摘要：本文通过等效替代法和随机生产模拟法的使用，分析抽水蓄能电站运行工况，并结合某抽水蓄能电站运行工况，计算其日出力运行工况，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：效益分析；抽水蓄能电站；运行工况
引言：在社会经济发展的背景下，用电需求不断增加，对电网建设和发展提出了更加严格的要求，就实际情况而言，现阶段电网发展模式尚存在诸多的不足，而分布式发电和负荷侧管理等先进方法，受到了电力行业的关注。因此对此项课题进行研究，其意义十分重大。
一、效益分析模型
通过查阅资料得知，抽水蓄能电站静态效益由以下部分构成：
（1）容量效益。在电网系统中，抽水蓄能电站发挥了重要的作用，具体表现为对电网系统中的发电和备用容量所取代，使火电装机容量大幅度下降，电力系统运行和投资成本也会因此而减少，通过这种方式所增加的效益，就是所谓的容量效益；
（2）削峰填谷效益。抽水蓄能电站在运行过程中，会使用大量的燃料用于发电和抽水，同时，还可以对火电机组的调峰和运行状态加以改善，有利于节省发电成本和材料损耗，经对比得知，抽水蓄能电站所产生的效益高于普通的火电机组，这个增加的效益，就是所谓的削峰填谷效益[1]。
二、等效替代方案
通过基本方案合等效替代方案的比较，得到二者间的运行费用差值，这个差值多为年费差值，这是容量效益常用的分析方法，具有十分良好的应用效果。将某地区电网能源资源条件和结构作为依据，设计了三个替代方案，分别为煤电方案、燃气方案和煤电与燃气融合方案。
（一）不同方案的装机容量差值
假设上述方案均能满足电网运行需求，对其装机容量进行分析，并确定三者间的差值，其结果如下所述：
（1）煤电方案：装机总容量为94.5，装机容量差值为4.5；
（2）燃气方案：装机总容量为94，装机容量差值为4；
（3）煤电和燃气融合方案：其中燃气机组为47，燃气火电为48，装机总容量为95，装机容量差值为5；
（4）抽水蓄能方案：装机总容量为90。
（二）不同方案的实施费用
通过上述分析可知，三种替代方案与抽水蓄能方案相比，存在一定的差值。在明确三种方案与抽水蓄能方案的容量差值后，接下来计算不同方案的费用。
投资费用：将燃煤设备投资成本、施工周期和投资比例作为指标，对不同方案的费用进行计算；
燃料费用：将电力电量平衡作为依据，对发电机组在负荷图上所处的位置进行确定，然后基于边际成本最小原则，使不同机组承担相应的负荷，以此为基础，对其资源损耗情况加以计算，最终明确燃料费用；
总费用限制：将不同方案的流程作为依据，结合现阶段的资金折现率，对不同方案的费用价值进行计算。计算结果如下所述：
（1）煤电方案的总成本为4.85亿元；
（2）燃气方案的总成本为5.56亿元；
（3）煤电和燃气融合方案的总成本为5.31亿元。
通过分析上述结果可知，在上述方案中，总投入费用最低的方案为煤电方案，出于成本方面的考虑，选择煤电方案作为对比方案[2]。
三、容量效益分析
在方案选择完成后，接下来计算旧有方案和替代方案的费用，在计算费用时，可以应用下述公式：
BC=OC+K0[2]；
在上述公式中，一年的费用由BC表示；现金折现率由i表示；一年期的运行费用由OC表示；投资回收的期限由n表示。
通过对比两种方案的费用，可以得到电站容量效益计算公式：
CB=△BC=BC煤电方案-BC旧有方案；在计算后得到了容量效益，其结果如下所述：
（1）煤电方案指标：装机容量为9.38万千瓦、固定资产投资费用为4.298亿元、静态投资费用为4.298亿元、固定资产价值为4.589亿元、建设期利息为0.321亿元、流动资金为0.148亿元，总投资为4.775亿元。
（2）抽水蓄能电站：装机容量为8.9万千瓦、固定资产投资费用为2.89亿元、静态投资费用为2.87亿元、固定资产价值为3.18亿元、建设期利益为0.18万元、流动资金为0.08亿元、容量效益为每年0.06亿元。
四、削峰填谷的效益
在容量效益计算完成后，需要对削峰填谷效益进行计算，计算的方案主要包括煤电方案合抽水蓄能方案。其计算步骤如下所述：
（1）将系统持续负荷曲线作为依据，获得原始等效电量函数；
（2）合理计划两种方案机组的启动顺序，这里指的机组分别为火电以及水电机组。其排序原则为在负荷曲线的基础位置，安排机组最小出力，然后将腰荷和高负荷期间的燃煤大小情况为依据，对顺序进行准确的排列，同时，确保水电机组的运行效果；
（3）在机组启动顺序合理计划后，基于等效电量函数，对火电机组的发电量以及发电不足概率进行准确计算；
（4）对比火电机组的发电量和燃煤量，准确计算燃煤机组发电耗煤率。
通过上述模拟过程的运用，计算得到燃煤机组发电耗煤率差值，抽水蓄能电站的削峰填谷效益即可由这个差值表示。
通过上述分析可知，机组启动顺序与削峰填谷效益存在密切的关联，因此，如何界定机组启动和关闭的时间，对于效益而言会产生直接的影响，简言之，火电机组容量与抽水蓄能电站担当容量存在正向关联。
以某地区电网为例，据了解得知，夏季是用电的高峰期，电网供电负荷曲线的变化特点为早晨和中午属于用电高峰，尤其是中午用电量甚至会超过早晨。在夜间，同样存在用电高峰期，集中于夜间11点左右，与早晨和中午相比，夜间用电主要为生活负荷，故持续时间较长，可达1小时以上。满足顶峰需求，是蓄能电站的工作原则，故机组在顶峰期间全功率运行，在低峰期应适当抽水，以此来预防可能会出现的突发事件。
通过递归法的使用，计算顶峰负荷，计算结果表明，顶峰负荷与最高负荷极为接近，二者的差值不超过5%，简言之，在削峰填谷时，只能选择最高负荷附近区域的峰值，故在午间负荷下降时安排抽水即可。
结论：综上所述，在社会经济发展的背景下，社会用电需求不断增加，对电网运行质量和效率提出更高的要求，为满足社会用电需求，对电网进行改造，优化抽水蓄能电站的运行工况尤为关键。通过对装机容量和削峰填谷效益的分析，认为抽水蓄能电站容量会受到经济因素、利率和税金等因素的影响，但不会受到机组运行因素和开机时间的影响。
参考文献：
[1]李青,姜海军,李硕,等.深圳抽水蓄能电站机组工况转换控制流程设计与应用[J].水电站机电技术,2020,43(01):7-8+41.
[2]董洋,李相颉,王启媛.抽水蓄能电站发电机继电保护配置及功能分析[J].内蒙古电力技术,2019,37(06):36-38+45.