本文關(guān)鍵詞：水電機(jī)組調(diào)峰服務(wù)的成本分析及實(shí)用補(bǔ)償方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第３５卷　第２３期２０１１年１２月１０

日Ｖｏｌ．３５　Ｎｏ．２３

Ｄｅｃ．１０，２０１１

水電機(jī)組調(diào)峰服務(wù)的成本分析及實(shí)用補(bǔ)償方法

王若谷１，王建學(xué)１，張　恒２，白興忠３

（１．西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，陜西省西安市７１００４９；２．國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)西北監(jiān)管局，陜西省西安市７１００７５；

）３．西北電網(wǎng)有限公司調(diào)度中心，陜西省西安市７１００４８

摘要：首先分析了在電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐中，調(diào)峰服務(wù)的內(nèi)涵及其與備用服務(wù)的關(guān)系；進(jìn)而研究了水

指出水電機(jī)組調(diào)峰成本應(yīng)重點(diǎn)考慮其有功出力頻繁調(diào)整引起效率損失的機(jī)會(huì)成電調(diào)峰成本組成，

本。參照當(dāng)前國(guó)內(nèi)輔助服務(wù)管理實(shí)際，并結(jié)合水電實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)，給出了水電調(diào)峰補(bǔ)償?shù)臏y(cè)算方

上下各浮動(dòng)一定比例形成基本調(diào)峰區(qū)間，分析水法。具體測(cè)算思路以水電機(jī)組日平均出力為基準(zhǔn)，

電機(jī)組有功出力低于基本調(diào)峰區(qū)間下限后引起的額外水量損耗，進(jìn)而將其折算為利潤(rùn)損失，作為水電調(diào)峰的補(bǔ)償。文中給出了具體算例，驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。關(guān)鍵詞：輔助服務(wù)；水電調(diào)峰；機(jī)會(huì)成本；水電耗量特性；補(bǔ)償方法

０　引言

調(diào)峰、備用服務(wù)是電力系統(tǒng)中的２種重要輔助

１］

。水電機(jī)組由于其服務(wù)，主要由水、火電機(jī)組提供［良好的調(diào)節(jié)特性和低廉的調(diào)節(jié)成本，常常作為主力

在電網(wǎng)調(diào)峰和事故備用過(guò)程中發(fā)揮著重調(diào)節(jié)電源，

要作用。對(duì)于水電機(jī)組，長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為其調(diào)峰不存

在成本，常常無(wú)償調(diào)用。以往對(duì)水電調(diào)峰的研究也

］］２３４５－－

、、主要集中在調(diào)峰電源規(guī)劃［調(diào)峰容量計(jì)算［配

］６７－

等方面。合風(fēng)電調(diào)峰［

］認(rèn)為由峰應(yīng)當(dāng)分為基本調(diào)峰和有償調(diào)峰。文獻(xiàn)［１０

于水電機(jī)組代替火電機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)后，水應(yīng)該作為水電調(diào)峰的補(bǔ)償費(fèi)用。電獲得支付減少，，

］文獻(xiàn)［引入了調(diào)峰容量責(zé)任制思想，提出了采用１１等效可用負(fù)荷率指標(biāo)為基礎(chǔ)來(lái)補(bǔ)償調(diào)峰容量的新方

法。目前，針對(duì)水電機(jī)組調(diào)峰成本及其補(bǔ)償測(cè)算方法的研究較少，各區(qū)域輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則中也無(wú)相關(guān)規(guī)定。

本文首先討論了在實(shí)踐中調(diào)峰與備用的區(qū)別和聯(lián)系；然后針對(duì)水電機(jī)組調(diào)峰的成本進(jìn)行了分析，判斷其是否存在成本；當(dāng)存在成本時(shí)進(jìn)一步得到水電機(jī)組調(diào)峰成本及其補(bǔ)償實(shí)用算法；結(jié)合國(guó)內(nèi)輔助服給出了考核補(bǔ)償建議，以推進(jìn)輔助服務(wù)務(wù)管理實(shí)際，

管理水平的提高和市場(chǎng)化建設(shè)。

廠網(wǎng)分開(kāi)之后，發(fā)電企業(yè)作為獨(dú)立的企業(yè)存在，所提供的輔助服務(wù)需要核計(jì)成本，遵循市場(chǎng)規(guī)律給予補(bǔ)償。國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)２并網(wǎng)００６年頒布的《發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》對(duì)各類輔助服務(wù)進(jìn)行了定義，并指出機(jī)組提供的調(diào)峰服務(wù)分為基本調(diào)峰服務(wù)和有償調(diào)峰服務(wù)，對(duì)有償調(diào)峰服務(wù)應(yīng)當(dāng)予以這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)輔助服務(wù)管理正由無(wú)償調(diào)用向補(bǔ)償，

基于成本補(bǔ)償?shù)姆绞竭^(guò)渡。對(duì)于調(diào)峰、備用服務(wù)，華北、華東、西北等區(qū)域目前的輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則中都針對(duì)備用服務(wù)制定了相應(yīng)的考核補(bǔ)償規(guī)則，并針對(duì)火電機(jī)組的調(diào)峰服務(wù)制定了考核補(bǔ)償規(guī)則。

然而對(duì)于水電調(diào)峰，長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為其不存在顯著成本，不應(yīng)該給予補(bǔ)償。其實(shí)水電機(jī)組長(zhǎng)期性、大幅度、頻繁承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)，必然對(duì)其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有較大影響，需要進(jìn)一步深入研究。該問(wèn)題已有一

］些初步的相關(guān)研究，文獻(xiàn)［對(duì)水電機(jī)組承擔(dān)備用時(shí)８的空耗水量給出了相應(yīng)的測(cè)算方法，通過(guò)空耗水量

］可以求得備用的機(jī)會(huì)成本；文獻(xiàn)［指出水電機(jī)組調(diào)９

；修回日期：。收稿日期：２０１１０３１７２０１１０７１５－－－－

１　調(diào)峰服務(wù)內(nèi)涵及其與備用服務(wù)的關(guān)系

國(guó)外對(duì)輔助服務(wù)的劃分中并不涉及調(diào)峰的內(nèi)

１２］

，容［一般將其歸結(jié)在備用的框架下。國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)實(shí)際中，對(duì)備用服務(wù)和調(diào)峰服務(wù)進(jìn)行了細(xì)分。文］獻(xiàn)［指出電網(wǎng)中電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分稱１３為備用容量，其作用是為了保證電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻，發(fā)電設(shè)備定期檢修及機(jī)組發(fā)生故障時(shí)不至于對(duì)用戶停電；同時(shí)指出，調(diào)峰服務(wù)就是為了滿足電網(wǎng)用電尖峰負(fù)荷的需要而對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行的有功出力（）以下簡(jiǎn)稱“出力”調(diào)整�！恫⒕W(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》從規(guī)則層面上指出備用服務(wù)是為了保證可靠供電，電力調(diào)度交易機(jī)構(gòu)指定的發(fā)電機(jī)組通過(guò)預(yù)留發(fā)電容量而提供的服務(wù)。但它并沒(méi)有直接給出調(diào)峰服務(wù)的概念，而是分別給出了基本調(diào)峰服務(wù)和有償調(diào)峰服務(wù)的定

—４１—

（）２０１１，３５２３

　

１５］

。比如某臺(tái)容量為３成本中［００ＭＷ的水電機(jī)組，

在來(lái)水充足的情況下，由于系統(tǒng)備用不足，全天按

義。基本調(diào)峰服務(wù)是指發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的出力調(diào)整

范圍內(nèi)，為了跟蹤負(fù)荷的峰谷變化而有計(jì)劃地、按照一定調(diào)節(jié)速度進(jìn)行發(fā)電機(jī)組出力調(diào)整所提供的服

有償調(diào)峰服務(wù)是指發(fā)電機(jī)組超過(guò)規(guī)定的調(diào)峰深務(wù)；

度進(jìn)行調(diào)峰，以及火力發(fā)電機(jī)組按電力調(diào)度交易機(jī)

爐）進(jìn)行調(diào)峰構(gòu)的要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成啟／停機(jī)（

所提供的服務(wù)。

在國(guó)內(nèi)細(xì)分備用服務(wù)和調(diào)峰服務(wù)的背景下，備用服務(wù)更多地表現(xiàn)為靜態(tài)的容量特性，調(diào)峰服務(wù)更多地表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)特性。備用容量是進(jìn)行調(diào)峰服務(wù)的基礎(chǔ)，調(diào)峰服務(wù)是為應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化而調(diào)用備

調(diào)峰服務(wù)通常具有一定的計(jì)劃性。用容量的過(guò)程，

結(jié)合以上分析，給出調(diào)峰服務(wù)的概念：調(diào)峰服務(wù)

為了跟蹤負(fù)荷的是系統(tǒng)在可以調(diào)用的備用范圍內(nèi)，

峰谷變化而有計(jì)劃地、按照一定調(diào)節(jié)速度進(jìn)行的加載或減載備用容量所提供的服務(wù)。水電機(jī)組由于其調(diào)節(jié)范圍大、調(diào)節(jié)速率快、調(diào)節(jié)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)在電力系統(tǒng)調(diào)峰中總是被優(yōu)先考慮和調(diào)用。

此時(shí)該機(jī)組提供了備用服務(wù)而沒(méi)有２００ＭＷ出力，

水調(diào)峰服務(wù)。按照２００１年原國(guó)家電力公司下發(fā)的《

電廠調(diào)峰棄水損失電量計(jì)算辦法》計(jì)算得到的水電調(diào)峰損失電量應(yīng)歸入到備用成本中。該思想在華北、華東、西北等區(qū)域的輔助服務(wù)管理規(guī)則中都已體現(xiàn)，均采用調(diào)峰損失電量做指標(biāo)來(lái)補(bǔ)償水電備用容量。

調(diào)峰主要表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)特性，水電機(jī)組調(diào)峰的機(jī)會(huì)成本分析應(yīng)主要針對(duì)其調(diào)節(jié)過(guò)程，以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析。

水電機(jī)組的耗量特性是指單位時(shí)間內(nèi)消耗的水量與發(fā)電功率之間的關(guān)系。當(dāng)水電機(jī)組單元中水輪機(jī)直徑、轉(zhuǎn)數(shù)為定值時(shí)，其耗量特性隨水頭情況而不同，具體可由其水頭—出力—流量對(duì)照表（即Ｈ－Ｎ－Ｑ表）獲得。而實(shí)際運(yùn)行中，水電站每日水頭變化并不明顯，且多在額定水頭附近，故可近似認(rèn)為水電機(jī)組在額定水頭下運(yùn)行。水電機(jī)組在額定水頭下的耗量

珚是機(jī)組實(shí)特性曲線如圖１所示，其中，相對(duì)出力Ｐ

２　水電調(diào)峰成本分析

２．１　水電調(diào)峰成本組成分析

一般而言，機(jī)組提供調(diào)峰服務(wù)的成本主要包括：

主要包括機(jī)組因參與調(diào)峰而導(dǎo)致的機(jī)①固定成本，

械損失和機(jī)組調(diào)峰過(guò)程中需要的各種行為的費(fèi)用；

指機(jī)組因承擔(dān)調(diào)峰服務(wù)而少發(fā)電量引②機(jī)會(huì)成本，

起的利潤(rùn)損失。

火電機(jī)組調(diào)峰成本比較明確，以深度調(diào)峰為例，此時(shí)燃燒效率較低，甚至有可能低于鍋爐的最低穩(wěn)燃極限，需要采取投油等措施提高燃燒效率。因此，火電調(diào)峰的成本主要由參與調(diào)峰的固定成本分?jǐn)偤屯队痛胧⿴?lái)的機(jī)會(huì)成本組成。而基本調(diào)峰服務(wù)與有償調(diào)峰服務(wù)通常就以最低穩(wěn)燃極限容量為分界

通線。這條分界線可以通過(guò)一個(gè)固定比例來(lái)確定，

常是４也可以根據(jù)實(shí)施區(qū)域內(nèi)火電的０％或者５０％，

１４］

�？傮w情況，通過(guò)某種加權(quán)平均來(lái)動(dòng)態(tài)確定［

通過(guò)對(duì)水電企業(yè)的實(shí)際調(diào)研，可以看出水電機(jī)組調(diào)峰的固定成本主要是調(diào)峰過(guò)程中頻繁調(diào)整出力引起的機(jī)械損失，包括機(jī)組的振動(dòng)加大、轉(zhuǎn)軸磨損加重等。這部分費(fèi)用一般在機(jī)組的折舊成本中已經(jīng)有所考慮，因此，水電調(diào)峰的成本主要應(yīng)考慮其調(diào)節(jié)過(guò)程中的機(jī)會(huì)成本。

２．２　水電調(diào)峰的機(jī)會(huì)成本分析

首先需明確２個(gè)問(wèn)題：①機(jī)組調(diào)峰過(guò)程中所犧牲的發(fā)電容量應(yīng)獲得的利潤(rùn)屬于備用的機(jī)會(huì)成本，不應(yīng)計(jì)入調(diào)峰機(jī)會(huì)成本中；②由于系統(tǒng)備用容量原因而不能按最大可發(fā)出力發(fā)電帶來(lái)的棄水損失雖然習(xí)慣上稱為調(diào)峰損失電量，其實(shí)應(yīng)歸到備用的機(jī)會(huì)—４２—

珚際出力Ｐ和機(jī)組額定出力ＰＮ的比值，相對(duì)流量Ｑ

［］１６１７－

。是實(shí)際流量Ｑ和最大流量Ｑｍａｘ的比值

圖１　額定水頭下水電機(jī)組的耗量特性

Ｆｉ．１　Ｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｄｒｏｏｗｅｒ　　�。纾穑�

ｕｎｉｔｕｎｄｅｒｒａｔｅｄｈｅａｄ　　　

耗水率ρ是表征水電機(jī)組效率的重要參數(shù)，定

／即ρ＝Ｑ義為單位千瓦出力所消耗的水量，Ｐ。額

定水頭下水電機(jī)組的耗水率相對(duì)值如圖２所示，其

耗水率相對(duì)值ρ中，珋是實(shí)際耗水率ρ和最小耗水率ｉｎ的比值。ρｍ

珚的關(guān)系圖２　額定水頭下水電機(jī)組ρ珔與Ｐ

珚ｏＦｉ．２�。遥澹欤幔簦椋铮睿螅瑁椋猓澹簦鳎澹澹睿睿洌校妫瑁洌颍铮铮鳎澹颢叄帷。纾穑稹ˇ�

ｕｎｉｔｕｎｄｅｒｒａｔｅｄｈｅａｄ　　　

由圖２可見(jiàn)，額定水頭下，機(jī)組最小耗水率ρｍｉｎ

·綠色電力自動(dòng)化·　王若谷，等　水電機(jī)組調(diào)峰服務(wù)的成本分析及實(shí)用補(bǔ)償方法

并不對(duì)應(yīng)于機(jī)組額定出力ＰＮ，而是略小于額定出力，即圖中ＰＢ點(diǎn)所示位置�？芍姍C(jī)組因參與

調(diào)峰服務(wù)而做出的加載或減載備用容量，都將使得機(jī)組的耗水率和效率發(fā)生變化。

進(jìn)一步分析額定水頭下耗水率隨出力變化的規(guī)律：減載ΔＰ－出①當(dāng)機(jī)組在０～ＰＢ范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，，加載Δ力時(shí)耗水率相應(yīng)增加ΔＰ＋出力時(shí)耗水率珋＋ρ

，；當(dāng)機(jī)組出力在相應(yīng)減少Δ并且有Δ珋珋珋－＋＞Δ－②ρρρ

加載ΔＰＢ～ＰＮ范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，Ｐ＋出力使耗水

，，率增大δ減載Δ且有Ｐ－出力使耗水率減小δ珋珋＋－ρρ；當(dāng)機(jī)組出力在ＰＢ的一個(gè)鄰域內(nèi)調(diào)節(jié)δ珋δ珋＋＞－③ρρ

加載或減載出力都將使耗水率增大。可見(jiàn)上下時(shí)，

調(diào)整相同出力時(shí)，通常情況下因耗水率增大所損失的水量大于因耗水率減小所節(jié)約的水量。

水電機(jī)組理想出力曲線應(yīng)為全天按相同容量發(fā)電，然而實(shí)際調(diào)度中，常常要求水電機(jī)組頻繁加減出力以提供調(diào)峰服務(wù)，因此可認(rèn)為其全天出力圍繞日

參照日平均出力可以得到機(jī)組的調(diào)平均出力波動(dòng)，

峰電量，故本文選取日平均出力作為基準(zhǔn)。另一方面，經(jīng)常參與調(diào)峰任務(wù)的大型水電機(jī)組出力波動(dòng)幅度較大，且大部分時(shí)段只能達(dá)到額定容量的４０％～

此時(shí)出力調(diào)節(jié)主要對(duì)應(yīng)圖２中出力在０～ＰＢ６０％，

范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的情況。給定時(shí)段內(nèi)以水電機(jī)組平均出力為基準(zhǔn)，則向下調(diào)峰（減載備用）時(shí)因耗水率增大而損失的水量必然大于向上調(diào)峰（加載備用）時(shí)因耗水率減小而節(jié)約的水量。這部分水量本有機(jī)會(huì)發(fā)電獲利，但卻由于調(diào)峰而喪失獲利機(jī)會(huì)，是調(diào)峰的機(jī)會(huì)水量。將這部分水量轉(zhuǎn)換為發(fā)電利潤(rùn)，即是調(diào)峰的機(jī)會(huì)成本。可見(jiàn)，水電調(diào)峰存在機(jī)會(huì)成本，其主要表現(xiàn)為因提供調(diào)峰服務(wù)而導(dǎo)致的機(jī)組發(fā)電效率損失。

必須明確的是，水電機(jī)組提供調(diào)峰服務(wù)和備用服務(wù)的機(jī)會(huì)成本是完全不同的。前者的機(jī)會(huì)成本主要是由于水電機(jī)組出力變化引起耗水率變化，進(jìn)而發(fā)電量減少所致的利潤(rùn)損失；后者的機(jī)會(huì)成本主要是其因預(yù)留備用容量而造成水量損失（即空耗水量）所致的利潤(rùn)減少�？梢�(jiàn)，前者主要是頻繁調(diào)整的效率損失，而后者主要是由于壓低出力的容量損失。

實(shí)際，提出水電機(jī)組調(diào)峰補(bǔ)償?shù)臏y(cè)算思路。

目前，各區(qū)域輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則中關(guān)于火電機(jī)組調(diào)峰的規(guī)則都根據(jù)《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管

，理暫行辦法》區(qū)分了火電機(jī)組的基本調(diào)峰服務(wù)和有償調(diào)峰服務(wù)，且對(duì)有償調(diào)峰服務(wù)按照規(guī)則進(jìn)行補(bǔ)償。

例如２西北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理００９年的《》實(shí)施細(xì)則（試行）規(guī)定“按照調(diào)度指令安排提供有償

按照比基本調(diào)峰調(diào)峰服務(wù)的非供熱燃煤火電機(jī)組，

，少發(fā)的電量，每萬(wàn)千瓦時(shí)補(bǔ)償１分”其中，非供熱燃

煤火電機(jī)組的基本調(diào)峰系數(shù)為６即６０％（０％～低于１００％額定容量范圍內(nèi)的調(diào)峰為基本調(diào)峰，

。另一方面，在實(shí)６０％額定容量的調(diào)峰為有償調(diào)峰）

際系統(tǒng)運(yùn)行中，調(diào)度機(jī)構(gòu)向水電企業(yè)下達(dá)調(diào)峰指令，水電企業(yè)依據(jù)指令做出相應(yīng)調(diào)整。水電機(jī)組向上調(diào)峰時(shí)，機(jī)組耗水率減小、效率提高，水電企業(yè)從中獲利，不需再計(jì)及調(diào)峰成本并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償；同時(shí)，水

不屬于違規(guī)獲利，電機(jī)組是遵從調(diào)度指令進(jìn)行調(diào)節(jié)，

也不應(yīng)對(duì)其進(jìn)行考核。而當(dāng)水電機(jī)組向下調(diào)峰時(shí)，

是由于系統(tǒng)原因?qū)е碌乃娖髽I(yè)利益受損，需要計(jì)及調(diào)峰成本并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。因而只需針對(duì)水電機(jī)組向下調(diào)峰進(jìn)行調(diào)峰成本和補(bǔ)償?shù)臏y(cè)算。

水電機(jī)組向下調(diào)峰時(shí)成本和補(bǔ)償測(cè)算思路如下。）可認(rèn)為水電機(jī)組調(diào)峰過(guò)程中的機(jī)會(huì)成本即是１

其真實(shí)的調(diào)峰成本。對(duì)水電機(jī)組調(diào)峰的補(bǔ)償，需要根據(jù)《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》劃出免予僅對(duì)超出基本調(diào)峰區(qū)間進(jìn)行補(bǔ)償?shù)幕菊{(diào)峰區(qū)間，

對(duì)水電機(jī)組調(diào)有償調(diào)峰的部分按成本補(bǔ)償�？梢�(jiàn)，

峰的補(bǔ)償是基于其調(diào)峰成本的部分補(bǔ)償。

）以水電機(jī)組的日平均出力ＰＡＶＥ作為基準(zhǔn)，上２，下各浮動(dòng)α并將［ＰＮ（ＰＡＶＥ－αＰＮ，α為百分比）

作為水電機(jī)組的基本調(diào)峰區(qū)間。當(dāng)α＝ＰＡＶＥ＋ＰＮ］α測(cè)算得到的是水電機(jī)組調(diào)峰的真實(shí)成本；０時(shí)，α＞０

時(shí)，通過(guò)測(cè)算得到的則是水電機(jī)組調(diào)峰的補(bǔ)償結(jié)果。因此，將水電調(diào)峰成本和補(bǔ)償?shù)臏y(cè)算方法合并論述，下文不再贅述。

））當(dāng)機(jī)組實(shí)際出力值Ｐ（水３ｔＰＮ時(shí)，＞ＰＡＶＥ＋α電機(jī)組工況趨于有利，按照前面討論，不應(yīng)計(jì)及成本并給予補(bǔ)償。

））當(dāng)機(jī)組實(shí)際出力值Ｐ（機(jī)４ｔＰＮ時(shí)，＜ＰＡＶＥ－α組工況趨于不利，使得機(jī)組耗水率增大，此時(shí)應(yīng)計(jì)及成本并給予補(bǔ)償，此時(shí)的調(diào)峰電量Ｗ為：

（）］Ｗ＝［ＰＡＶＥ－αＰＮ）ｔｄｔ－Ｐ（

３　水電調(diào)峰服務(wù)成本及補(bǔ)償實(shí)用測(cè)算方法

通過(guò)上節(jié)分析可知，水電機(jī)組提供調(diào)峰服務(wù)存

在成本，且主要表現(xiàn)為機(jī)會(huì)成本，它是機(jī)組出力頻繁調(diào)整時(shí)，因耗水率變化而導(dǎo)致機(jī)組效率損失產(chǎn)生的。為便于為水電機(jī)組的調(diào)峰服務(wù)制定相應(yīng)的補(bǔ)償措施，有必要對(duì)水電機(jī)組此部分的成本進(jìn)行量化。同時(shí)，本文以國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)發(fā)布的《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》為依據(jù)，并結(jié)合水電調(diào)峰的

）；式中：ＰＡＶＥ－ＰＮ＞Ｐ（ｔαα為基本調(diào)峰系數(shù)。

水電機(jī)組調(diào)峰補(bǔ)償金額的計(jì)算如下。）））用式（對(duì)Ｐ（１１ｔＰＮ的區(qū)間進(jìn)行積＜ＰＡＶＥ－α

—４３—

∫

（）１

（）２０１１，３５２３

　

分，求出其對(duì)應(yīng)的調(diào)峰電量Ｗ。）根據(jù)耗水率概念，在額定水頭下將調(diào)峰電量２

Ｗ折算成其消耗的水量Ｖ：

））［（）］Ｐ（ｔＰＡＶＥ－αＰＮ）ｔｄｔ－Ｐ（　Ｖ＝ρ（

）；））式中：為機(jī)組在額定水ＰＡＶＥ－ＰＮ＞Ｐ（ｔＰ（ｔαρ（

）頭下的耗水率，它是機(jī)組出力Ｐ（的函數(shù)。ｔ

）通過(guò)基本調(diào)峰下界ＰＡＶＥ－α３ＰＮ出力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水耗率ρ將Ｖ折算成不進(jìn)行向下調(diào)峰時(shí)的最少０，可發(fā)電量Ｗ０：

∫

（）２

（）Ｗ０＝３

０ρ

設(shè)水Ｗ０－Ｗ即為進(jìn)行有償調(diào)峰的機(jī)會(huì)電量，

電機(jī)組單位發(fā)電利潤(rùn)為ｐｗ，則其補(bǔ)償金額Ｓ（當(dāng)α＝

為：Ｓ表示成本）０時(shí)，

（）Ｓ＝ｐｗ（Ｗ０－Ｗ）４））為簡(jiǎn)化計(jì)算，實(shí)際測(cè)算時(shí)將式（中的ρ（２）Ｐ（ｔ

）取為積分區(qū)間內(nèi)的平均值ρ，則式（簡(jiǎn)化為：２

（）Ｖ＝ρＷ５

）、）結(jié)合式（式（可得：３４（）Ｓ＝ｐｗＷ－１６

０ρ

為了便于分析調(diào)峰服務(wù)的單位補(bǔ)償價(jià)格，引入調(diào)峰百分比單價(jià)概念。調(diào)峰百分比是指水電機(jī)組提供調(diào)峰服務(wù)所應(yīng)補(bǔ)償?shù)碾娏浚凑{(diào)峰電量）與當(dāng)日實(shí)發(fā)電量以百分比形式表示的比值。調(diào)峰百分比單價(jià)特指每增加一個(gè)調(diào)峰百分比時(shí)調(diào)峰的補(bǔ)償金額。

在實(shí)際采用以上思想分析時(shí)，需要通過(guò)大量水電機(jī)組調(diào)峰的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到水電調(diào)峰的

這可為在輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則中制定水電成本，

調(diào)峰的補(bǔ)償措施提供依據(jù)。具體可參照如下方法：對(duì)為系統(tǒng)調(diào)峰的水電站，以某一α為基本調(diào)峰系數(shù)，以每吉瓦平均出力為基準(zhǔn)，每月調(diào)峰百分比每增加一個(gè)百分點(diǎn)給予一定補(bǔ)償。

需要注意的是，調(diào)峰服務(wù)跟蹤負(fù)荷變化，其波動(dòng)

因此進(jìn)行調(diào)峰成本和補(bǔ)償測(cè)算時(shí)，最好采速度很快，

用分鐘級(jí)的實(shí)際出力數(shù)據(jù)。

圖３　某日３臺(tái)機(jī)組的實(shí)際出力Ｆｉ．３　Ｏｕｔｕｔｓｏｆｔｈｒｅｅｕｎｉｔｓｏｎｏｎｅｄａ　　　　　�。纾穑�

采用本文第３節(jié)介紹的方法，分別取α＝０，

對(duì)３臺(tái)機(jī)組的調(diào)峰成本進(jìn)行測(cè)２０％，３０％，４０％時(shí)，

算，機(jī)組１和２的測(cè)算結(jié)果如表１和圖４所示。機(jī)組３由于出力波動(dòng)幅度小，當(dāng)α＝２０％，３０％，４０％時(shí)均沒(méi)有超出基本調(diào)峰區(qū)間，其有償調(diào)峰電量為０；僅當(dāng)α＝０時(shí)，其調(diào)峰電量為１機(jī)會(huì)電３１．８ＭＷ·ｈ，量為２調(diào)峰成本為０４．６ＭＷ·ｈ，．４９萬(wàn)元。

表１　機(jī)組１和２的調(diào)峰電量及機(jī)會(huì)電量

Ｔａｂ．１　Ｐｅａｋｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｕａｎｔｉｔａｎｄｏｏｒｔｕｎｉｔ　�。纾瘢穑穑　�

ｅｌｅｃｔｒｉｃｏｆｕｎｉｔ１ａｎｄｕｎｉｔ２ｕａｎｔｉｔ　　　　　ｑｙ　

機(jī)組１

／％α０�。玻啊。常啊。矗啊�

調(diào)峰電量／（）ＭＷ·ｈ５７０．６　１０１．９�。叮叮础。常保丁�

機(jī)會(huì)電量／

（）ＭＷ·ｈ３３．９�。玻保薄。保叮丁。梗贰�

機(jī)組２

調(diào)峰電量／

（）ＭＷ·ｈ１１２５．１　　６４１．５�。矗矗保怠。玻矗玻病�

機(jī)會(huì)電量／

（）ＭＷ·ｈ２０２．４１７２．３１４２．８９５．７

）

４　算例分析

設(shè)某水電站額定水頭為１有３臺(tái)容量均００ｍ，

為３機(jī)組的年均耗水率為００ＭＷ的同型機(jī)組，

３／（），／（），單位發(fā)電利潤(rùn)為０３．７５ｍｋＷ·ｈ．２元ｋＷ·ｈ

測(cè)算其調(diào)峰成本。如前所述，水電調(diào)峰波動(dòng)速度較快，取其分鐘級(jí)實(shí)際出力數(shù)據(jù)如圖３所示

。

圖４　調(diào)峰成本及補(bǔ)償測(cè)算結(jié)果

ｅａｋｉｎＦｉ．４�。茫幔欤悖酰欤幔簦椋铮睿颍澹螅酰欤簦螅铮妫悖铮螅簦幔睿洹　　　。穑纾纭�

ｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｔｈｅｉｒ�。�

由圖４可見(jiàn)：機(jī)組２調(diào)峰的成本及補(bǔ)償都遠(yuǎn)大

于機(jī)組１，主要是由于其出力波動(dòng)幅度大，超出基本區(qū)間的調(diào)峰電量遠(yuǎn)大于機(jī)組１；隨著基本調(diào)峰系數(shù)α的增大，調(diào)峰的補(bǔ)償金額逐漸減小，這說(shuō)明可以通過(guò)基本調(diào)峰區(qū)間的范圍大小控制調(diào)峰補(bǔ)償?shù)牧Χ取?/p>

如前所述，為便于制定調(diào)峰服務(wù)補(bǔ)償規(guī)則，將

—４４—

·綠色電力自動(dòng)化·　王若谷，等　水電機(jī)組調(diào)峰服務(wù)的成本分析及實(shí)用補(bǔ)償方法

０％，３０％，４０％時(shí)求得的調(diào)峰補(bǔ)償金額換算為α＝２

調(diào)峰百分比單價(jià)，其測(cè)算結(jié)果如圖５所示。

，（）：Ｐｏｗｅｒ１９９９，３２１１４０４３．－

［］余欣梅，熊信艮，吳耀武，等．電力系統(tǒng)調(diào)峰電源規(guī)劃優(yōu)化模型探３

］（）：中國(guó)電力，討及其應(yīng)用［Ｊ．２００３，３６１４８５１．－

，ＹＵ�。兀椋睿恚澹椋兀桑希危牵兀椋睿椋睿祝铡。伲幔铮鳎酰澹簦幔欤模椋螅悖酰螅螅椋铮睿铮睢　　。铮簦椋恚幔欤恚铮洌澹欤妫铮颍澹幔耄椋睿酰睿椋簦蟋穑澹幔睿螅椋铮睿欤幔睿睿椋睿幔睿洌椋簦蟆　　　　。穑穑纾穑穑纭　。郏�，（）：Ｊ．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ２００３，３６１４８５１．ａｌｉｃａｔｉｏｎ�。穑�

［］王金文，范習(xí)輝，張勇傳，等．大規(guī)模水電系統(tǒng)短期調(diào)峰電量最大４

］（）：模型及其求解［電力系統(tǒng)自動(dòng)化，Ｊ．２００３，２７１５２９３４．－，，，ＷＡＮＧＪｉｎｗｅｎＦＡＮ　ＸｉｈｕｉＺＨＡＮＧＹｏｎｃｈｕａｎｅｔａｌ．Ｓｈｏｒｔ　　�。纾簦澹颍恚澹睿澹颍幔簦椋铮睿螅悖瑁澹洌酰欤椋睿妫铮颍簦瑁澹澹幔耄澹睿澹颍恚幔椋恚椋幔簦椋铮睿铮妗　　　。。纾纾穑纾　。螅悖幔欤澹瑁洌颍铮铮鳎澹颍螅螅簦澹恚螅郏剩荩粒酰簦铮恚幔簦椋铮睿铮妫牛欤澹悖簦颍椋悖欤幔颍澹　　　。穑纾ǎ海校铮鳎澹颍樱螅簦澹恚螅玻埃埃常玻罚保担玻梗常矗。�

［］謝俊，白興忠，甘德強(qiáng)．水電／火電機(jī)組調(diào)峰能力的評(píng)估與激勵(lì)５

［］（）：浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，Ｊ．２００９，４３１１２０７９２０８４．－

圖５　調(diào)峰百分比單價(jià)測(cè)算結(jié)果

Ｆｉ．５　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｓｔｓｅａｋｉｎｅｒｃｅｎｔａｅ　　　�。纾穑纾穑纭�

，Ｂ，ＧＡＮＸＩＥＪｕｎＡＩＸｉｎｚｈｏｎＤｅｉａｎ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄ　　　　ｇｇｑｇ／ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃａａｂｉｌｉｔｏｆｈｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｎｃｅｎｔｉｖｅｅａｋｉｎ　　　�。穑穑纭　。海簦瑁澹颍恚铮澹欤澹悖簦颍椋悖澹睿澹颍幔簦铮颍螅郏剩荩剩铮酰颍睿幔欤铮妫冢瑁澹椋幔睿眨睿椋觯澹颍螅椋簟　　。纾辏纾。ǎ海牛睿椋睿澹澹颍椋睿樱悖椋澹睿悖澹玻埃埃�，４３１１２０７９２０８４．－ｇｇ　

［］衣立東，朱敏奕，魏磊，等．風(fēng)電并網(wǎng)后西北電網(wǎng)調(diào)峰能力的計(jì)算６

］（）：方法［電網(wǎng)技術(shù)，Ｊ．２０１０，３４２１２９１３２．－

，，ＷＥ，ＬｉｄｏｎＺＨＵ　ＭｉｎｉＩＬｅｉｅｔａｌ．ＡｃｏｍｕｔｉｎｍｅｔｈｏｄＹＩ　　　�。纾穑纭。澹幔耄欤铮幔洌颍澹酰欤幔簦椋铮睿幔猓椋欤椋簦铮妫睿铮颍簦瑁鳎澹螅簦茫瑁椋睿幔铮鳎澹颍颍椋洌妫铮颉　　　　　　　。穑纾穑纭。悖铮睿睿澹悖簦澹洌鳎椋簦瑁欤幔颍澹螅悖幔欤澹鳎椋睿洌妫幔颍恚螅郏剩荩校铮鳎澹颍樱螅簦澹怼　。　　。纾�，（）：Ｔｅｃｈｎｏｌｏ２０１０，３４２１２９１３２．－ｇｙ

［］白興忠，江國(guó)琪，王建學(xué)，等．風(fēng)電接入對(duì)西北電網(wǎng)輔助服務(wù)的影７

］（）：中國(guó)電力，響［Ｊ．２００９，４２１２７３７６．－

，Ｊ，ＷＡＮＧ，ｅＢＡＩＸｉｎｚｈｏｎＩＡＮＧｕｏｉｉａｎｘｕｅｔｌ．　　Ｇ�。省。幔纾纾瘢桑睿妫欤酰澹睿悖澹螅铮妫鳎椋睿洌铮鳎澹颍悖铮睿睿澹悖簦椋睿铮睿幔睿悖椋欤欤幔颍螅澹颍觯椋悖澹螅铮妗　　　　　。穑纾　。郏�，，（）：ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａＧｒｉｄＪ．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ２００９４２１２７３７６．　　�。郏菪斐抗猓瑒岳�，黃強(qiáng)，等．對(duì)承擔(dān)電網(wǎng)備用容量任務(wù)的水電站空８

］（）：水力發(fā)電學(xué)報(bào)，耗水量的近似計(jì)算研究［Ｊ．２００３，２２３１１１７．－，Ｌ，ＨＵＡＮＧ　Ｑ，ｅＸＵｈｅｎｕａｎＩＵ　Ｘｉａｏｌｉｉａｎｔｌ．�。谩。幔纾纾纾粒颍铮椋恚幔簦澹悖幔欤悖酰欤幔簦椋铮睿铮妫簦瑁澹鳎幔簦澹颍欤铮螅螅妫铮颍瑁洌颍铮铮鳎澹颍欤幔睿簟　　　　　　　。穑穑穑穑簦幔睿洌猓铮幔洌郏剩荩剩铮酰颍睿幔欤妫洌颍铮澹欤澹悖簦颍椋悖酰睿洌澹颍簦幔耄椋睿。铩。龋纾。蟆。�

，（）：Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ２００３，２２３１１１７．－ｇｇ［］曾鳴，欒鳳奎，劉寶華，等．電力市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方案中水電若干問(wèn)題９

］（）：研究［水利水電技術(shù)，Ｊ．２００３，３７１０７６７８．－

，Ｌ，Ｌ，ｅＺＥＮＧ　ＭｉｎＵＡＮＦｅｎｋｕｉＩＵＢａｏｈｕａｔａｌ．Ｓｔｕｄｏｎ　　�。纾纾。螅铮恚澹颍铮猓欤澹恚螅瑁洌颍铮铮鳎澹颍颍澹欤幔簦澹洌椋睿螅簦幔睿洌幔颍洌椋幔簦椋铮睿螅悖瑁澹恚澹妫铮颉。　　　　。穑穑荩恚幔颍耄澹簦郏剩祝幔簦澹颍遥澹螅铮酰颍悖澹螅幔睿洌龋洌颍铮铮鳎澹颍澹欤澹悖簦颍椋悖铮鳎澹颉　　　　。穑穑ǎ海牛睿椋睿澹澹颍椋睿玻埃埃�，３７１０７６７８．－ｇｇ

［］謝俊，］白興忠，魏建詳，等．西北電網(wǎng)調(diào)峰成本補(bǔ)償研究［浙１０Ｊ．

（）：工學(xué)版，江大學(xué)學(xué)報(bào)：２００９，４３３５８４５８８．－

，Ｂ，ＷＥ，ｅＸＩＥＪｕｎＡＩＸｉｎｚｈｏｎＩＪｉａｎｘｉａｎｔａｌ．Ｓｔｕｄｏｎ　　　�。纾纾纾。郏荩悖铮螅簦悖铮恚澹睿螅幔簦椋铮睿椋睿危铮颍簦瑁鳎澹螅簦茫瑁椋睿幔校铮鳎澹颍牵颍椋洌剩澹幔耄椋睢　　　　　。穑穑纭。海�，２ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅ００９，　�。辏纾纾纭　。ǎ海矗常常担福矗担福福�

［］胡建軍，胡飛雄．節(jié)能發(fā)電調(diào)度模式下有償調(diào)峰補(bǔ)償新機(jī)制１１

［］（）：電力系統(tǒng)自動(dòng)化，Ｊ．２００９，３３１０１６１８．－

Ｊｉａｎｕｎ，ＨＵＦｅｉｘｉｏｎ．ＡｎｏｖｅｌｃｏｍｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍＨＵ　　　　�。辏纾穑铮妫颍澹恚酰睿澹颍幔簦椋觯澹欤铮幔洌澹酰欤幔簦椋铮睿睿洌澹颍睿澹颍螅幔觯椋睿澹幔搿　　　。颉。酢。澹纾纾纾穑洌椋螅幔簦悖瑁妫颍幔恚澹鳎铮颍耄郏剩荩粒酰簦铮恚幔簦椋铮睿妫欤澹悖簦颍椋悖铮鳎澹颉　。铩。拧。校穑ǎ海樱螅簦澹恚螅玻埃埃�，３３１０１６１８．－ｙ

由圖可見(jiàn)，雖然機(jī)組１和２調(diào)峰總成本差距較大，但轉(zhuǎn)化為調(diào)峰百分比單價(jià)表示時(shí)相差不大。取對(duì)應(yīng)于α＝２調(diào)峰其平均值可知，０％，３０％，４０％時(shí)，百分比單價(jià)分別約為２５２９元、３０４８元和３７３１元�！　　�

由圖４、圖５可知，水電調(diào)峰的補(bǔ)償力度和基本調(diào)峰區(qū)間的劃分密切相關(guān)。在具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)該根對(duì)區(qū)域內(nèi)參與調(diào)峰據(jù)本區(qū)域電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性，

的水電機(jī)組的各類典型調(diào)峰數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算，并確定本區(qū)域的具體系數(shù)α。

５　結(jié)語(yǔ)

本文首先明確了電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐中調(diào)峰服務(wù)進(jìn)而通過(guò)分析，指出水電和備用服務(wù)的聯(lián)系與區(qū)別，

機(jī)組調(diào)峰存在成本，并進(jìn)一步給出了其成本和補(bǔ)償可以得到水的實(shí)用測(cè)算方法。通過(guò)典型機(jī)組測(cè)算，

電調(diào)峰的真實(shí)成本區(qū)間以及合理的補(bǔ)償策略，為區(qū)域水電調(diào)峰的輔助服務(wù)管理辦法的制定提供依據(jù)。目前還需進(jìn)一步研究的工作有：水電基本調(diào)峰區(qū)間的合理劃分；比較調(diào)峰電量和調(diào)峰百分比作為調(diào)峰計(jì)量單位的利弊等。

參考文獻(xiàn)

［］廖勝利，］程春田，蔡華祥，等．改進(jìn)的火電調(diào)峰方式［電力系統(tǒng)１Ｊ．

（）：自動(dòng)化，２００６，３０１８９９３．－

，ＣＨＥ，Ｃ，ｅＬＩＡＯＳｈｅｎｌｉＮＧＣｈｕｎｔｉａｎＡＩＨｕａｘｉａｎｔａｌ．　　　�。纾纾桑恚颍铮觯澹洌幔欤铮颍椋簦瑁恚铮妫幔洌酰螅簦椋睿洌椋螅悖瑁幔颍澹澹幔耄猓簦瑁澹颍恚幔臁　　　　。穑纾辏纾纾穑　。郏荩铮鳎澹颍欤幔睿簦螅剩粒酰簦铮恚幔簦椋铮睿铮妫牛欤澹悖簦颍椋悖校铮鳎澹颍樱螅簦澹恚螅玻埃埃�，　　　　　ｐｐｙ（）：３０１８９９３．－

［］宋云亭，］丁明，曹鋼，等．調(diào)峰電源的概率評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用［２Ｊ．

（）：中國(guó)電力，１９９９，３２１１４０４３．－

，Ｄ，Ｃ，ＳＯＮＧＹｕｎｔｉｎＩＮＧ�。停椋睿粒稀。牵幔睿澹簦幔欤校颍铮猓幔猓椋欤椋螅簦椋恪　。纾纾纾郏荩恚澹簦瑁铮洌妫铮颍澹幔耄椋睿欤幔睿簦幔睿洌幔欤椋悖幔簦椋铮睿剩牛欤澹悖簦颍椋悖澹觯幔欤酰幔簦椋铮睢　　　　。穑纾穑穑稹�

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