈾C(jī)組要快得多。單循環(huán)燃?xì)鈾C(jī)組最大調(diào)峰能力可達(dá)100%，可以調(diào)頻；常規(guī)水電機(jī)組最大調(diào)峰能力可達(dá)100%；燃煤火電機(jī)組最大調(diào)峰能力在啟停狀態(tài)下可達(dá)100%。通過對比可以發(fā)現(xiàn)抽水蓄能電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中具有明顯的優(yōu)越性，尤其是在以節(jié)能環(huán)保理念為主的新形勢下。從上面表述中得知，調(diào)頻調(diào)峰在電力系統(tǒng)中起著極其重要的作用，但隨著電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，原有調(diào)頻調(diào)峰電廠以難以滿足新形勢下電力用戶需求和電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。而抽水蓄能電廠的建設(shè)則給當(dāng)前電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰方式的改革帶來了新的發(fā)展契機(jī)。

2.2 水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能定位

根據(jù)上面對幾種不同類型機(jī)組在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的應(yīng)用效果對比，我們對以抽水蓄能電廠為代表的水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中所具有的巨大作用和良好的發(fā)展前景已經(jīng)非常明確。但為了實(shí)現(xiàn)水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中功能作用的最大限度發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)峰作用的進(jìn)一步強(qiáng)化，在明確的基礎(chǔ)上還需要對水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。

新形勢下，我國越來越多地區(qū)建設(shè)起了風(fēng)力發(fā)電站、光伏發(fā)電站，水電調(diào)頻調(diào)峰電廠、抽水蓄能調(diào)頻調(diào)峰電站，這些調(diào)頻調(diào)峰電廠逐漸在整個(gè)電力市場占據(jù)主導(dǎo)地位，在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能定位集中表現(xiàn)在業(yè)務(wù)功能和市場導(dǎo)向之上。在業(yè)務(wù)功能上，水電調(diào)頻調(diào)峰電站為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供良好的調(diào)頻調(diào)峰服務(wù)、緊急事故備用服務(wù)等多種服務(wù)；在業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)上，其通過調(diào)整和改變電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化資源配置，在提高業(yè)務(wù)辦理效率的同時(shí)，提高電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)整體服務(wù)水平，提高市場競爭力。在市場導(dǎo)向方面，水電調(diào)頻調(diào)峰電站在當(dāng)前的電力市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，并隨著越來越多這樣調(diào)頻調(diào)峰電廠的建設(shè)而使越來越多的人們、越來越多的電力企業(yè)認(rèn)識到水電調(diào)頻調(diào)峰的優(yōu)勢與重要作用，從而發(fā)揮市場導(dǎo)向作用引導(dǎo)其他電力企業(yè)、其他地區(qū)電力企業(yè)積極建設(shè)以水電廠為主的調(diào)頻調(diào)峰電廠。

3 結(jié)束語

綜上，調(diào)頻調(diào)峰電廠是電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行不可缺少的重要角色，而新形勢下水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中扮演著重要的角色。隨著電力體制改革的持續(xù)推進(jìn)，電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的日臻完善，調(diào)頻調(diào)峰電廠必須要跟上時(shí)代發(fā)展步伐，大力推廣以水電廠為主的調(diào)頻調(diào)峰手段，加強(qiáng)水電調(diào)頻調(diào)峰電站建設(shè)，讓水電廠在電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰中的功能作用得到最大限度發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[2]楊根.水電廠發(fā)電報(bào)價(jià)策略及其輔助決策系統(tǒng)研究[D].貴州大學(xué)，2011.

[3]劉建良.水電廠報(bào)價(jià)決策支持系統(tǒng)研究[D].貴州大學(xué)，2007.