[科普中国]-电力系统调峰设计

简介

对水电调峰方案，尤其是抽水蓄能电站，除考虑峰荷容量和能量转换中的经济性外，还应充分计及动态效益，即机组快速起动，负荷调整快以及大幅度增减负荷快所带来的动态运行中的经济性等。对距离负荷中心较远的水电厂，应分析其承担调峰任务的经济性。在水电厂之间调峰容量分配的合理性，同时要考虑因调峰要求而使电力网结构加强的经济性，并要作到充分利用已有水电装机。电力系统调峰设计是为了满足电力系统日负荷峰谷差的需要，保证电力系统安全经济运行所进行的调峰容量安排和设备配置的一项设计。调峰设计是电源发展规划的一个组成部分。其内容有:系统调峰需求量，调峰电源及容量，需求平衡及调峰方案选择1。

系统调峰需求量系统调峰需求量是按（1-β）Pm式计算，式中β为最小负荷率。Pm为电力系统最大日负荷。计算中要考虑不同年份、不同季节和不同时间的影响，从中选取最大值作为系统调峰需求童。对联络线较薄弱的地区，还应分地区计算。分地区进行平衡。

调峰电源及容量目前可供电力系统调峰的电源有:

①水电常规机组;

②抽水蓄能机组;

③汽轮发电机组;

④燃气轮机组;

⑤其他新型式调峰电源。

（1）水电常规机组调峰。其调峰容量是根据水电厂的可调节保证电最进行计算。由于水电有许多优点.因此，在有水电的电力系统中均首先利用水电机组调峰。

（2）抽水储能机组调峰。其调峰容量由厂家规定。抽水储能机组调峰的优点是起停快。运行灵活，调峰效果显著;缺点是投资较大，消耗一定电能(以3 kW.h或4kW.h抽水电能换得2kW.h或3kw.h发电电能)。须具有一定的地理条件等。鉴于抽水蓄能机组的调频性能好，带负荷迅速，而且还可兼作调相机运行及电力系统事故备用电源。能改善火电及核电的运行条件，因此有条件的大电力系统均发展这类调峰电源。

（3）汽轮发电机组调峰。其调峰容量是本机组的可调节容量（指本机组运行的可变化容量，及利用机组起停调峰的容量之和）与其所担任的旋转备用容量之差。汽轮发电机组的可调节容量所占机组容量的比值，各个国家不尽相同，一些国家(美、英、日本等)大火电机组已考虑按调峰运行设计，燃煤汽包炉最小稳定负荷为额定值的30%-35%，而且机组起停快，起停次数可达一万次.可为系统提供较大的调峰容量。是电力系统主要调峰电源。有些发电机组是按带基本负荷设计的，燃煤炉最小稳定负荷，一般为额定值的70 %-80%。而且起停慢，负荷增长慢。负荷变动范围不大，为系统提供的调峰容量不大。

（4）燃气轮机组调峰，其调峰容贵就是机组的额定容量。它的优点是起动迅速，运行灵活，厂用电率低。缺点是要燃油和燃气，机组维护工作量大.发电成本高。由于一般单机容量小，调峰后设备损坏率离，因此在大电力系统中不能作为主要调峰电源。

（5）其他新型式调峰电源调峰。近年来国际上出现了一些新型式调峰电源。例如:

①采用压缩空气蓄能电站调峰。在系统低谷负荷时.将空气压缩存储在地下洞穴中，当系统高峰负荷时。抽出来加热并通过燃气轮机发电。目前已在美国、西德建成。

②采用热水蓄能电站调峰。在系统低谷负荷时，将火电厂多余蒸汽以热水形式储存在大型压力容器中，当系统高峰负荷时.将热水放出产生蒸汽发电。这已在日本、苏联研究试验2。

需求平衡及调峰方案选择首先，对调峰容量作供需平衡，即以负荷峰谷需求量减去电源的调峰容量。其差值就是调峰容量不足部分。要按不同年份，不同季节分别进行计算。其次，对调峰容量不足的电力系统，要研究最优调峰方案.明确调峰电厂及其担任调峰的能力。一般，可供选择的调峰方案有:①新建水电厂;②合理扩大现有水电厂的装机容量;③新建抽水蓄能电厂;④提高现有火电机组调峰能力，⑤设置专门火电调峰机组，如燃气轮机，联合循环机组，火电调峰机组:⑥与调峰能力有余的电力系统联网;⑦在水电比重大的电力系统中。利用丰水期弃水调峰。

总结在论证分析中。应优先安排调节性能好的水电厂担任系统调峰。研究扩大水电装机容量及预留再扩建的可能性。对距离负荷中心较远的水电厂，应分析其承担调峰任务的经济性。在水电厂之间调峰容量分配的合理性，同时要考虑因调峰要求而使电力网结构加强的经济性，并要作到充分利用已有水电装机。对水电调峰方案，尤其是抽水蓄能电站，除考虑峰荷容量和能量转换中的经济性外，还应充分计及动态效益，即机组快速起动，负荷调整快以及大幅度增减负荷快所带来的动态运行中的经济性等3。