“双碳”目标下抽水蓄能提升系统保供能力的技术经济性研究 被引量：7

1

作者 赵添辰 张弓 +2 位作者 张云飞 侯世豪 王婷婷 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1059-1073,共15页

本工作通过时序仿真模拟,对抽水蓄能在典型省级电网中的保供技术经济性进行量化分析。首先,根据典型省级电网未来电力规划数据,计算得出该省级电网2025年与2030年全年电力系统运行情况,结果表明系统在全年部分时段处于供电紧平衡状态,... 本工作通过时序仿真模拟,对抽水蓄能在典型省级电网中的保供技术经济性进行量化分析。首先,根据典型省级电网未来电力规划数据,计算得出该省级电网2025年与2030年全年电力系统运行情况,结果表明系统在全年部分时段处于供电紧平衡状态,系统备用率不足10%,充裕性和安全性面临巨大挑战。其次,选取抽水蓄能与火电机组两种灵活性调节电源,对比分析新增两种调节电源下系统供电可靠性改善情况和两种方案的量化经济性,结果表明,以2030年该省级电网模拟结果为例,配置1200万千瓦抽水蓄能和火电机组均能够将该省级电网系统全年备用率提升10%以上,解决系统备用率不足问题,提升系统保供能力。考虑系统碳排放变化所产生的环境成本,抽水蓄能改善系统供电水平的年度综合成本低于同等水平下的火电机组,同时能够对新能源消纳水平的促进和碳排放水平的降低起到积极作用。最后,比较分析了抽水蓄能与锂离子电池储能对于提升系统供电可靠性的综合经济性,结果表明抽水蓄能对于改善系统供电可靠性和充裕性等方面的综合经济性优势显著。 展开更多

关键词 “双碳”目标 抽水蓄能 时序仿真模拟 系统备用率 综合经济性 环境成本

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双馈变速抽蓄机组关键技术及展望 被引量：3

2

作者 郭磊 许昌 张飞 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第1期172-183,共12页

双馈变速抽蓄机组不局限于额定转速运行,已成为抽水蓄能领域的新方向和研发热点。介绍了双馈变速抽蓄机组的社会需求和国内外发展现状,概述了双馈变速抽蓄机组的原理并总结了其特点。结合双馈变速抽蓄机组的特点对其典型应用场景进行了... 双馈变速抽蓄机组不局限于额定转速运行,已成为抽水蓄能领域的新方向和研发热点。介绍了双馈变速抽蓄机组的社会需求和国内外发展现状,概述了双馈变速抽蓄机组的原理并总结了其特点。结合双馈变速抽蓄机组的特点对其典型应用场景进行了分类;对变流器技术、控制技术和机组设计及制造技术等双馈变速抽蓄机组关键技术的研究现状和主要问题进行了梳理;并对双馈变速抽蓄机组未来的发展进行了思考与展望。 展开更多

关键词 双馈变速抽蓄机组 变流器 协调控制 交流励磁 电动发电机 水泵水轮机 新能源

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基于时序生产模拟的抽水蓄能促进新能源消纳作用量化研究 被引量：24

3

作者 倪晋兵 张云飞 +3 位作者 施浩波 张弓 秦晓辉 丁保迪 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2799-2809,共11页

构建新型电力系统是推动可持续发展、实现碳达峰碳中和目标的重要举措。抽水蓄能作为新型电力系统的重要组成部分,具有保障大电网安全、服务清洁能源消纳和促进电力系统优化运行三大作用。该文构建了考虑系统整体碳排放的电力电量平衡模... 构建新型电力系统是推动可持续发展、实现碳达峰碳中和目标的重要举措。抽水蓄能作为新型电力系统的重要组成部分,具有保障大电网安全、服务清洁能源消纳和促进电力系统优化运行三大作用。该文构建了考虑系统整体碳排放的电力电量平衡模型,通过8760h时序生产模拟,对抽水蓄能在典型省级电网中促进新能源消纳的作用进行了量化研究。首先,结合某典型省级受端电网现有资源情况,通过有无抽水蓄能场景对比表明,配置抽水蓄能可以使系统风光综合弃电率分别下降6.3%和6.8%,当风光新能源装机比例提高9.74%时,配置相同容量抽水蓄能促进新能源消纳的电量提升约61.05%。其次,当抽水蓄能装机容量不断上升时,从对应曲线变化趋势可以看出,系统中配置抽水蓄能对促进新能源消纳和碳减排存在饱和效应;通过年度效益折算现值发现,抽水蓄能促进新能源消纳和碳减排的等效经济效益现值随容量不断增大逐渐与建设成本持平。最后,比较分析某典型省级受端电网与典型省级送端电网计算结果表明,由于两地负荷特点区别较大,抽水蓄能促进新能源消纳和碳减排取得的效果具有明显差异。 展开更多

关键词 新型电力系统 抽水蓄能 促进新能源消纳 碳减排 等效经济效益

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飞轮储能辅助抽水蓄能机组一次调频仿真研究 被引量：5

4

作者 乔天舒 梁双印 +2 位作者 郭鹏 梁静宇 柳亦兵 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期619-626,共8页

该文给出发电机组的简化频率计算模型、飞轮储能系统、抽水蓄能机组模型,通过数学推导给出飞轮储能系统的容量。对由上述模型组成的区域电网频率特性进行仿真实验。结果表明,飞轮储能系统的加入提高了抽水蓄能机组的调频性能,同时减少... 该文给出发电机组的简化频率计算模型、飞轮储能系统、抽水蓄能机组模型,通过数学推导给出飞轮储能系统的容量。对由上述模型组成的区域电网频率特性进行仿真实验。结果表明,飞轮储能系统的加入提高了抽水蓄能机组的调频性能,同时减少了抽水蓄能机组机械部件及结构的频繁动作,提高其可靠性及使用寿命。 展开更多

关键词 飞轮储能 抽水蓄能机组 频率调整 仿真建模

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初始转速与导叶控制策略对变速抽水蓄能机组泵断电过程影响规律研究 被引量：2

5

作者 陈永焱 陈帝伊 +4 位作者 邓宇闻 马程 周叶 孙慧芳 周大庆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期102-110,共9页

在可变速抽水蓄能机组泵断电暂态过程中,因导叶关闭引起的压力波动、回流、转速双峰等不利现象,极大影响了机组及压力管道系统的安全运行;初始转速作为影响机组动态特性的重要参数,其对泵断电过程中转速、流量的影响规律尚不明晰。针对... 在可变速抽水蓄能机组泵断电暂态过程中,因导叶关闭引起的压力波动、回流、转速双峰等不利现象,极大影响了机组及压力管道系统的安全运行;初始转速作为影响机组动态特性的重要参数,其对泵断电过程中转速、流量的影响规律尚不明晰。针对以上问题,基于一维瞬变流理论特征线法和改进Suter变换法,构建可变速抽水蓄能机组调节系统模型。通过对可变速抽水蓄能机组泵断电过程进行模拟,分析了导叶关闭时间对特征参数的影响规律,阐明了初始运行转速与倒流流量、反转转速极值之间的内在联系。结果表明,正转正流阶段和正转逆流阶段的初期各特征参数时域响应趋势极为相近;与此同时,对比不同导叶关闭时间的结果,得出由反转逆流阶段进入停机能够增强机组及压力管道系统安全性的结论;此外,在同一扬程和入力条件下,采用不同初始运行转速对泵断电过程进行模拟,得出流量、转速极值特性与初始运行转速呈负相关的结论。 展开更多

关键词 可变速抽水蓄能机组 泵断电 初始运行转速 倒流流量 反转转速

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基于储能型柔性直流励磁系统的抽水蓄能机组调频控制策略

6

作者 赵博 成昕雨 +3 位作者 李佳瑶 王丹 贾思思 毛承雄 《高电压技术》 北大核心 2025年第6期2976-2988,I0024-I0027,共17页

抽水蓄能机组参与调频是提升新型电力系统频率安全的重要手段,但常规定速抽蓄机组在发电工况下的调频效果易受水锤效应影响,在抽水工况下则无法调整输入功率参与调频。为此,开展基于储能型柔性直流励磁系统的定速抽蓄机组调频控制策略... 抽水蓄能机组参与调频是提升新型电力系统频率安全的重要手段,但常规定速抽蓄机组在发电工况下的调频效果易受水锤效应影响,在抽水工况下则无法调整输入功率参与调频。为此,开展基于储能型柔性直流励磁系统的定速抽蓄机组调频控制策略研究。首先,分析储能型柔性直流励磁系统的控制原理与定速抽蓄机组的调频机理。然后,设计调频策略,在发电工况下,机组利用储能型柔性励磁系统的主动惯量支撑来补偿并减小水泵水轮机的调频出力反调,以削弱水锤效应的作用;在抽水工况下,机组通过柔性励磁系统的储能装置参与电力系统惯量响应和一次调频。进一步,从理论层面分析所提策略对机组自身以及系统频率的影响。仿真结果表明,所提控制策略可以有效发挥储能型柔性直流励磁系统的优势,提升定速抽蓄机组的调频性能,维护电网频率稳定。 展开更多

关键词 抽水蓄能 柔性直流励磁 储能型励磁系统 惯量支撑 一次调频 水锤效应

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大型双馈式可变速抽水蓄能机组协联控制策略研究 被引量：3

7

作者 王庭政 汪玉清 +2 位作者 周攀 冯陈 周大庆 《水电能源科学》 北大核心 2024年第12期143-146,138,共5页

针对大型变速机组调速器控制策略及交流励磁侧与调速器之间的具体协调配合控制方面的研究较少的问题,分别对双馈式可变速抽水蓄能机组调速器的转速控制、功率控制、开度控制模式以及交流励磁系统转速控制和功率控制模式开展研究。在不... 针对大型变速机组调速器控制策略及交流励磁侧与调速器之间的具体协调配合控制方面的研究较少的问题,分别对双馈式可变速抽水蓄能机组调速器的转速控制、功率控制、开度控制模式以及交流励磁系统转速控制和功率控制模式开展研究。在不同工况下基于不同的控制模式提出4种可行的机组协联控制策略,利用Matlab/Simulink软件搭建双馈式可变速抽蓄机组模型,对提出的控制策略进行仿真对比,进而获得不同工况下最适合的控制策略。结果表明,发电工况下适合用交流励磁系统控制功率、机组调速器控制转速的控制策略;抽水工况下适合用交流励磁系统控制功率、机组调速器控制开度的控制策略。 展开更多

关键词 双馈式可变速抽蓄机组 机组控制 水轮机调节 励磁控制

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大容量变速抽水蓄能机组全功率变频器拓扑对比

8

作者 赵博 田丰源 +3 位作者 张启超 王开国 梁浩 宫金武 《电力工程技术》 北大核心 2025年第4期207-219,共13页

变速抽水蓄能机组在效率和工况适应性等方面相较于传统定速抽水蓄能机组有较大的优势。全功率变频器是变速抽蓄机组的关键装备,研究各种变频器拓扑在大容量变速抽蓄机组中的应用具有重要意义。文中以百兆瓦级变速抽水蓄能机组为例,立足... 变速抽水蓄能机组在效率和工况适应性等方面相较于传统定速抽水蓄能机组有较大的优势。全功率变频器是变速抽蓄机组的关键装备,研究各种变频器拓扑在大容量变速抽蓄机组中的应用具有重要意义。文中以百兆瓦级变速抽水蓄能机组为例,立足于现有器件,从成本、损耗、体积等方面构建评价指标体系,并采用熵值法对指标体系中的指标赋权。对比分析背靠背三电平中点钳位型(neutral point clamped,NPC)变换器、背靠背五电平层叠多单元变换器(stacked multicell converter,SMC)、背靠背模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)以及模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)4种拓扑应用于大功率、接入电压为13.8 kV的变速抽水蓄能机组的设计方案。结果表明,在成本方面,背靠背MMC成本最低;在效率方面,M3C整体效率最高;在体积方面,M3C占用空间最小。综合而言,背靠背MMC和M3C为百兆瓦级变速抽水蓄能机组全功率变换器的两种优选方案。 展开更多

关键词 全功率变频器 变速抽水蓄能机组 背靠背三电平变换器 背靠背五电平变换器 背靠背模块化多电平变换器(MMC) 模块化多电平矩阵变换器(M3C)

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变速抽水蓄能机组暂态无功支撑能力提升及关键参数优化

9

作者 贾伊杭 许国瑞 +2 位作者 卢伟甫 桂中华 李善颖 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页

随着风电、光伏等新能源发电的占比不断提高,电力系统暂态无功支撑能力不足和电压稳定问题日益突出,而变速抽水蓄能机组可通过调节转子磁场的大小和方向为系统提供双向暂态无功支撑,对于提升新能源电网的电压稳定性具有重要意义。为了... 随着风电、光伏等新能源发电的占比不断提高,电力系统暂态无功支撑能力不足和电压稳定问题日益突出,而变速抽水蓄能机组可通过调节转子磁场的大小和方向为系统提供双向暂态无功支撑,对于提升新能源电网的电压稳定性具有重要意义。为了研究变速抽水蓄能机组的暂态无功支撑能力和关键影响参数,推导了变速抽水蓄能机组的有效无功电流增益,并作为定量描述其暂态无功支撑能力的评价指标;通过对有效无功电流增益进行频域灵敏度分析,研究了本体参数和控制参数对变速抽水蓄能机组暂态无功支撑能力的影响,并获得了关键参数及其优化方向;建立了变速抽水蓄能电机及其励磁控制系统的耦合模型,研究了系统严重电压故障下机组的暂态运行特性,揭示了本体及控制参数对暂态无功支撑能力的影响规律。研究成果可为提升新能源电网的电压稳定性提供技术支持。 展开更多

关键词 变速抽水蓄能机组 暂态无功支撑能力 有效无功电流增益 频域灵敏度分析 参数优化

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基于变速试验的双馈抽水蓄能机组协联寻优策略

10

作者 桂中华 赵毅锋 +3 位作者 丁景焕 李善颖 严乙桉 马伟超 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期168-172,共5页

可变速抽水蓄能技术已成为抽水蓄能行业新兴发展与研究方向,双馈抽水蓄能机组可主动调节机组转速,具有运行调节的速动性、高效性和灵活性等优势。为此,提出了一种基于变速试验的双馈抽水蓄能机组协联寻优策略。首先通过变速试验获取3组... 可变速抽水蓄能技术已成为抽水蓄能行业新兴发展与研究方向,双馈抽水蓄能机组可主动调节机组转速,具有运行调节的速动性、高效性和灵活性等优势。为此,提出了一种基于变速试验的双馈抽水蓄能机组协联寻优策略。首先通过变速试验获取3组特征毛水头条件下双馈抽水蓄能机组变速运行数据;然后采用两组BP神经网络对试验数据进行数据概化;最后以最高效率追踪为搜寻目标,考虑变速范围和同步转速规避限制条件,确定了不同毛水头和有功功率运行条件下的最优机组转速和最优导叶开度的协联曲线。可见,所提协联寻优策略可为双馈抽水蓄能机组协联控制与变速运行提供策略指导。 展开更多

关键词 抽水蓄能 可变速 特性曲线 协联运行 神经网络

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定速与变速抽水蓄能机组联合运行一、二次调频仿真及特性研究 被引量：1

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作者 丁景焕 郑一鸣 +3 位作者 桂中华 曹锐 吴玮 郭文成 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期183-187,共5页

变速抽水蓄能机组在电网频率—功率快速调节及主动支撑等方面相较于定速机组具有独特优势,为此开展定速与变速抽水蓄能机组联合运行一、二次调频仿真及特性研究。即首先建立定速与变速机组联合运行一、二次调频数值仿真模型,然后实现一... 变速抽水蓄能机组在电网频率—功率快速调节及主动支撑等方面相较于定速机组具有独特优势,为此开展定速与变速抽水蓄能机组联合运行一、二次调频仿真及特性研究。即首先建立定速与变速机组联合运行一、二次调频数值仿真模型,然后实现一、二次调频协调仿真,最后揭示定速与变速机组联合运行一、二次调频动态特性。结果表明,频率阶跃的幅值越大,定速与变速机组出力和有功功率一次调频90%目标值响应时间、二次调频目标值响应时间越长。机组的调功指令配比越高,其出力和有功功率的二次调频目标值响应时间越短,变速机组出力和有功功率二次调频目标值响应时间对调功指令配比的变化更为敏感。定速与变速机组的调功指令配比相同时,联合运行的二次调频目标值总体响应时间更短。 展开更多

关键词 定速抽水蓄能机组 变速抽水蓄能机组 联合运行 一、二次调频 数值仿真 动态特性

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含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究 被引量：1

12

作者 丁景焕 曹锐 +3 位作者 桂中华 吴玮 郑一鸣 郭文成 《水电能源科学》 北大核心 2024年第6期192-197,共6页

鉴于含定速与变速机组的抽水蓄能电站安全、稳定、高效联合运行是充分发挥变速机组技术优势的关键,基于数值仿真方法,开展含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究。首先建立含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频仿真模... 鉴于含定速与变速机组的抽水蓄能电站安全、稳定、高效联合运行是充分发挥变速机组技术优势的关键,基于数值仿真方法,开展含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究。首先建立含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频仿真模型,然后分析定速与变速机组单独运行一次调频动态特性,最后分析定速与变速机组联合运行一次调频动态特性。结果表明,相同的调速器和变频器参数下,变速机组频率阶跃减的幅值越大,动态响应时间越长、速度越快;频率阶跃增幅值越大,动态响应时间越短、速度越快;定速与变速机组联合运行可提高定速机组的出力和有功功率动态响应速度及变速机组的出力动态响应速度,但对变速机组的有功功率动态响应速度的影响较小。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 定速机组 变速机组 一次调频 动态特性

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定子绕组匝间短路对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响 被引量：1

13

作者 许国瑞 刘凯文 +1 位作者 卢伟甫 孙晓霞 《水电能源科学》 北大核心 2024年第12期185-189,共5页

针对定子匝间短路故障对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响,首先推导了考虑分数比绕组结构的可变速抽水蓄能电机定子绕组匝间短路故障时的气隙磁密和电磁激振力的解析公式;然后建立了电机发生定子匝间短路故障前后的时步有限元模型,... 针对定子匝间短路故障对可变速抽水蓄能电机电磁激振力的影响,首先推导了考虑分数比绕组结构的可变速抽水蓄能电机定子绕组匝间短路故障时的气隙磁密和电磁激振力的解析公式;然后建立了电机发生定子匝间短路故障前后的时步有限元模型,并对不同短路程度下的电磁激振力进行了求解计算,通过离散傅里叶分解的方法提取了电机的电磁激振力在时空阶次上的分布特征,理论推导和仿真结果基本吻合,最后通过四象限变频器驱动陪试异步电机拖动30 kW可变速抽蓄样机进行试验验证。结果表明,可变速抽水蓄能电机发生定子匝间短路故障后,其电磁激振力会产生(0±x)阶/0倍频、(14±x)阶/2倍频阶次(x=1,2,…)的短路特征时空间谐波,并与短路程度呈正相关。 展开更多

关键词 可变速抽水蓄能电机 定子匝间短路 电磁激振力 短路试验 有限元

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基于内部故障仿真的可变速抽水蓄能发电电动机定子侧主保护优化配置研究 被引量：14

14

作者 尹项根 乔健 +3 位作者 王义凯 谭力铭 卢庆辉 李伟 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期1-10,共10页

大型可变速抽水蓄能机组具有交流励磁和变速恒频发电的特点,研究其内部故障仿真建模方法对明确其主保护最优配置方案有实用意义。首先,基于分支电压方程和磁链方程建立可变速抽水蓄能发电电动机的通用数学计算模型,能够实现对并网满载... 大型可变速抽水蓄能机组具有交流励磁和变速恒频发电的特点,研究其内部故障仿真建模方法对明确其主保护最优配置方案有实用意义。首先,基于分支电压方程和磁链方程建立可变速抽水蓄能发电电动机的通用数学计算模型,能够实现对并网满载工况下定子绕组内部短路故障和开焊断线故障的暂态仿真。仿真结果中两类故障的故障特征与理论分析一致,验证了该数学计算模型的正确性。然后,根据定子绕组的绕线规律分析可能发生的短路故障和断线故障情况,利用所建立的数学模型对所有故障情况进行仿真计算。最后,经定量化分析比较,发现主保护配置方案为:“零序横差电流保护+裂相横差电流保护+完全纵差电流保护”时保护覆盖范围最大。 展开更多

关键词 可变速抽水蓄能机组 内部短路故障 开焊断线故障 主保护优化

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大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析 被引量：5

15

作者 肖微 刘国庆 +2 位作者 王伟 许亮华 韩承灶 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 北大核心 2024年第2期138-148,共11页

自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风... 自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风罩和机墩等局部结构自振特性的影响,然后分析了丰宁地下厂房可能存在的振源,并对厂房整体及局部结构进行了共振复核。结果表明,上下游边墙弹簧约束条件的增强可以有效提高厂房整体结构自振频率,但对楼板局部自振频率的大小影响不大,对楼梯自振频率也无影响。固定边界使厂房整体结构各阶自振频率显著增大,对楼板、立柱、风罩和机墩等局部结构自振频率影响也较大。在可能的振源作用下,厂房整体结构和各局部结构发生共振的可能性很小。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 地下厂房结构 边界条件 自振频率 共振复核

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基于CCER规则的抽水蓄能碳减排计算方法 被引量：9

16

作者 徐三敏 张弓 +1 位作者 王放 蒲雷 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第1期175-182,共8页

抽水蓄能在消纳新能源、实现调峰电源清洁替代等方面发挥着显著的节能减排绿色效益。首先,阐述了目前抽水蓄能参与碳配额交易市场和自愿减排量交易市场的现状,分析了抽水蓄能在减少弃风弃光和实现调峰电源清洁替代过程中发挥减排作用的... 抽水蓄能在消纳新能源、实现调峰电源清洁替代等方面发挥着显著的节能减排绿色效益。首先,阐述了目前抽水蓄能参与碳配额交易市场和自愿减排量交易市场的现状,分析了抽水蓄能在减少弃风弃光和实现调峰电源清洁替代过程中发挥减排作用的机理。然后,根据国家核证自愿减排量(Chinese certified emission reduction,CCER)方法学体系,建立了抽水蓄能碳减排项目情景与计算模型,并计算了全国4个区域典型电站的实际碳减排量,其中华东、华中和东北区域的电站年减排量均在10万~30万t。最后,总结了区域内火电电量占比和电站综合效率是影响抽水蓄能减碳作用的关键因素。相关研究可为抽水蓄能CCER方法学开发与碳减排计量提供参考。 展开更多

关键词 抽水蓄能 国家核证自愿减排量(CCER) 碳减排机理 方法学 排放因子 基准线与项目情景

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碳达峰背景下抽水蓄能-风电联合系统建模及有功功率控制特性研究 被引量：13

17

作者 王珏 廖溢文 +2 位作者 韩文福 丁景焕 杨威嘉 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第9期172-181,共10页

随着“碳达峰,碳中和”目标的提出,风电并网规模日益扩大,抽水蓄能电站在风电出力消纳上将发挥越来越重要的作用。建立抽水蓄能-风电联合系统仿真模型是研究抽水蓄能电站消纳风电波动出力的重要手段。针对现有多能互补模型中的抽水蓄能... 随着“碳达峰,碳中和”目标的提出,风电并网规模日益扩大,抽水蓄能电站在风电出力消纳上将发挥越来越重要的作用。建立抽水蓄能-风电联合系统仿真模型是研究抽水蓄能电站消纳风电波动出力的重要手段。针对现有多能互补模型中的抽水蓄能机组模型通常只适用于小波动过渡过程、且通常简化风电机组动态发电过程的问题,为了进一步揭示联合运行过程中抽水蓄能机组和风电机组的动态调节特性,介绍了抽水蓄能-风电联合系统数值仿真模型架构,建立了一种能模拟抽水蓄能机组全工况范围和反映风电机组发电特性的水风互补联合运行系统仿真模型,重点研究了联合系统在有功功率控制下的动态响应特性。仿真结果表明系统在功率跟踪模式和功率平滑模式下均能较好平抑风电出力波动,并显示出水流惯性限制了抽水蓄能机组的响应速度,可为风电大规模并网下的抽水蓄能机组控制提供技术支持。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 风电 有功控制 数值模拟 动态响应 碳中和 可再生能源 水风互补联合运行系统

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不同抽水转发电模式下抽蓄机组稳定性参数对比

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作者 张飞 郑源 +1 位作者 赵毅锋 王康生 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期104-112,共9页

新型电力系统建设要求缩短抽水蓄能机组的快速响应时间。以具体电站机组为例,研究了正常与快速抽水转发电模式下监控流程的主要差异和机组稳定参数的变化规律。在此基础上,引入反时限振动评价方法对两种模式下的振动峰峰值进行计算,评... 新型电力系统建设要求缩短抽水蓄能机组的快速响应时间。以具体电站机组为例,研究了正常与快速抽水转发电模式下监控流程的主要差异和机组稳定参数的变化规律。在此基础上,引入反时限振动评价方法对两种模式下的振动峰峰值进行计算,评估了转换模式对机组的影响;采用频谱分析方法对无叶区压力脉动进行分析,发现了低转速下无叶区存在水力共振现象,并揭示了共振幅值、频率与转速的相关性。研究结果表明:抽水转发电快速流程优于正常流程,快速转换模式下的水力制动方式较正常转换模式下的电气制动加机械制动方式流程时间由438 s缩短至220 s,显著提高工况转换效率;在振动对机组损伤方面,14个振动、摆度监测点中13个监测点证明快速转换模式有利于延长机组预期寿命;同时,快速转换模式有利于机组快速通过低转速下无叶区产生的水力共振区,将水力共振时间由15 s缩减至5 s,共振转速区间压缩超过60%。 展开更多

关键词 抽水转发电 稳定性参数 水力共振 水力制动 振动评价

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变速抽水蓄能机组运行转速对水泵断电工况的影响规律研究 被引量：4

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作者 刘元洪 杨威嘉 +1 位作者 黄一凡 王珏 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第3期144-153,共10页

【目的】变速运行技术是抽水蓄能行业重要的发展新方向,为了研究变速抽水蓄能机组不同初始运行转速对水泵断电工况的影响规律,【方法】分别对变速抽水蓄能机组在不同初始转速下发生水泵断电的导叶关闭和导叶拒动工况进行数值模拟,分析... 【目的】变速运行技术是抽水蓄能行业重要的发展新方向,为了研究变速抽水蓄能机组不同初始运行转速对水泵断电工况的影响规律,【方法】分别对变速抽水蓄能机组在不同初始转速下发生水泵断电的导叶关闭和导叶拒动工况进行数值模拟,分析了该水力过渡过程中各关键物理量的变化规律、调节保证极值以及工况点轨迹演变规律。【结果】结果显示:变速抽水蓄能机组在允许的初始运行转速变化范围内(96%~108%)发生水泵断电。若导叶关闭,则该算例机组的蜗壳压力升高率、尾水管压力降低率、转速反转率变化范围分别在2.20%、3.28%、5.20%以内,不同初始运行转速对应的工况点轨迹线前期差别较大,而在进入水泵制动工况后的过渡过程中则接近重合。若导叶拒动,则不同初始转速对应的工况点轨迹线均与导叶初始开度的等开度线重合。【结论】结果表明:不同初始转速对应的流量和力矩在后续的过渡过程中的变化规律和变化幅值近似,蜗壳压力升高率、尾水管压力降低率、转速反转率变化范围均小于导叶关闭情况下相应的变化范围,分别在1.13%、2.98%、0.4%以内。研究成果可为我国变速抽水蓄能机组的实际投运提供一定技术支持。 展开更多

关键词 变速抽水蓄能机组 水泵断电 运行转速 调节保证极值 工况点轨迹

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基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究 被引量：1

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作者 丁景焕 郑一鸣 +3 位作者 桂中华 曹锐 吴玮 郭文成 《水电能源科学》 北大核心 2024年第10期171-175,共5页

变速抽蓄机组可为保障高比例新能源电网频率安全稳定提供重要支撑,是抽水蓄能技术发展的重要方向。因此,开展了基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究,首先建立变速抽蓄机组仿真模型,然后分析基于协调控制的变速抽蓄机... 变速抽蓄机组可为保障高比例新能源电网频率安全稳定提供重要支撑,是抽水蓄能技术发展的重要方向。因此,开展了基于调速器-变频器协调控制的变速抽蓄机组一次调频研究,首先建立变速抽蓄机组仿真模型,然后分析基于协调控制的变速抽蓄机组一次调频特性,最后揭示基于协调控制的变速-定速抽蓄机组一次调频特性。结果表明,变速抽蓄机组调速器-变频器协调控制模式2下一次调频有功功率的响应速度明显快于控制模式1,调速器对一次调频导叶开度和转速振荡的抑制优于变频器、变频器对一次调频有功功率的调节速度明显快于调速器。变速抽蓄机组采用调速器-变频器协调控制模式1时的一次调频有功功率响应速度略慢于定速抽蓄机组、采用控制模式2时的一次调频有功功率响应速度明显快于定速抽蓄机组。 展开更多

关键词 变速抽蓄机组 一次调频 调速器-变频器协调控制 动态特性 数值仿真

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