目前，風力發(fā)電/光伏發(fā)電是應用最廣泛、發(fā)展最快的兩種可再生能源發(fā)電技術。發(fā)展風力發(fā)電/光伏發(fā)電是進一步推動中國能源生產(chǎn)革命不可或缺的手段

。截至2020 年末，中國可再生能源發(fā)電裝機容量占總裝機容量的42.4%，可再生能源年發(fā)電量占總發(fā)電量的29.5%

。然而，風電和光伏發(fā)電出力的不確定性和波動性給電力系統(tǒng)的安全運行帶來了很大的困難，如何緩解這種情況成為當今必要的研究課題

。

秦明月盯著警員把裝了尸體的紙箱抬上車，又站在大廳進口處向四下掃視，門外密密麻麻的人群有一個家伙伸著脖子高聲喊他：“秦隊，秦隊長。”正是邊峰在警戒線外喊他。

抽水蓄能技術作為儲能技術的一種，如今發(fā)展得已經(jīng)較為成熟，經(jīng)統(tǒng)計其裝機容量占現(xiàn)有全部儲能裝置中的93%

。同時，抽水蓄能電站具有機組啟動速度快和調峰能力強的特點，在新能源發(fā)電方面的應用潛力巨大，可以有效緩解電網(wǎng)面對大規(guī)模新能源接入的壓力。對于新能源高滲透系統(tǒng)中的抽水蓄能調度問題，許多學者展開了研究。根據(jù)風電的間歇性和波動性，文獻[11-12]建立了抽水蓄能電站與風電聯(lián)合優(yōu)化運行模型，并經(jīng)算例驗證模型的有效性和抽水蓄能電站調峰平衡風電波動的可行性。在文獻[13]中，考慮柔性直流電網(wǎng)的傳輸安全性、離網(wǎng)功率調峰需求和新能源功率限制率等約束條件，建立了基于直流潮流的新能源與多端柔性直流電網(wǎng)混合運行優(yōu)化模型，比較了不同新能源和抽水蓄能電站配置方案下電網(wǎng)的運行成本和效益。文獻[14-16]考慮了恒速和變速抽水蓄能機組的運行約束以及抽水蓄能電站的庫容約束，并對包括電網(wǎng)有功功率損耗在內的潮流約束進行了建模，將所建立的模型轉化為一個以期望運行費用最小為目標的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃問題，得到了日常最優(yōu)調度方案。在抽水蓄能機組之間的協(xié)調運行方面，考慮到機組之間復雜的水力連接，文獻[17-18]在電網(wǎng)、電站和機組的復雜時空耦合約束下建立了兩級模型，并采用動態(tài)規(guī)劃方法在機組之間優(yōu)化分配負荷。文獻[19]構建了多目標優(yōu)化模型，采用模擬退火粒子群優(yōu)化(simulate anneal-particle swarm optimization，SAPSO)算法分別對負荷分配進行單目標優(yōu)化和多目標優(yōu)化，使其更加合理。

上述文獻均對于抽蓄電站的調度規(guī)劃以及優(yōu)化機組間的運行進行分析和求解。但目前抽蓄電站的廠級機組運行方式比較簡單，而鮮有文獻考慮不同機組之間的效率差異，以及抽水/發(fā)電不同工況和不同庫容水位下的效率差異，在提升抽蓄系統(tǒng)整體運行效率方面的研究工作涉及得較少。因此本工作將綜合考慮系統(tǒng)網(wǎng)架、電力電量平衡和抽蓄機組運行約束等相關約束

，以抽蓄系統(tǒng)運行效率最大化為目標，計及風電、光伏等可再生能源出力的不確定性和波動性，建立雙層優(yōu)化模型，研究抽蓄電站的優(yōu)化調度運行策略以及解決機組間的負荷分配問題。最后以實例分析驗證本工作方法的有效性。

1 抽蓄系統(tǒng)參與調峰下的系統(tǒng)運行

調峰場景下，電力系統(tǒng)運行主電路主要包括五個組成部分，風電廠、光伏電站、儲能系統(tǒng)、負荷火電機組，系統(tǒng)功率平衡關系式如下。其系統(tǒng)結構如圖1所示。

式中，

為風電和光伏的累加功率，MW；

為負荷功率，MW；

為火電機組出力，MW；

為抽蓄系統(tǒng)輸出功率，MW。

風電廠和光伏電站向電力系統(tǒng)供電，因此可以將風電和光伏功率作為負的負荷加入原有負荷中，定為等效負荷，等效負荷計算如下。

調峰控制將等效負荷作為削峰填谷對象，負荷高峰時，抽蓄系統(tǒng)作為電源放電抵消一部分負荷減輕火電機組壓力，負荷低谷時，抽蓄系統(tǒng)作為負載吸收功率，提高風電和光伏的接納空間。

2 抽蓄電站機組效率數(shù)學模型

2.1 抽蓄機組效率-功率模型

抽蓄機組在實際工況中受水頭損失、抽水揚程損失和水輪發(fā)電機組效率等因素影響，在抽水和發(fā)電過程中都有損耗。抽蓄機組的儲能效率分為水泵效率和水輪機效率，其公式如下

式中，

為抽水揚程，m；

為發(fā)電水頭，m；

和

分別為水庫庫容的初始值和終止值，m

；

為抽蓄機組的抽水功率，MW；

為抽蓄機組的發(fā)電功率，MW；

為單位換算系數(shù)。

結合水輪機特性曲線的實驗數(shù)據(jù)，通過最小二乘法擬合可得到水泵效率關于軸功率的關系式和水輪機效率關于水輪機出力的關系式

建校以來，兩棟教學樓和一棟食宿樓的外墻保溫問題一直困擾著她?？吹嚼蠋焸冊诒容^寒冷的教室里兢兢業(yè)業(yè)地授課，看到課堂上孩子們一張張稚嫩的笑臉，她既感動又心酸。2011年10月，通河縣政府召開全縣人大代表會議，她向領導提出了粘貼三棟樓保溫墻問題，在座的縣、鎮(zhèn)兩級領導聽取了她的建議后，覺得她是一個心系教育、想干事、能干事的人，當時就決定把這項工程納入縣教育重點工程，立即著手辦理。

③抽蓄系統(tǒng)電量計算

2.2 抽蓄機組運行約束

（1）抽蓄電站庫容約束

對于任意時段

∈

，有以下約束

（3）抽蓄機組啟停次數(shù)約束

由于頻繁的啟停會對抽蓄機組中的部件造成損害，影響機組的安全性和壽命周期，因此應對各個機組在一天內的啟停次數(shù)加以約束。

3 抽蓄參與調峰的雙層優(yōu)化控制

3.1 抽蓄系統(tǒng)的上層控制

（1）恒功率模式

（2）長時間尺度下調峰效果分析

①抽水工況參考值及發(fā)電工況參考值

、

初值設置

首先，

設置為等效負荷的最小值，便于向上迭代，

設置為等效負荷的峰值，便于向下迭代。

本文設計了兩種機組的控制策略，分別為均分控制和差異性控制。選取滿足功率需求條件下，最少需要使用的機組個數(shù)

，再將系統(tǒng)功率分配給

個機組。若機組間負荷分配采取均分控制，則各采樣時刻機組個數(shù)和機組功率求取如下式

②抽水/發(fā)電功率計算

確定當前

、

值后，計算該參考值下抽蓄系統(tǒng)的抽水/發(fā)電功率如下。

式中，

為水密度，kg/m

；g 為重力加速度，m/s

；

為電動機轉遞給水泵軸端的功率即軸功率，MW；

為水輪機的出力，MW。

(二)張慧劍《明清江蘇文人年表》、江慶柏《清代人物生卒年表》均依據(jù)《歷代名人生卒年表補》謂金門詔“生于康熙十一年，卒于乾隆十六年”。如前所言，《表補》將生年定為“康熙十二年”而非“康熙十一年”，張、江均引用有誤，且《表補》卒年考訂本誤。

④抽蓄系統(tǒng)容量判斷

判斷在該參考線設置情況下抽蓄系統(tǒng)是否達到滿抽滿發(fā)狀態(tài)，并根據(jù)判斷情況進行下一步的迭代。

這場兩天期限的旅行還未滿就結束了，下山后田銘把范青青直接塞進汽車拉回市區(qū)。和范青青相處以來，他第一次心里充滿莫名的嫉妒。

抽水工況下，當

＜(

-

)/

，則

=

+ ?

，返回第2 步；當

＞(

-

)/

，迭代結束輸出

值；

發(fā)電工況下，當

＜(

-

)/

，則

=

+ ?

， 返 回 第②步； 當

＞(

-

)/

，迭代結束輸出

值。

由此,通過增加電路狀態(tài)方程的階數(shù),解決了改進型文氏橋混沌振蕩器的數(shù)學建模問題。在式(2)中引入新的無量綱變量,并對電路參數(shù)作歸一化處理,即

（2）變功率模式

變功率抽水/發(fā)電模式通過迭代計算的方法求取

、

的方法在步驟②與恒功率抽水/發(fā)電模式不同，其余步驟一致。

基于以上對于供給側結構性改革驅動的外貿發(fā)展可行性分析可知，強調供給側改革是可以起到促使區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構轉型升級的功用；同時也將全面提升區(qū)域外貿產(chǎn)品和服務（Goods&Services）的競爭力與附加值，這表明了這一路徑的選擇正是供給側結構性改革驅動的外貿發(fā)展可行性的一個具體體現(xiàn)。廣州對外貿易轉型發(fā)展亟需從供給側發(fā)力，提高產(chǎn)業(yè)項目質量，提高廣州貿易和進出口產(chǎn)品附加值，獲得在“微笑曲線”中的有利地位和競爭優(yōu)勢，以此來帶動整個廣州貿易優(yōu)化升級。

確定當前

、

值后，計算該參考值下抽蓄系統(tǒng)的抽水/發(fā)電功率如下。

最終迭代完成后輸出

、

值。

3.2 抽蓄系統(tǒng)下層各機組間優(yōu)化運行

本文采取以機組啟停成本決定機組啟停順序，以機組功率-效率的關系決定機組間的功率分配，其抽蓄系統(tǒng)總效率公式如下

式中，

為各機組抽水功率，MW；

為各機組發(fā)電功率，MW。

（3）做好文書檔案管理的基礎性工作。文書檔案管理工作失誤的影響力不容忽視，做好文書檔案管理工作必須先從檔案的基礎性工作入手，保證現(xiàn)有檔案準確無誤，同時要對原有檔案進行核查，防止失誤，發(fā)現(xiàn)錯誤時應及時采取補救措施以使損失降到最低。

若機組間采取差異性控制，各采樣時刻機組個數(shù)的計算公式與上式相同，各機組功率將分別依據(jù)軸功率-水泵效率特性曲線和水輪機出力-水輪機效率特性曲線進行分配。

兩種控制策略調峰效果評價指標如表3所示。

3.3 抽蓄系統(tǒng)參與調峰評價指標

（1）絕對峰谷差?

該指標反映了等效負荷在一天尺度內最大絕對偏差。

（2）抽蓄系統(tǒng)峰谷調節(jié)系數(shù)

式中，?

為原始等效負荷峰谷差；?

'為調峰后的等效負荷峰谷差；

為抽蓄系統(tǒng)額定功率。

采用自制調查表,對患兒家屬對治療的滿意度進行調查,量表總分0~100分,≥80為滿意,60~79分為一般滿意,<60分為不滿意。

（3）等效負荷變化標準差

式中，

表示一天內等效負荷的采樣點數(shù)；

為一天內等效負荷的平均值。其中

越小代表數(shù)據(jù)的集中程度越高，即負荷波動越小。

（4）抽蓄系統(tǒng)耗水量

式中，

為機組1 運行時的水量/電量轉換系數(shù)；

為機組2運行時的水量/電量轉換系數(shù)；

為機組3 運行時的水量/電量轉換系數(shù)；

為機組4運行時的水量/電量轉換系數(shù)。

4 算例分析

4.1 算例條件

取某電網(wǎng)2020 年風電、光伏和負荷數(shù)據(jù)為算例，對抽蓄電站參與下的調峰場景進行分析。算例系統(tǒng)中直調火電機組共計120 臺，總裝機容量為28040 MW；直調風電裝機容量為8500 W，光伏裝機容量為4250 MW，可再生能源滲透率為43.16%；共有抽水蓄能電站1 座，裝機容量為1200 MW；系統(tǒng)日負荷峰值為29540 MW。算例使用Matlab中YALMIP工具箱和CPLEX進行求解。

抽水蓄能電站總裝機容量1200 MW，日抽水小時數(shù)為7 h，日發(fā)電小時數(shù)為7 h(其中滿負荷發(fā)電5 h)。采用4 臺300 MW 可逆式抽蓄機組，每臺機組在發(fā)電狀態(tài)下的功率連續(xù)可調。其余參數(shù)如下表1～2。

4.2 不同上層控制策略調峰效果分析

（1）典型日內調峰效果分析

選取7月22日等效負荷曲線削峰填谷，其中恒功率抽水/發(fā)電模式下調峰前后等效負荷變化如圖2所示。

由圖2 可以看出調峰后的曲線分別有2 處明顯的“凹陷”和“凸起”。引起原始等效負荷曲線“變形”的主要原因是抽蓄系統(tǒng)不能根據(jù)等效負荷的需求動態(tài)改變出力大小，恒定的抽蓄系統(tǒng)出力引起了調節(jié)的反效果。圖3為抽蓄系統(tǒng)一天內響應需求運行的功率變化，可以看出抽水/發(fā)電功率維持在1200 MW 恒定，由于抽水工況運行效率和發(fā)電工況運行效率的影響，抽水時間略長于發(fā)電時間。

式中，

為抽蓄系統(tǒng)抽水期間抽水電量，MWh；

為抽蓄系統(tǒng)發(fā)電期間發(fā)電電量，MWh。

變功率模式控制下調峰前后等效負荷變化如圖4所示，由圖中可以看出變功率模式下抽蓄在峰谷時段都起到了很好的削峰填谷作用，采用動態(tài)功率的方法有效避免了由于恒功率調節(jié)模式下的過調節(jié)情況。

圖5為抽蓄系統(tǒng)一天內抽水/發(fā)電功率變化，可看出抽水/發(fā)電功率在各個時刻都隨等效負荷變化而變化。

從本質上來說，新陳代謝就是身體一天之內消耗的所有能量。身體不只是在運動時才消耗能量，每一分鐘都在消耗。美國北卡羅來納州大學助教史密斯·瑞恩表示，從消化食物到呼吸，包括用手機發(fā)短消息，身體無時無刻不在消耗能量，不管你是被動還是主動。

由表中數(shù)據(jù)可以看出，總體上抽蓄系統(tǒng)在變功率模式控制下的調峰效果更好。

恒功率抽水/發(fā)電模式運行步驟如下：

為及時對文件進行宣貫，本實驗室在每個文件的頁眉均設計了“發(fā)布日期”“修訂日期”“實施日期”；且在“發(fā)布日期”“修訂日期”“實施日期”之間存在一個時間緩沖期，這是文件的宣貫時間。文件在流程中被批準后，由質量管理部門的管理者傳閱給文件適用部門，對相關人員進行宣貫，為文件的執(zhí)行做好準備。

為了驗證變功率模式下抽蓄系統(tǒng)調峰效果的優(yōu)越性，通過抽蓄系統(tǒng)針對一周內的等效負荷進行削峰填谷，統(tǒng)計一周內每一天在不同上層控制策略下的調峰效果及抽蓄出力情況，如圖6～7所示。

朱光有等[12]總結了中國含H 2 S天然氣的地球化學特征、形成條件及分布特征等，認為H 2 S是由于TSR反應的結果，H 2 S的體積分數(shù)與石膏層的分布具有密切的關系。TSR反應機理最早由Orr等[13]提出，SO4 2-離子和氣體烴類在較高的溫度下發(fā)生TSR反應，生成H 2 S，主要反應見式(1)～式(2):

恒功率模式控制下，一周內調峰后的等效負荷功率在18000 MW～28000 MW變化，等效負荷功率變化幅度較大，且對比調峰前的等效負荷改善效果不佳，負荷曲線依然存在著明顯的“凹陷”和“凸起”現(xiàn)象。抽蓄系統(tǒng)出力方面可以看出總體發(fā)電時間要長于抽水時間，抽水/發(fā)電功率基本維持在1200 MW 恒定，其恒定的運行模式使得原始負荷曲線頻繁出現(xiàn)反調節(jié)現(xiàn)象。

而如圖7所示，在變功率模式控制下，其等效負荷功率變化幅度更小，調峰后的負荷曲線在調峰處功率基本恒定，維持在穩(wěn)定狀態(tài)。圖8～9 分別為全年變功率模式下調峰前后對比圖和抽蓄系統(tǒng)出力情況。

在變功率模式控制下，全年內的等效負荷絕對峰谷差由28973.32 MW 下降至28817.90 MW，總體下降了0.54%。全年的負荷變化標準差為4379.9。

綜合上述分析中可以看出，在不同時間尺度上，變功率模式控制下的抽蓄系統(tǒng)對于調節(jié)常規(guī)負荷的波動性，緩解電網(wǎng)調峰壓力上都具有相當?shù)淖饔茫⑶彝ㄟ^對比恒功率控制調峰前后的等效負荷曲線，其調峰效果也更為明顯，但對于比較極端的負荷波動效果有限。

4.3 抽蓄系統(tǒng)運行效率分析

在上層控制策略給出抽蓄系統(tǒng)指令后，對4臺機組進行負荷分配，其結果如圖10～11所示。

圖10 顯示了均分控制下的負荷分配情況，包括了各機組的出力大小、出力順序以及整個抽蓄系統(tǒng)的總出力。參與的抽蓄機組個數(shù)變化與總抽水/發(fā)電功率變化保持一致，在功率未達到抽蓄系統(tǒng)額定功率時，抽蓄系統(tǒng)采用的機組個數(shù)均小于總個數(shù)，避免了過多機組參與引起的抽蓄系統(tǒng)效率過低。

圖11 顯示了差異性控制下的負荷分配情況?？梢钥闯?，由于差異性控制是以機組功率-效率耦合關系曲線決定機組間的功率分配，所以啟停順序和機組各時段的出力均與均分控制不同。圖中在12:00—13:00 區(qū)間出現(xiàn)1200 MW 的抽水需求，抽蓄系統(tǒng)內部機組此時必須全部投入且滿功率抽水，在該時段均分控制和差異性控制分配結果一致。同樣，在20:00—21:00 區(qū)間調峰需求出現(xiàn)1200 MW的功率缺額，抽蓄機組全部滿功率發(fā)電，兩種控制策略的負荷分配結果相同。除此之外的時段，兩種控制策略對負荷的分配均有差別。

與均分控制對比可以發(fā)現(xiàn)均分控制各機組啟停狀態(tài)基本保持一致，且功率相同，這會導致只有個別機組效率較高，而其他機組運行在效率較低處，使得抽蓄系統(tǒng)整體效率達不到最優(yōu)。而在差異性控制下，各時段均會選出此時刻最適合啟動的機組以及分配給該機組的功率大小，使得各時段各機組均處在效率較高的狀態(tài)，從而讓抽蓄系統(tǒng)整體效率接近于理想工作效率。

根據(jù)差異性控制下4 臺機組一天內的運行結果，差異性控制下各個機組各時段的啟停情況如圖12所示。

可以看出，機組關閉狀態(tài)多處于0:00—11:00時段，而在12:00—24:00機組多處于啟動狀態(tài)。同時每臺機組在啟動或關閉狀態(tài)的時長均基本達1 h以上，工作狀態(tài)較為穩(wěn)定，并未出現(xiàn)短時間內多次啟停的不合理現(xiàn)象，有效地降低了機組啟停成本和對機組壽命的危害。

通過抽蓄系統(tǒng)對等效負荷進行削峰填谷，這里統(tǒng)計了均分控制以及差異性控制下的抽蓄系統(tǒng)效率及耗水量的運行結果，見表4。

該書還體現(xiàn)了中西比較性原則。中國的比較詩學研究存在著一些問題，如“研究多局限于范疇、印象式概念的比較，缺乏宏大的詩學史觀視野和微觀的理論實踐;其次，在中西比較詩學領域尤其容易陷入以西釋中或以中釋西的不對等對話窠臼中”（魏策策2013：140）。正因為如此，中國傳統(tǒng)的詩學話語遭受了不公正的待遇，中國翻譯理論界的話語長期被西方譯論所主導。

結合上層控制策略中的恒功率模式和變功率模式，分別對多種不同情況進行了求解。可以看出，在抽蓄系統(tǒng)整體效率方面，變功率模式下的抽蓄系統(tǒng)效率要高于恒功率模式。在恒功率模式下，本工作所提的均分控制和差異性控制結果一致，這是由于恒功率模式抽蓄系統(tǒng)始終工作在額定功率下，因此各臺機組的功率也始終維持在額定功率，而使得兩種下層控制策略效率相同。而在變功率模式下，兩種下層控制策略中的差異性控制效率最高，效果顯著。在抽蓄系統(tǒng)耗水量方面，變功率較恒功率的提升不大，但下層控制策略上，由于差異性控制會優(yōu)先選擇耗水率更低的機組，因此相較均分控制的提升明顯。

測量時，以無桿腔為例，首先關閉節(jié)流閥6與球閥9，打開充氣支路的球閥10，打開節(jié)流閥7，使氣缸快速充氣直至活塞桿完全伸出，等到壓力表5示數(shù)穩(wěn)定后，關閉節(jié)流閥7與球閥10。然后在測量支路內，緩慢調節(jié)節(jié)流閥6，待流量計8示數(shù)為0時，打開球閥9，待流量計示數(shù)穩(wěn)定時，流量計8的讀數(shù)即為泄漏量。之后按相同方法測量有桿腔的泄漏量。

5 總 結

本工作通過研究抽水蓄能電站電量與水量之間的關系，以抽蓄機組效率與功率的耦合關系為基礎，利用實驗數(shù)據(jù)運用最小二乘法求出抽蓄電站機組運行效率與功率的擬合曲線，從而建立抽蓄電站機組運行效率的數(shù)學模型，開展了含高比例風光發(fā)電的電力系統(tǒng)中抽蓄電站的優(yōu)化控制策略研究，其結論如下：

（1）通過分析抽蓄系統(tǒng)參與下的電網(wǎng)拓撲結構，設計了兩種針對調峰場景下的抽蓄系統(tǒng)上層控制策略，分別為恒功率抽水/發(fā)電模式和變功率抽水/發(fā)電模式，并同時設立調峰的評價指標驗證所提方法有效性。

（2）在上述上層控制策略建立的基礎上，為探究如何使得整體抽蓄系統(tǒng)效率達到最優(yōu)，從各機組間的運行情況入手，提出了兩種優(yōu)化運行方式，即均分控制和差異性控制。

（3）在上層控制策略采用變功率模式，負荷分配采用差異性控制的情況下，抽蓄系統(tǒng)整體效率最高且耗水量最低，使得抽蓄參與調峰下的電力系統(tǒng)運行更具穩(wěn)定性，緩解了火電調峰壓力的同時延緩了抽蓄機組的壽命損耗，提升了整體的經(jīng)濟性。

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