高蘇杰，欒鳳奎，董 闖，張 娉

（1.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京市 100761；2.國家電網(wǎng)公司，北京市 100031；3.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西省西安市 710065）

陜甘青寧電網(wǎng)混合式抽水蓄能電站建設(shè)必要性

高蘇杰1，欒鳳奎2，董 闖3，張 娉3

（1.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京市 100761；2.國家電網(wǎng)公司，北京市 100031；3.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西省西安市 710065）

根據(jù)陜甘青寧電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)、風(fēng)光電出力特點(diǎn)，對(duì)陜甘青寧電網(wǎng)新能源大規(guī)模開發(fā)下面臨的調(diào)峰容量不足問題進(jìn)行了分析，并結(jié)合陜甘青寧電網(wǎng)特點(diǎn)，闡述結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站的必要性及優(yōu)點(diǎn)。

電網(wǎng)；風(fēng)光電；調(diào)峰；混合式抽水蓄能

0 引言

陜甘青寧四省（區(qū)）風(fēng)電、光伏等新能源資源豐富，具有我國規(guī)劃的千萬千瓦級(jí)新能源基地。但由于風(fēng)電、光伏出力具有很強(qiáng)的隨機(jī)性、間歇性和不可控性，無論是本區(qū)消納還是遠(yuǎn)距離外送，均對(duì)調(diào)峰有較大的需求。而陜甘青寧待開發(fā)的常規(guī)水電資源主要集中于黃河干流，目前開發(fā)利用程度已較高，后續(xù)開發(fā)潛力有限；同時(shí)根據(jù)環(huán)保要求泄放發(fā)電，在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰能力受到限制。近年來隨著新能源發(fā)電快速發(fā)展，調(diào)峰需求不斷增加，個(gè)別省份出現(xiàn)新能源棄電現(xiàn)象，常規(guī)水電已不能滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求。

基于這一背景，本文論述陜甘青寧電網(wǎng)混合式抽水蓄能電站建設(shè)的必要性。

1 電源結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

1.1 電源結(jié)構(gòu)

陜甘青寧電網(wǎng)為全國六大跨省電網(wǎng)之一，現(xiàn)已覆蓋了陜甘青寧四?。▍^(qū)）的經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，電網(wǎng)東起晉陜邊界，西至青海的格爾木，西北到甘肅的敦煌，東北達(dá)寧夏全境，南部延伸到了川陜和川甘邊界，東西直線長約1400km，南北寬度約900km。西安、蘭州、西寧、銀川等地區(qū)是電網(wǎng)的負(fù)荷中心和電網(wǎng)核心。

陜甘青寧電網(wǎng)的電源布局現(xiàn)狀是：東部陜西、寧夏以火電為主，西部青海以水電和太陽能發(fā)電為主，甘肅以水電和風(fēng)電為主，寧夏擁有一定比例的風(fēng)電。這種布局與陜甘青寧四?。▍^(qū)）的能源資源分布是密切相關(guān)的，是在四?。▍^(qū)）范圍內(nèi)進(jìn)行資源優(yōu)化配置的體現(xiàn)。

陜甘青寧電網(wǎng)作為一個(gè)整體（見圖1），多年來一直維持水火互補(bǔ)運(yùn)行的局面，但近年來隨著風(fēng)電、光電等新能源的快速發(fā)展，水火電比重明顯降低。2015年陜甘青寧電網(wǎng)電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量13493萬kW，其中火電7265萬kW，占53.8%，水電2337萬kW，占17.3%，風(fēng)電2290萬kW，占17.0%，太陽能發(fā)電1601萬kW，占11.9%，且出現(xiàn)個(gè)別省份因調(diào)峰容量不足，導(dǎo)致新能源棄電量較高。

圖1 陜甘青寧電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀示意圖Fig.1 Present Power Supply Structure of Shaan-gan-qingning Power Grid

圖2 2025年陜甘青寧電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Power Supply Structure of Shaan-gan-qing-ning Power Grid in 2025

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，2025年陜甘青寧電網(wǎng)電力系統(tǒng)（見圖2）總裝機(jī)容量27803萬kW，其中火電11023萬kW，占40%，水電3292萬kW，占12%，風(fēng)電5816萬kW，占21%，太陽能發(fā)電7672萬kW，占27%。四?。▍^(qū)）新能源比重進(jìn)一步增加，且太陽能發(fā)電裝機(jī)容量已略大于風(fēng)電。

陜甘青寧電網(wǎng)作為一個(gè)整體，多年來形成了多種能源互補(bǔ)運(yùn)行、省際電力電量互相備用、相互調(diào)劑的優(yōu)勢。隨著陜甘青寧電網(wǎng)新能源比重的逐步增加，水火電比重逐步減小，傳統(tǒng)水火互補(bǔ)的局面已被打破，局部地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰存在困難。為分析陜甘青寧調(diào)峰問題，有必要分析陜甘青寧電網(wǎng)風(fēng)、光電發(fā)電出力特性。

1.2 風(fēng)、光電發(fā)電出力特性

1.2.1 出力-保證率-電量累積曲線

分析不同出力對(duì)應(yīng)的保證率及發(fā)電量，分析不同出力段相應(yīng)電量及占設(shè)計(jì)年發(fā)電量比例，為合理確定上網(wǎng)容量提供依據(jù)。

根據(jù)陜甘青寧各省區(qū)同時(shí)刻同類型電源的發(fā)電代表出力過程疊加后的出力過程統(tǒng)計(jì)分析得到陜甘青寧風(fēng)電出力電量累積特性，各省區(qū)及四省區(qū)累積電量95%時(shí)的出力標(biāo)幺值見表1。

表1 陜甘青寧四?。▍^(qū)）風(fēng)電、光電累積電量95%時(shí)出力標(biāo)幺值表Tab.1 Characteristics of wind power and photoelectric output in Shaan-gan-qing-ning Power Grid

從表可見，各省（區(qū)）風(fēng)電、光電95%累積電量的出力標(biāo)幺值均高于四省（區(qū)），說明各?。▍^(qū)）風(fēng)電、光電的出力具有一定的互補(bǔ)性。

考慮各省區(qū)風(fēng)電出力互補(bǔ)必須基于網(wǎng)架送出能力不受限制、調(diào)度不受?。▍^(qū)）間限制、電價(jià)政策配套等要求，故風(fēng)電暫以規(guī)模較大的甘肅省特性為主，光電以規(guī)模較大的青海特性為主，四?。▍^(qū)）風(fēng)電、光電95%累積電量的出力標(biāo)幺值分別為0.5、0.6。風(fēng)電、光電出力-保證率-電量累積曲線見圖3和圖4。

1.2.2 出力變率

由于風(fēng)能、太陽能資源的波動(dòng)性及間歇性，大規(guī)模風(fēng)（光）電接入電網(wǎng)后，需要電力系統(tǒng)有快速反應(yīng)容量，滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定要求，因此需要分析風(fēng)（光）電場的出力變率。

風(fēng)（光）電場出力變率指風(fēng)（光）電場當(dāng)前出力與前一時(shí)刻出力的差值占風(fēng)（光）電站裝機(jī)容量的比例，它反映了風(fēng)（光）電場出力的波動(dòng)性大小和出現(xiàn)的頻率。

圖3 甘肅電網(wǎng)風(fēng)電規(guī)劃規(guī)模出力-保證率-電量累積曲線Fig.3 Output - Guaranteed Rate - Electricity Accumulation Curve of wind power in Gansu Power Grid

圖4 青海電網(wǎng)光電規(guī)劃規(guī)模出力-保證率-電量累積曲線Fig.4 Output - Guaranteed Rate - Electricity Accumulation Curve of photoelectric in Gansu Power Grid

本次收集到風(fēng)、光電場1min運(yùn)行資料，出力變化統(tǒng)計(jì)成果見表2和表3。

表2 標(biāo)桿風(fēng)機(jī)等效201MW容量1min瞬時(shí)出力變化統(tǒng)計(jì)表Tab.2 1min instantaneous output change statistics of wind power

可以看出，風(fēng)電場分鐘級(jí)出力變化強(qiáng)烈，變幅在10%以內(nèi)（±20MW）的概率和為99.93%。光電場分鐘級(jí)出力變化強(qiáng)烈且變幅在10%以內(nèi)（±10MW）的概率和為99.07%。當(dāng)大規(guī)模風(fēng)光電并網(wǎng)時(shí)，為保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，需要系統(tǒng)具有較強(qiáng)的負(fù)荷跟蹤能力。

表3 光電場100MW容量1min瞬時(shí)出力變化統(tǒng)計(jì)表Tab.3 1min instantaneous output change statistics of photoelectric

2 調(diào)峰容量平衡分析

2.1 負(fù)荷預(yù)測及特性

目前，各省區(qū)基本完成電力“十三五”規(guī)劃，考慮經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下各省區(qū)對(duì)電力的需求，結(jié)合各省區(qū)相關(guān)規(guī)劃成果，及陜甘青寧各省區(qū)負(fù)荷情況，預(yù)測陜甘青寧電網(wǎng)2025年全社會(huì)用電量為7345億kWh，增長率為5.10%；全社會(huì)最大負(fù)荷為11573萬kW，增長率5.68%。

根據(jù)陜甘青寧各?。▍^(qū)）近年電網(wǎng)歷史負(fù)荷特性，并考慮了規(guī)劃水平年負(fù)荷結(jié)構(gòu)調(diào)整、負(fù)荷發(fā)展速度等因素，綜合各省區(qū)負(fù)荷特性曲線，得到陜甘青寧電網(wǎng)年負(fù)荷曲線、典型日負(fù)荷特性曲線。陜甘青寧電網(wǎng)設(shè)計(jì)水平年年負(fù)荷曲線見圖5，設(shè)計(jì)水平年冬季、夏季典型日負(fù)荷曲線見圖6。

陜甘青寧電網(wǎng)最大負(fù)荷發(fā)生在12月份，夏季典型日最大負(fù)荷發(fā)生在21點(diǎn)，冬季典型日最大負(fù)荷發(fā)生在19點(diǎn)，夏季最小負(fù)荷發(fā)生在凌晨5點(diǎn)，冬季最小負(fù)荷發(fā)生在凌晨4點(diǎn)。陜甘青寧電網(wǎng)2025年夏季典型日最小負(fù)荷率為0.772，冬季典型日最小負(fù)荷率為0.784。

圖5 陜甘青寧電網(wǎng)年負(fù)荷曲線圖Fig.5 Annual Load Curve of Shaan-gan-qing-ning Power Grid

圖6 陜甘青寧電網(wǎng)夏季、冬季典型日負(fù)荷曲線圖Fig.6 Typical daily load curve of summer and winter in Shaan-gan-qing-ning Power Grid

2.2 調(diào)峰容量平衡原則

（1）計(jì)算水平年選2025年，選擇冬季（12月）和夏季（7月）分別進(jìn)行調(diào)峰計(jì)算。

（2）調(diào)峰平衡分析主要針對(duì)平水年進(jìn)行。

（3）調(diào)峰控制時(shí)段：陜甘青寧電網(wǎng)考慮夏季13點(diǎn)風(fēng)電、光伏發(fā)電較大時(shí)調(diào)峰最嚴(yán)峻，光伏發(fā)電出力按裝機(jī)容量的60%，風(fēng)電按裝機(jī)容量的50%；冬季為16點(diǎn)。

（4）系統(tǒng)負(fù)荷備用容量按系統(tǒng)最大負(fù)荷的3%計(jì)；系統(tǒng)事故備用容量按系統(tǒng)最大負(fù)荷的10%計(jì)；熱備用按事故備用的一半考慮，熱備用容量一般不小于系統(tǒng)中最大一臺(tái)機(jī)組的容量；旋轉(zhuǎn)備用容量取最高負(fù)荷的8%。

（5）常規(guī)水電的調(diào)峰能力：由預(yù)想出力、平均發(fā)電出力扣除基荷出力決定。

（6）火電調(diào)峰能力：夏季35%，冬季30%。光熱電站調(diào)峰率暫考慮與火電一致。

（7）系統(tǒng)最大開機(jī)容量應(yīng)大于或等于日最大發(fā)電負(fù)荷與旋轉(zhuǎn)備用容量之和，日最大開機(jī)容量所能達(dá)到的最小技術(shù)出力必須小于或等于當(dāng)日最低負(fù)荷。

（8）龍羊峽以上河段的瑪爾擋、爾多、班多、羊曲電站4～6月有生態(tài)調(diào)度要求，其他時(shí)間調(diào)峰需要下泄基荷流量。

2.3 調(diào)峰平衡計(jì)算結(jié)果

根據(jù)以上原則與方法，陜甘青寧電網(wǎng)調(diào)峰平衡結(jié)果見表4。2025年7月及12月典型日運(yùn)行方式見圖7。

表4 陜甘青寧電網(wǎng)調(diào)峰平衡結(jié)果Tab.4 Peak Load Balancing Results of Shaan-gan-qing-ning Power Grid

續(xù)表

3 結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站的必要性

3.1 滿足新能源大規(guī)模開發(fā)對(duì)調(diào)蓄容量的需要

由于風(fēng)光電出力不穩(wěn)定、間歇性等特點(diǎn)，大規(guī)模的風(fēng)光電并網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面提出了新要求。為保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，需要系統(tǒng)具有較強(qiáng)的負(fù)荷跟蹤能力，響應(yīng)分鐘級(jí)或小時(shí)級(jí)的負(fù)荷波動(dòng)，這就要求擁有一定比例的啟停迅速、跟蹤負(fù)荷速度快的機(jī)組容量。

近年來陜甘青寧電網(wǎng)隨著風(fēng)電、光電等新能源的快速發(fā)展，水火電比重明顯降低，如2015年水電占比為17.3%、2025年僅占12%，傳統(tǒng)水火互補(bǔ)的局面已被打破，局部地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰存在困難。從調(diào)峰容量平衡成果可以看出，2025年陜甘青寧電網(wǎng)調(diào)峰容量缺額為605萬～786萬kW，需新建設(shè)一批調(diào)峰電源。

鑒于目前陜甘青寧常規(guī)水電開發(fā)后勁不足及火電受到的環(huán)保壓力，陜甘青寧電網(wǎng)可能增加調(diào)峰電源選擇主要有抽水蓄能電站及其他儲(chǔ)能形式。其他儲(chǔ)能形勢主要有壓縮空氣儲(chǔ)能、鈉硫電池儲(chǔ)能、流體電池儲(chǔ)能、鋰離子電池儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等，但目前尚不具備大規(guī)模儲(chǔ)能的技術(shù)條件。因此，建設(shè)抽水蓄能電站將是必然的選擇。

新建獨(dú)立的純抽水蓄能電站，往往由于站點(diǎn)資源條件、項(xiàng)目前期進(jìn)展等因素影響，建設(shè)周期較長。目前陜甘青寧電網(wǎng)規(guī)劃的幾個(gè)抽水蓄能電站，除陜西鎮(zhèn)安于2016年8月5日開工建設(shè)，玉門、肅南、牛首山進(jìn)展緩慢。

在陜甘青寧地區(qū)，特別是黃河上游，結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站，可以充分發(fā)揮已有水電站的水庫和抽水蓄能的運(yùn)行特點(diǎn)，充分實(shí)現(xiàn)抽水蓄能與風(fēng)電、太陽能等新能源運(yùn)行的互補(bǔ)性，利用抽水蓄能電站的儲(chǔ)能特性，平滑風(fēng)電、太陽能發(fā)電出力，減小其隨機(jī)性、波動(dòng)性，平衡風(fēng)電發(fā)電量的不均衡性、參加電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)頻，減少風(fēng)電等新能源對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少煤電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用容量，降低系統(tǒng)煤耗。還可作為交直流混合電網(wǎng)的電源支撐，保證特高壓輸送電力的穩(wěn)定性，減少線路功率大幅波動(dòng)，提高特高壓輸送線路的經(jīng)濟(jì)性。

圖7 2025年7、12月典型日運(yùn)行方式圖Fig.7 Operation mode of Typical day in July and December 2025

綜上，隨著陜甘青寧電網(wǎng)風(fēng)電、光電并網(wǎng)規(guī)模不斷加大，加之常規(guī)水電資源大部分已得到開發(fā)，后勁不足，僅靠常規(guī)水電和火電調(diào)峰已難以滿足風(fēng)電、光電快速發(fā)展對(duì)調(diào)峰的要求。目前，甘肅、等地已經(jīng)出現(xiàn)因?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)峰能力不足而制約風(fēng)電消納的情況，今后更大規(guī)模的風(fēng)電、光電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰能力的要求將更高。因此，在這些地區(qū)結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站對(duì)于網(wǎng)內(nèi)消納或打捆外送新能源都變得十分必要。

3.2 充分利用現(xiàn)有水電站站址資源

陜甘青寧地區(qū)黃河干流段茨哈峽以下已建、在建、規(guī)劃有茨哈峽、班多、羊曲、龍羊峽、拉西瓦、尼那、山坪、李家峽、直崗拉卡、康揚(yáng)、公伯峽、蘇只、黃豐、積石峽、大河家、中川、劉家峽、鹽鍋峽、八盤峽、大峽、小峽、烏金峽等多個(gè)梯級(jí)水電站。

而陜甘青寧地區(qū)抽水蓄能的站址資源較缺，一方面，有山有水的地方大部分被劃為自然保護(hù)區(qū)或生態(tài)保護(hù)區(qū)；另一方面，很多站址資源遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，交通不便、海拔較高；另外，地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，也增加了抽水蓄能選點(diǎn)的難度。

在陜甘青寧地區(qū)已建及規(guī)劃水電站中，部分水電站可以通過改建或擴(kuò)建，加裝抽水蓄能機(jī)組，形成混合式抽水蓄能電站。將這些具備條件的水電站與抽水蓄能結(jié)合開發(fā)，可以充分利用水電站的站點(diǎn)資源，解決部分區(qū)域抽水蓄能電站站點(diǎn)資源少、站點(diǎn)條件差的問題，減輕土地、水庫淹沒、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等一系列問題對(duì)新開發(fā)抽水蓄能的影響。

3.3 水庫淹沒生態(tài)環(huán)境影響小

新建抽水蓄能電站，上、下水庫及樞紐工程等需要占用大量的土地資源，導(dǎo)致征地及水庫移民安置的困難；特別是西北地區(qū)自然條件差，耕地匱乏，生態(tài)脆弱，安置容量有限，少數(shù)民族移民比重大，移民安置難度更大。

而結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站，由于共用水庫，可以減少水庫淹沒，減輕移民安置難度；如果結(jié)合已建常規(guī)水電，只需增建進(jìn)/出水口、輸水系統(tǒng)等，減少施工影響，不新增淹沒移民，大大降低對(duì)生態(tài)及社會(huì)環(huán)境的改變，社會(huì)壓力較小。

常規(guī)水電站只有發(fā)電功能，水流是單向性的，只能從上游流向下游，限制了河流水生動(dòng)物在原有天然狀態(tài)下的上下流動(dòng)習(xí)性。常規(guī)水電站組建可逆機(jī)組或抽水泵后，使得水生動(dòng)物上下迴游成了可能。

總之，結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，在目前環(huán)保要求越來越高的現(xiàn)狀下，將是較好的選擇。

3.4 減少工程投資及運(yùn)維費(fèi)用

結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站，主要通過常規(guī)水電站加裝可逆機(jī)組或加裝水泵代替可逆機(jī)組實(shí)現(xiàn)，只需增建進(jìn)/出水口、輸水系統(tǒng)和電站廠房等，節(jié)省了壩體、水庫及淹沒賠償?shù)韧顿Y。

另外，還可以利用常規(guī)水電站現(xiàn)有地質(zhì)資料和施工記錄，縮短勘測、設(shè)計(jì)、審批周期，建設(shè)工期的縮短可減少融資成本。

抽蓄電站完工后，還可以利用常規(guī)水電站的輸變電系統(tǒng)，減小送出工程投資；抽水蓄能電站還可以吸收部分已建常規(guī)電站的運(yùn)行、維護(hù)和管理人才，從而大大降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

綜上，結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站，可以縮短建設(shè)工期，減小工程投資，降低運(yùn)維費(fèi)用。

3.5 增發(fā)電量、提高輸電質(zhì)量

混合式抽水蓄能電站既安裝了常規(guī)水電機(jī)組，又按照了抽水蓄能機(jī)組或蓄能泵，既可以利用自然徑流發(fā)電，又可在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期抽水蓄能[1]。考慮到常規(guī)水電機(jī)組發(fā)電效率要優(yōu)于抽水蓄能機(jī)組發(fā)電工況的效率，發(fā)電工況主要由常規(guī)水電機(jī)組承擔(dān)，抽水蓄能機(jī)組可以作為電網(wǎng)事故備用容量；汛期水量大當(dāng)常規(guī)機(jī)組棄水時(shí)，抽水蓄能機(jī)組開始發(fā)電增加季節(jié)性電量。

混合式抽水蓄能電站發(fā)電量效益主要體現(xiàn)在增加水量、增加水頭、增加季節(jié)性電量和減少棄水，即“三增一減”四項(xiàng)增加發(fā)電量效益。

（1）來水量增加帶來的直接增發(fā)電量效益；

（2）增加的來水量抬高了發(fā)電水頭，降低常規(guī)機(jī)組的發(fā)電耗水率帶來的增發(fā)電量效益；

（3）汛期水量大時(shí)，抽水蓄能機(jī)組參與發(fā)電運(yùn)行，增發(fā)季節(jié)性電量帶來的增發(fā)電量效益；

（4）汛期水量大時(shí)，抽水蓄能機(jī)組參與發(fā)電運(yùn)行，減少棄水損失帶來的增發(fā)電量效益。

結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站，還可利用現(xiàn)有水庫的調(diào)節(jié)性能，實(shí)現(xiàn)更長周期的調(diào)節(jié)，進(jìn)行周、旬、甚至是月、年調(diào)節(jié)，更充分地發(fā)揮抽水蓄能電站的作用[3]。這樣對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，更有利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行和保證電網(wǎng)的輸電質(zhì)量。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

由于風(fēng)光電出力不穩(wěn)定、間歇性等特點(diǎn)，隨著陜甘青寧電網(wǎng)風(fēng)、光電規(guī)模不斷加大，為保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，需要系統(tǒng)擁有一定比例的啟停迅速、跟蹤負(fù)荷速度快的機(jī)組容量。從調(diào)峰容量平衡成果可以看出，2025年陜甘青寧電網(wǎng)調(diào)峰容量有一定缺額，需新建設(shè)一批調(diào)峰電源。

鑒于目前陜甘青寧常規(guī)水電資源大部分已得到開發(fā)，后勁不足，僅靠常規(guī)水電和火電調(diào)峰已難以滿足風(fēng)電、光電快速發(fā)展對(duì)調(diào)峰的要求?？赡茉黾拥恼{(diào)峰電源主要為抽水蓄能電站。新建獨(dú)立的純抽水蓄能電站，往往由于站點(diǎn)資源條件、項(xiàng)目前期進(jìn)展等因素影響，建設(shè)周期較長。而結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站，可以縮短建設(shè)工期，減小工程投資，降低運(yùn)維費(fèi)用，減輕土地、水庫淹沒、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等一系列問題，優(yōu)勢明顯。

從陜甘青寧電網(wǎng)的發(fā)展和調(diào)峰需求等方面分析，結(jié)合常規(guī)水電建設(shè)混合式抽水蓄能電站是十分必要的。

4.2 建議

在已經(jīng)完成的全國各區(qū)域抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃成果中，雖然有少量與水電結(jié)合開發(fā)的混合式抽水蓄能站點(diǎn)，大量站點(diǎn)均沒有考慮與水電結(jié)合開發(fā)，原因是多方面的，主要是與原水電站開發(fā)任務(wù)沖突、關(guān)系協(xié)調(diào)難度大，以及國家相關(guān)政策機(jī)制不健全等因素有關(guān)。因此，建議：

（1）在全國范圍內(nèi)開展混合式抽水蓄能電站的選點(diǎn)規(guī)劃工作，選擇近期工程開展前期勘測設(shè)計(jì)工作；

（2）在選點(diǎn)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，結(jié)合國家能源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃，進(jìn)一步系統(tǒng)論證混合式抽水蓄能電站的開發(fā)時(shí)序和規(guī)模；

（3）開展混合式抽水蓄能電站開發(fā)投資、管理及電價(jià)等相關(guān)政策研究工作；

（4）研究制定混合式抽水蓄能電站與新能源協(xié)調(diào)發(fā)展相關(guān)政策；

（5）鼓勵(lì)有條件的水電站通過與抽蓄開發(fā)相結(jié)合，充分發(fā)揮水電運(yùn)行靈活方面的優(yōu)勢。

[1] 徐珍懋.要重視混合式抽水蓄能電站的開發(fā)和改造[A].中國水力發(fā)電學(xué)會(huì)’98抽水蓄能專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].杭州 ：1998，4～8.XU Zhenmao.It Should pay attention to the development and reconstruction of Hybrid Pump-storage Power Station[C].China Hydro Electric Engneering Committee’98 Academic Symposium，Pump-storage Power Station Professional[C].Hangzhou ：1998，23～31.（in Chinese）

[2] 張正平.建設(shè)混合式抽水蓄能電站合理性論證及效益分析[A].水電2013大會(huì)——中國大壩協(xié)會(huì)2013學(xué)術(shù)年會(huì)暨第三屆堆石壩國際研討會(huì)論文集[C].昆明：2013，150～155.ZHANG Zhengping.Construction of hybrid pumped storage power station rationality demonstration and benefit analysis[A].Hydropower 2013 Conference-China Dams Association 2013 academic annual meeting and the third rockfill dam international symposium [C].Kunming ： 2013，150 ～ 155.

[3] 黃小鋒等.白山混合式抽水蓄能電站水庫調(diào)度效率分析[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2010，29（2）：145～148，162.HUANG Xiaofeng.Analysis on reservoir operation efficiency of Baishan hybrid pumped storage power station[J].Journal of Hydroelectric Engineering，2010，29（2）：145～148，162.

2017-02-15

2017-05-20

高蘇杰（1961—），教授級(jí)高工，國網(wǎng)新源控股有限公司黨委委員、副總經(jīng)理，中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)信息化專委會(huì)副主任委員，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)委員，主要研究方向：抽水蓄能領(lǐng)域前期規(guī)劃、基建施工、運(yùn)維檢修、科技創(chuàng)新、信息化建設(shè)等。

欒鳳奎（1978—），男，山東人，高級(jí)工程師，主要研究方向：水電工程規(guī)劃和建設(shè)管理。E-mail：luanfengkui@126.com

董 闖（1985—），男，安徽人，助理工程師，主要研究方向：水能經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)工作。E-mail：dongchuang507@163.com

張 娉（1974—），女，陜西人，全國注冊(cè)咨詢工程師（投資）、教授級(jí)高級(jí)工程師，主要研究方向：能源規(guī)劃、水利水電工程、風(fēng)電光電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與研究工作。E-mail：367047510@qq.com

On Necessity of Building Mixed Pumped Storage Power Station in Shaan-gan-qing-ning Power Grid Based on Large Scale New Energy Development

GAO Sujie1，LUAN Fengkui2，DONG Chuang3，ZHANG Ping3
（1.State Grid XinYuan Company Ltd.，Beijing 100761，China ；2.State Grid Corporation of China，Beijijng 100031，China；3.Northwest Engineering Corporation Limited，Xian 710065，China）

Significant wind power and photovoltaic power integrated in power system changes the conventional operation patterns due to their variability and uncertainty.The features of power sources structure and the characteristics of wind power and photovoltaic power，and power peak demand in Shaan-gan-qing-ning power grid are analyzed.In view of the characteristics of Shaan-gan-qingning power grid，research results show that mixed pumped storage power stations with hydro power station developed or developing would be necessary，and have several advantages.

power grid;wind and photovoltaic power;mixed pumped storage;peak load regulation

TK71

A學(xué)科代碼：480.6030

10.3969/j.issn.2096-093X.2017.04.003

國網(wǎng)新源控股有限公司科技項(xiàng)目（52570015007J）。