新形勢下水電廠在電力系統調頻調峰中的功能定位

摘 要：在電力系統的建設與運行中，各種電廠均發揮著至關重要的作用，扮演著不可缺少的重要角色。其中，水電廠在電力系統調頻調峰中的優勢日漸顯現。基于此，文章主要闡述了調頻調峰在電力系統中的重要作用及功能定位，并對新形勢下，水電廠在電力系統調頻調峰中的功能定位進行了深入探究，以期幫助人們對水電廠的功能有所進一步了解。

關鍵詞：功能定位；水電廠；電力系統；調頻調峰

前言

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

1 調頻調峰在電力系統中的作用及功能定位

1.1 調頻調峰在電力系統中的重要作用

在電力系統日常運行過程中，根據不同時段實際的用電需求，通過調頻調峰，可以將電力系統中的低谷電轉化為價值高的高峰電，從而提供給電力系統更多的高峰電，縮小系統峰谷差距，滿足高峰時段用戶用電需求。新形勢下，隨著風力發電、光伏發電等新型潔凈能源發電站建設數量的逐漸增多，電力系統調頻調峰電廠逐漸從傳統的火力發電轉變為水力發電，并以抽水蓄能電站作為“系統蓄電池”，增強電網的調峰能力和新能源電力的消納能力，以構建清潔高效的能源體系。為此，我國多個地區建起了以抽水蓄能電站為主要調頻調峰電廠的新型能源結構，該舉措是促進供給側結構性改革、能源結構調整、保障電網安全經濟運行、促進清潔發展的重要手段，可進一步優化電源結構，大大增強送端電網靈活調節和抵御事故風險能力。在實際運行中取得了較為理想的調頻調峰效果[1]，顯著提高了電力系統的安全穩定和經濟運行水平；有效緩解風力發電棄風、光伏發電棄光問題，同時明顯降低電力系統單位能耗水平。抽水蓄能電站向電力系統提供調頻調峰服務，具有運行可靠、反應靈活特點，在保障電力系統及整個電網安全穩定運行中發揮著巨大的作用，對提高電網運行經濟性，節約能源資源，促進電力產業可持續發展中具有十分重要的現實意義。

具體而言，調頻調峰在電力系統中的重要作用主要體現在以下幾方面：第一，提高電力系統運行經濟性。以抽水蓄能機組為代表的調頻調峰機組可以代替其他機組調峰任務，這就在一定程度上減少了電力系統調頻調峰機組數量，減少了成本投入與維修費用，降低了機組低谷時段的負荷和由負荷頻繁調整給系統所帶來的負面影響，提高電力系統運行經濟性。第二，保障電網運行安全。抽水蓄能調頻調峰機組易于控制，結構簡單，啟停迅速，是一種特殊的電源，可以根據實際需要靈活的增減功率，可以為電力系統運行提供調頻調相、事故備用等多種服務。減少無功補償設備，調節電力系統供電頻率，為緊急事故的發生提供備用電源，從而保障電力系統安全持續運行。

1.2 調頻調峰在電力系統中的功能定位

了解了調頻調峰在電力系統中的重要作用后，對其在電力系統中的功能定位就變得相對容易得多。調頻調峰電廠是電力企業電網調控的必要條件，承擔著保障電網安全穩定、經濟可靠運行的重要使命，其在整個電力系統中的功能定位突出體現在四方面：基本業務地位、專業地位、價值和業務結構[2]。調頻調峰電廠的重要作用使得其不應作為簡單的輔助服務對象，而應作為與電力企業售電、購電、輸配電等同等重要的基本業務。調頻調峰電廠不同于常規電廠，其業務范圍更廣，服務功能更強，應作為一個專門的電廠實行專業化的管理。

2 新形勢下水電廠在電力系統調頻調峰中的功能定位

2.1 調頻調峰電廠的特點

現階段，在電力系統中可參與調頻調峰的機組類型主要有普通水電機組、抽水蓄能機組、常規燃煤火電機組、燃氣機組等。常規燃煤火電機組由于以煤炭作為燃料，煤炭燃燒對空氣環境污染較大，加之煤炭資源有限，在我國大力倡導節能低碳的新形勢下，常規燃煤火電機組不是電力系統調頻調峰的首選對象。縱觀國外電力系統當前調頻調峰使用較為廣泛的機組類型可以發現，核電在其中占據較大一部分比重，但由于我國核電起步晚，從技術成熟度和安全兩方面考慮，核電不適合我國電力系統調頻調峰用機組。燃氣機組調峰能力較好，啟動快、效率高，但負荷跟蹤等其他方面較差。抽水蓄能機組以水作為發電能源，通過吸收低谷電，發出高峰電，可以實現電力電量的有效轉換，具有轉換工況迅速、反應敏捷、負荷增減靈活、保證供電質量與電網運行可靠性等諸多優點，且符合風力發電、光伏發電等清潔能源電站建設的節能環保要求，適合應用在清潔能源電站電力系統的調峰調頻中。

有關調查顯示，抽水蓄能電廠的最大調峰能力可達200%，可以快速增荷，快速啟動，可以調頻調相，靜止滿載僅需95s，比單循環燃氣機組要快得多。單循環燃氣機組最大調峰能力可達100%，可以調頻；常規水電機組最大調峰能力可達100%；燃煤火電機組最大調峰能力在啟停狀態下可達100%。通過對比可以發現抽水蓄能電廠在電力系統調頻調峰中具有明顯的優越性，尤其是在以節能環保理念為主的新形勢下。從上面表述中得知，調頻調峰在電力系統中起著極其重要的作用，但隨著電力產業結構調整的不斷深入，原有調頻調峰電廠以難以滿足新形勢下電力用戶需求和電力產業發展需求。而抽水蓄能電廠的建設則給當前電力系統調頻調峰方式的改革帶來了新的發展契機。

2.2 水電廠在電力系統調頻調峰中的功能定位

根據上面對幾種不同類型機組在電力系統調頻調峰中的應用效果對比，我們對以抽水蓄能電廠為代表的水電廠在電力系統調頻調峰中所具有的巨大作用和良好的發展前景已經非常明確。但為了實現水電廠在電力系統調頻調峰中功能作用的最大限度發揮，實現調頻調峰作用的進一步強化，在明確的基礎上還需要對水電廠在電力系統調頻調峰中的功能進行準確的定位。

新形勢下，我國越來越多地區建設起了風力發電站、光伏發電站，水電調頻調峰電廠、抽水蓄能調頻調峰電站，這些調頻調峰電廠逐漸在整個電力市場占據主導地位，在電力系統調頻調峰中的功能定位集中表現在業務功能和市場導向之上。在業務功能上，水電調頻調峰電站為電力系統運行提供良好的調頻調峰服務、緊急事故備用服務等多種服務；在業務結構上，其通過調整和改變電力系統能源結構，優化資源配置，在提高業務辦理效率的同時，提高電力系統業務整體服務水平，提高市場競爭力。在市場導向方面，水電調頻調峰電站在當前的電力市場中占據主導地位，并隨著越來越多這樣調頻調峰電廠的建設而使越來越多的人們、越來越多的電力企業認識到水電調頻調峰的優勢與重要作用，從而發揮市場導向作用引導其他電力企業、其他地區電力企業積極建設以水電廠為主的調頻調峰電廠。

3 結束語

綜上，調頻調峰電廠是電力系統安全可靠運行不可缺少的重要角色，而新形勢下水電廠在電力系統調頻調峰中扮演著重要的角色。隨著電力體制改革的持續推進，電力基礎設施建設的日臻完善，調頻調峰電廠必須要跟上時代發展步伐，大力推廣以水電廠為主的調頻調峰手段，加強水電調頻調峰電站建設，讓水電廠在電力系統調頻調峰中的功能作用得到最大限度發揮。

參考文獻

[2]楊根.水電廠發電報價策略及其輔助決策系統研究[D].貴州大學，2011.

[3]劉建良.水電廠報價決策支持系統研究[D].貴州大學，2007.