含抽水儲能的電網自動發電控制
——評《抽水蓄能電站TBM 施工技術》

牛 瑞，楊 波

李富春，吳朝月 主編中國電力出版社出版

隨著經濟社會的進一步發展，我國用電壓力逐漸增大，利用抽水蓄能電站對電網進行調峰調頻來保障國民用電安全，成為電力行業關注的焦點，我國對于抽水蓄能電站的建設力度也在逐漸加大。中國電力出版社出版的《抽水蓄能電站TBM 施工技術》一書針對抽水蓄能電站的自動發電控制功能進行探討，可為電網系統安全運行提供參考。

《抽水蓄能電站TBM 施工技術》共分為七章：第一章介紹抽水蓄能電站的基本情況與發展現狀；第二章對抽水蓄能電站建設中應用先進施工技術的必要性進行探討，并從社會變化與工程建設兩個層面進行說明；第三章介紹抽水蓄能電站的洞挖設備，對TBM、盾構機進行詳細闡述；第四章為TBM 應用實例，以斜井、平洞為例，詳細介紹TBM 技術在抽水蓄能電站中的具體應用；第五章分析TBM 施工的關鍵技術問題，對斜井與平洞的TBM 掘進方法予以說明；第六章以文登抽水蓄能電站為例，對TBM 施工技術在其中的應用進行探討；第七章為研究成果與應用建議。

抽水蓄能電站是利用電力負荷低谷時的電能進行抽水、電力負荷高峰時放水進行發電的水電站，在電網負荷不同時，電能與水能相互轉化并儲存，如此既能保證電力系統的穩定，也能實現儲能。此外，抽水蓄能電站還可幫助電網系統進行調頻、調相。隨著我國電網規模的不斷擴大，利用抽水蓄能電站對電網進行調峰調頻成為主要手段。當前水電站主要采取自動發電控制技術來實現調峰、調頻功能，該技術是電力系統調度自動化的主要內容，將信息智能技術引入水電站，利用計算機系統對發電用電裝置進行監測、調整，控制其發電效率。在該技術的支持下，抽水蓄能電站的儲能系統運行更加完善，儲能資源參與調峰調頻的能力更強、效率更高。

含抽水儲能的自動發電控制系統是現今很多水電站的常規發電方式，其主要利用水的流動來驅動發電機而實現發電，但水的流動屬于自然現象，很難控制所發電能的穩定性，因此很多水電站利用發電裝置對其所發的電進行調節、控制。抽水蓄能電站的自動發電控制系統包括控制器、發電機、風機以及水泵與蓄水池等設施，工作人員需利用計算機程序模塊幫助水電站實現發電機組預設值處理、成組發電控制以及成組抽水控制、自動調頻與輔助控制等功能，具體表現為幫助水電站計算并設定每日發電容量、負荷，確定每日機組啟停臺數，控制、調節每臺機組的容量與負荷，并利用水電站監控系統對電網頻率進行監測，輔助電網進行調頻、調峰，使得電網系統運行更加安全、穩定。

抽水蓄能電站中既包括儲能系統，也包括自動發電控制系統，前者幫助電能相互轉化并儲存，后者則用于穩定輸送電力。為更好地幫助抽水蓄能電站實現電網系統的調頻、調峰，水電站應采用以下含抽水儲能的自動發電控制策略。第一，自動發電控制系統的運行功率應與儲能系統的功率相一致，使得抽水儲能效率更高。當儲能系統運行時，為使儲能資源迅速發揮作用，并充分參與自動發電控制，蓄電站的自動發電控制系統運行功率也應與其一致，減少二者因功率不匹配而造成的能量損耗。但很多蓄水電站的儲能資源參與程度不高，因此我國應制定自動發電控制方案，強化儲能資源參與自動發電控制的能力。第二，自動發電控制系統應利用水能實現高效調頻。為提高電網調頻效率，自動發電控制系統應根據高低頻的不同對調頻需求進行區分，并將抽水儲能資源按照不同區間分配，使其能夠滿足高低頻不同調節需求，這也是含抽水儲能的自動發電控制系統更好地發揮調峰調頻作用的主要措施，我國水電站也應積極采用此方法來提高控制效果。

現今我國很多抽水蓄能電站采用含抽水儲能的自動發電控制系統進行調峰調頻，如宜興水電站、廣州抽水蓄能電站都是典型的蓄能電站。這些電站在運行自動發電控制系統時，出現了機組負荷控制不穩定、機組啟停與工況邏輯紊亂以及調峰調頻效率較低等問題，利用信息技術對抽水蓄能電站不斷進行優化、創新，自動發電控制系統的運行效率能夠得到大幅提升。如今，智能抽水蓄能電站成為水電行業發展的主流趨勢，人們將測控技術、大數據技術以及通信技術等應用其中，推動蓄能電站的運行與控制實現智能化、自動化，這不僅使自動發電控制系統的邏輯設置更加科學合理，也優化了蓄電站的調峰調頻功能，為我國電網系統的安全運行提供支持。

在新能源技術不斷發展的背景下，發電技術、發電模式更加多元化，除含抽水儲能的蓄電站外，利用風能、太陽能以及核能等進行儲能，并參與自動發電控制系統的運行已成為常態。在新能源技術的支持下，現代蓄能電站獲得更加良好的發展，使得我國電網系統的運行更加安全、經濟。