科学论坛 Ｉ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 抽水蓄能电站运营模式探讨 赵锋董晓亮 （华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司） 探讨了抽水蓄能电站备用容量分类及效益研究和备用效益的计算方法．供大家参考。 ［摘 要］本文分析了抽水蓄能运营模式发展现状及存在问题， ［关键词］抽水蓄能容量电价运营模式 中图分类号：ＴＶ２３３．３＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０Ｉ１）３６—０３７０—０２ １前言 抽水蓄能作为一种启动快速、运行灵活的特殊电源，具有储能、调峰、 调频、调相、备用和黑启动等多种功能，随着我国能源结构不断优化，风电、 力市场应包括发电主市场和辅助服务市场。我国现阶段电力体制改革还处在 初级阶段，抽水蓄能电站的动态效益处于一个“看得到、摸不着”的尴尬境 地。抽水蓄能电站的备用效益不仅仅产生经济效益，还有社会环境效益。抽 核电等新能源大规模发展，用户对电力供应安全和电能质量要求越来越高， 抽水蓄能电站装机规模不断扩大，在电力系统中发挥的作用日益凸显。由于 我国抽水蓄能发展时间较短，对其系统经济效益缺乏客观评价，现行投资机 制、经营模式和电价政策不能确保抽水蓄能电站市场化经营，不利于机组效 能的合理应用。 ２抽水譬能运营模式发展现状及存在问题 ２．１经营模式 现行抽水蓄能电站经营模式有电网经营模式和独立经营模式。电网经营 模式指抽水蓄能电站为电网公司全资建设，并作为系统运行的一个环节，不 具备独立企业法人资格，独立经营模式指抽水蓄能电站为独立建设和运营管 理主体，具有独立企业法人资格。目前国内实际上已建成和在建的抽水蓄能 项目，负责运营管理的主体均为独立法人，名义上为独立经营，但实质上由 电网公司全资建设或控股，属电网公司资产。 ２．２电价模式 抽水蓄能电站电价模式主要包括以下几种。（１）单一电价。按上网电量计 价，且不分时计价．根据发电总成本形成综合上网电量电价。单一电价将抽 水蓄能电站等同于一般电源类型，对电站提供的调峰、调频、备用等服务缺 乏内在激励机制，难以发挥抽水蓄能电站效能。同时，较高的核准电价水平 影响电网公司对抽水蓄能电站调用的积极性，电价行政审批也使电站的市场 运行风险较高。 （２）两部制电价。将上网电价分为容量电价和电量电价两部分，分别反映 电站的固定成本和变动成本。两部制电价需核算项目成本，各项目间难以形 成市场化竞争，且较高的电量电价也在一定程度上影响了电网公司调用抽水 蓄能机组的积极性。 （３）峰谷电价。利用峰谷电价差实现抽水蓄能电站市场化运营，一定程度 上体现了抽水蓄能电站调峰静态效益。国内外定量研究和实际运营经验表明， 不考虑辅助服务市场，只有峰谷电价差达５～６倍方能使抽水蓄能电站有能力 还本付息。此外，峰谷电价模式优化目标为电站调节容量利用最大化，忽略 了其他动态效益。 （４）租赁电价。指抽水蓄能电站将其容量租赁给电网公司，相当于单一的 容量电价。实践经验表明，该模式能有效提高抽水蓄能电站利用效率。但租 赁电价模式下，抽水蓄能电站的唯一市场是电网，而作为收益者的其他类型 发电机组和用户则无需支付费用，缺乏参与系统调控积极性。同时，由于缺 少辅助服务价格信号，电网公司对抽水蓄能电站的使用也超出了一般调峰需 求。 ’ ３抽水蓄能电站备用容量分类及效益研究 目前备用容量的分类方法有很多，主要有以下几种：（１）按作用类型可分 为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用。以上４种备用中，负荷 备用和事故备用是在系统需要时能立即运行的容量，对机组的响应速度要求 很高。（２）按备用状态可分为热备用和冷备用。热备用是指运转中的发电机可能 发出的最大功率与实际发电负荷的差值 冷备用是指未运转的机组可能发出 的最大功率，冷备用可作为检修备用，国民经济备用和一部分事故备用。（３）按 响应速度将备用分瞬时响应备用，１０ ｒａｉｎ旋转备用、１０ ｒａｉｎ非旋转备用、 ３０ ｍｉｎ备用，６０ ｍｉｎ备用和冷备用。 抽水蓄能机组在抽水、发电及停机状态下都可以为系统提供备用。抽水 和发电工况下提供备用按照备用状态和机组响应速度划分均为热备用和旋转 备用。停机状态下提供的备用按不同的标准分类时出现了偏差：按备用状态 划分为冷备用，按机组响应速度划分则为非旋转备用。目前对备用的分类还 没有统一的标准，要对备用效益进行评估，有必要制定统一的备用划分标准。 电力工业走向市场化是必然趋势，我国正在进行“厂网分开，竞价上网” 的电力工业改革，在电力系统中引入竞争，按照公平、公正、公开的原则建 立电力市场，抽水蓄能电站与电网经营企业之间成为相对独立的市场主体。 在传统的电力调度模式下，抽水蓄能电站的备用属于无偿服务，没有以经济 形式体现出来。电力市场环境下，各发电厂均为独立的发电主体，追求自身 利益的最大化，应把备用服务作为一个商品来看待，实现其价值 完善的电 ３７０｝科技博览 水蓄能电站受益主体主要包括：抽水蓄能电站本身、电网、投资主体、系统 中的其他电源、电力用户、社会与环境。抽水蓄能电站的各项效益并不是仅 仅体现于自身，而主要集中体现在电力系统之中，如果从系统中得到的回报 很低，将不利于抽水蓄能电站的发展，因此对其备用效益进行定量分析有着 重要的意义。 ４备用效益的计算方法 目前对备用效益的计算方法尚无统一的标准，不同的学者在计算备用效 益时考虑的角度和具体方法都有所不同，现将其综述如下。 ４．１基于电源结构分析的计算方法 由于抽水蓄能电站在电网中承担备用容量，优化了电网中的电源结构， 改善了电网中其他电源的运行方式，使其发电效益增加，运行和维修费用降 低。计算方法主要有等效替代法和随机模拟法。等效替代法以有抽水蓄能电 站提供备用时系统达到的可靠性水平期望值为标准，求出无抽水蓄能电站情 况下达到此可靠性水平时的替代方案，计算出的采取替代方案多发生的费用 即为抽水蓄能电站的备用效益。随机模拟法采用蒙特卡洛法模拟，首先模拟 出发电系统的运行和检修状态，根据模拟结果计算出发电系统在线工作容量 盈亏过程，基本方案为考虑抽水蓄能电站提供备用容量，对比方案为系统既 有旋转备用之外增设部分备用作为补偿，模拟两种方案的运行过程，当运行 结果等效即降低系统负荷损失电量相同时，基本方案与对比方案比较后节省 的系统支出费用，即为抽水蓄能电站的备用效益。目前用等效替代法计算时 替代方案多发生的费用多取为系统中增加的燃料费和运行费用，运行费用的 增加值指的是系统内火电机组检修费用增加值 实际运行中，由于抽水蓄能 机组提供备用容量，不仅使火电机组的煤耗降低，而且由于避免了火电机组 在运行中负荷的突然增减、机组的频繁起停等，从而降低了强迫停运率，避 免了此过程中机组寿命的损耗。故在计算实例中，应将抽水蓄能电站提供备 用时对火电机组寿命的改善进行经济上的量化。随机模拟法的不足之处体现 在需要输入大量技术数据，且计算量随着参数的增加呈几何级数递增。 ４ ２基千系统可靠性分析的计算方法 由于备用对系统可靠性的价值主要体现在减少了系统的电量不足期望值， 因而减少了系统因缺供电量引起的损失。计算备用效益时可以从减少的电量 不足期望值的角度出发。通过二次随机模拟法计算有、无旋转备用时系统内 电量不足期望值的变化值，即为抽水蓄能机组提供备用时系统增发的电量， 再乘以相应的电价，即得备用效益。有文献在计算减少的电量不足期望值时， 将电力系统中由于机组事故引起的电量损失分为两部分：一是由于提供备用 的机组增荷不够快引起的。二是由于停运容量超过备用容量引起的。可以分 别从计算两部分电量损失的角度计算。 ４．３基于不同备用方式的计算方法 抽水蓄能电站为系统提供的备用分为负荷备用和事故备用。按抽水蓄能 电站在运行中提供备用方式的不同．又可将事故备用划分为延续性事故备用 和间断性事故备用。延续性备用是从抽水蓄能电站的全部装机容量中划分出 部分容量作为专门的事故备用容量，不再承担静态发电任务，专门向系统提 供事故备用。英国的迪诺威克电站即采用这种事故备用方式。此时可以减少 火电机组设计阶段的装机容量和运行阶段的开机容量，由此减少了系统中火 电机组的投资和燃料费用。这种效益无论电站是否提供事故备用，都是客观 存在的．称之为延续性事故备用。延续性事故备用的效益可以用达到相同备 用水平时系统中减少的火电机组的投资或燃料费用来衡量。间断性事故备用 是在抽水蓄能电站优先承担发电任务后，利用其剩余容量向系统提供事故备 用，这种方式下抽水蓄能电站提供备用是间断性的，称之为间断性事故备用。 对于间断陛事故备用，重点在于研究一次事故中备用效益的计算方法。年内 获得的事故备用动态效益值按照其实际提供备用的次数累加即得。通过分析 有无抽水蓄能机组提供事故备用时系统备用机组升荷过程示意图，计算出有 抽水蓄能电站参与时减少事故缺供电量、所降低的事故缺供电力和缩短的事 故持续时间。用这３个指标作为定量评价抽水蓄能电站事故备用效益的指标， 将其用货币的形式表示出来，就是一次事故备用中有抽水蓄能电站的效益。 但由于我国目前还没有详尽、合适的电力系统生产费用资料和社会生产费用 科学论坛 Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ ●Ｉ 小议飞行报告室ＡＦＴＮ发电地址修订 上海浦东飞行报告室为例 高晓峰 （中国民航华东地区空中交通管理局飞行服务中心） 中图分类号：Ｖ３５５ １修订背景 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１１）３６—０３７１—０２ 长的地址库，但面临的问题是如何精简这八十几个地址？就这方面来看，地 址库的修订和改革势在必行。 ２修订过程 随着中国经济的飞速发展，航空已成为越来越多市民出行的首选，中国 民航进入高速发展阶段。新开辟的航线越来越多，越来越复杂，航班量的与 日俱增也给发展中的民航工作带来巨大的挑战。对于空中交通服务也是次巨 大的考验，为适应大航班量，空中交通服务也进行着改革 空中交通服务的改革是多方面的，涉及空中交通管制各个部门，如区域 管制，终端管制，通讯，导航，气象等等。今天就以其中飞行服务中心部门 飞行报告室一个日常业务，拍发领航计划报（ＦＰＬ）加以讨论。领航计划报（ＦＰＬ） 是由空中交通服务单位根据航空器运营人或其代理人提交的飞行计划数据， 拍发给沿航路所有相关空中交通服务单位的电报。其电报中包含航班各种信 息，如航班号，机型机号，机载设备、起飞机场和时间、航路、目的地机场 等等，正确及时拍发一份ＦＰＬ关系航班飞行安全。根据２００６年下发的《民用 航空飞行动态固定格式电报拍发规定》，ＦＰＬ的格式都有规定，通过学习不难 掌握，但根据ＦＰＬ定义“拍发给沿航路所有相关空中交通服务单位”其涉及 拍发的收电地址规定中并未详细说明。 飞行报告室对发报地址的编制这些年来始终是个盲区，《民用航空飞行动 态固定格式电报拍发规定》关于涉及发电地址的内容只是简单说明了电报所 需发送的部门，寥寥数语，缺乏可操作性。对于国内航班由于多年来的模式 和经验，都有准确的发电地址。但对于国际航班拍发电报的发电地址就产生 了疑惑，各国ＡＦＴＮ收电地址编码各不相同，我们又缺少各国ＡＦＴＮ编码的 相关资料或文件说明。给工作带来了不安全因素。 以上海浦东飞行报告室为例，每次开辟新国际航班，报告室对于国外段 ＡＦＴＮ地址编写通常的做法是根据以下三方面进行参考：１．航空公司所提供 的ＡＦＴＮ发电地址；２．领航计划报（ＦＰＬ）中涉及的情报区，进行发电地址编 写・３．地址库中已有的相近目的地城市对发电地址。通过这三方面参考地址 的修改和拼接，基本形成一份新航线ＡＦＴＮ发电地址，但对于其正确性还是 有疑问的。因此每次发完类似的电报都必须关注外国相关部门的反馈，加以 弥补改进。如果是正班此次拍发的发电地址就变成了此目的地的拍发地址库， 若有航线改变修整，就在原来地址库中进行地址增加，这样地址数量越来越 多。虽然目前上海地区飞行报告室主用系统一体化系统、备用系统升级版有 关城市对地址库容量较大．但应急系统航务终端城市对地址库最大容量不能 超过９９个地址。对于终端和区管使用的欧洲猫系统每个城市对不能超过３Ｏ 个地址，而飞欧洲的地址通常都有八九十个。显然系统也不允许有这么多冗 对于修订地址，不能盲然进行，必须以飞行安全作为前期。首先制定修 订方案，决定对问题最为突出的欧洲航线来进行地址库修订。因为欧洲航空 发展历史悠久，系统最先进，操作上比较有保障。欧洲航线长，途中涉及蒙 古、俄罗斯、欧洲各国，地址库一般有八十多个ＡＦＴＮ地址，如：ＺＳＰＤ（上 海浦东）－ＬＦＰＧ（法国巴黎）航线，发电地址就有８２个。因为欧洲有两个 集体收电地址ＥｕｃＢｚＭＦＰ、ＥｕＣＨＺＭＦＰ，最初猜测是否领航计划报只 发给这两个地址就能自动分发下去。若是如此，就可大大缩减欧洲地区的发 报地址，于是对某一浦东飞往欧洲航班进行测试。 测试方式： ． １、ＦＰＬ电报欧洲部分航路只发集体收电地址。 ２、等起飞后再给原先本有的所有地址发起飞报，如与设想的有偏差，那 么相关管制部门收到起飞报后，因没收到ＦＰＬ会向本室索取领航计划报。索 取的部门就是ＦＰＬ漏发的部门。 ３、事先和相关航空公司ＡＯＣ以及机组协调好，能及时得到机组反馈。 ４、全程关注航班动态，直至航班落地。 航班从发报到最后落地要经历ｌ３小时，最后航班都正常落地。经多次和 欧洲不同城市不同航班的测试，验证了当初的猜测。说明飞往欧洲欧共体国 家航班只需这２集体收电地址．诸如情报区地址，机场塔台等地址都可省略。 例如：ＺＳＰＤ（上海浦东）－ＬＦＰＧ（法国巴黎）航线，地址原本有８２个，修 订后为４７个，精简小有成果。虽然欧洲的地址有所删减，但对于其他地区如： 东南亚，美国等地址删减又出现问题，因为这些地区没有集体收电地址。特 别是东南亚地区也不能用类似欧洲的测试方式，这些地区相对欧洲民航发展 落后，对于电报反馈速度极慢，万一漏发地址可能会影响飞行安全。于是就 想到从各国的民航资料进行参考修订，由于现有资料的匮乏，只能利用网络。 通过网上找到了欧 航空情报数据库（ＥＡＤ）、俄罗斯、蒙古的ｅＡＩＰ，在ＡＩＰ ＥＮＲ１．１１中找到了各国ＡＦＴＮ编码的依据，城市对地址库维护进入新阶段。 修订方式： １、观察某城市对一段时间内的领航计划报，确定ｌ５项航路走向和处境 点及１８项中所有的飞越情报区。 ２、根据ＡＩＰ ＥＮＲＩ．１１中各国／地区收电地址编码要求，结合领航计划 资料，将这３个指标都转化成货币的形式有很大的困难，目前只能将电量效 益转换成减少社会产值这一货币指标。 ４．４基于可逆机组运行工况的计算方法 抽水蓄能可逆机组提供备用时的工况不同，产生的效益也不同。在分析 其产生的动态效益时，从可逆机组发电工况提供备用、抽水工况提供备用、停 机时提供备用三方面的不同特性出发，分别考虑了可逆机组灵敏的动态响应 特性效益。对应不同工况引入调峰电价及各工况机组实际运行中备用容量的 使用率，动态响应效益为替代火电机组的燃料费和运行费。分抽水和发电两 种工况计算抽水蓄能机组提供备用的成本为：抽水工况时，在对其增加旋转 备用需求时，成本的增加主要是机组运行费用的增加，故机组实际增加的运 行费用即为抽水工况下机组旋转备用的边际成本，发电工况下，因提供了旋 转备用容量而减少了在电能市场中获得收益的机会，因此减少了电量收益， 提供旋转备用容量时的成本为机会成本，可以直接用该时段的电价来计算。 ４．５基于电力市场角度的计算方法 随着电力体制改革的进行，厂网分开，各电站实行竞价上网，在电力市 场环境下，抽水蓄能电站与电网经营企业之间都成了相对独立的市场主体。 抽水蓄能电站与电网之间存在着发电期权交易关系。在计算抽水蓄能电站动 态备用效益时，引入了一种新的方法一期权评价模型。抽水蓄能电站与电 『司之间存在着发电期权交易关系，两者之间可能会发生的需求与供给的关系。 电网要求抽水蓄能机组能够在需要时提供电能，这部分电能不一定会被利用， 但一旦被利用，则会产生很可观的效益。电网具有在合适的时间内要求抽水 蓄能电站提供电能的权利，但没有义务一定要接受，而抽水蓄能电站有义务 按照电网的要求随时出力，没有拒绝提供电网要求的电能的权利。因机组的 容量有限，抽水蓄能电站在提供备用时的能力和其获得的电量效益是矛盾的， 这种电网与电站间权利和义务的失衡关系要求电网付出一定的费用给抽水蓄 能电站加以补偿，即期权费。这部分期权费与期权合约中规定的一旦提供紧 急出力时所获得的电量效益一起构成全部的动态效益，该思想类似于两部制 电价。 结语 各种抽水蓄能电站的运行方式虽各有其特点，但主要作用均集中在削峰 填谷、调频调相、事故备用等动态功能上。由于抽水蓄能电站既是电源点又 是电力用户，在电力系统中成为电网运行管理的重要工具，对于确保电网安 全、经济、稳定起到了至关重要的作用。 科技博览ｌ ３７１