我國抽水蓄能電站經(jīng)過50年發(fā)展，成為電力系統(tǒng)安全保障和儲能調(diào)節(jié)的堅強支撐。為了從更高層次滿足人民美好生活日益增長對電力消費的需要，解決新時代電力發(fā)展不平衡的問題，結(jié)合電力體制改革的深入，進一步研究抽水蓄能在電力系統(tǒng)和電力市場中的功能定位，推動抽水蓄能發(fā)展理論深化提升迫在眉睫。在當前能源消費增長減速換擋、結(jié)構(gòu)優(yōu)化步伐加快、發(fā)展動力開始轉(zhuǎn)換的能源發(fā)展新常態(tài)下，圍繞能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革工作主線，國家能源局將加快抽水蓄能建設作為推進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和補強能源系統(tǒng)短板的重要內(nèi)容，堅持五大發(fā)展理念，圍繞質(zhì)量第一、效益優(yōu)先的原則，強化治理機制，優(yōu)化支撐平臺，提升社會責任，確保安全健康發(fā)展。

1當前電力系統(tǒng)中的抽水蓄能電站功能定位

當前階段，抽水蓄能在電力系統(tǒng)中以保電網(wǎng)安全穩(wěn)定為主要功能，同時發(fā)揮調(diào)峰填谷、提供消納新能源儲能等綜合功能。

1.1保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，提高供電可靠性和供電質(zhì)量。抽水蓄能首要功能是為電網(wǎng)提供“戰(zhàn)略性”安保服務。目前，我國電力系統(tǒng)已進入大電網(wǎng)運行時代，系統(tǒng)內(nèi)電源結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整優(yōu)化，給電網(wǎng)安全運行帶來新的挑戰(zhàn)。抽水蓄能利用雙向調(diào)節(jié)技術(shù)優(yōu)勢，平抑系統(tǒng)峰谷波動，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性，降低風險。同時，抽水蓄能機組啟停靈活、響應迅速，通過快速跟蹤適應系統(tǒng)負荷急劇變化、電壓和頻率調(diào)節(jié)需要，并能提供緊急事故備用、黑啟動等動態(tài)服務功能，提高系統(tǒng)抵御事故沖擊的能力。

1.2改善燃煤(供熱)機組和核電機組運行狀況，提升系統(tǒng)安全、環(huán)保和經(jīng)濟運行水平。隨著電源結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，系統(tǒng)供需總體平衡有余，燃煤機組運行負荷普遍下降、備用時間長，對燃煤機組金屬部件和設備損害較大。合理安排抽水蓄能機組調(diào)峰填谷，可以減少燃煤機組調(diào)峰幅度和啟停次數(shù)，提高燃煤機組負荷率，降低燃料消耗和污染排放，提高設備運行壽命。核電機組調(diào)峰幅度受技術(shù)和安全制約，而且由于單機容量大，配合抽水蓄能機組運行，可以有效防范機組本身和電網(wǎng)安全的沖擊。

1.3適應新能源持續(xù)快速發(fā)展，提高系統(tǒng)應對大規(guī)模新能源并網(wǎng)安全保障和電能消納能力。近年來，我國新能源快速發(fā)展，風電、光伏已成為我國新增電源裝機重要來源。風電、光伏電源隨機性和間歇性特點突出，穩(wěn)定性較差，大規(guī)模并入電網(wǎng)對系統(tǒng)實時平衡、電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來巨大壓力。同時，我國新能源資源與電力需求在地理分布上存在巨大差異，電源一般都遠離負荷中心，必須遠距離大容量輸送，新能源發(fā)電集中開發(fā)和集中并網(wǎng)后，系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻壓力巨大，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量弱化，加劇電網(wǎng)安全隱患。抽水蓄能電站可以與新能源互補，既可以平滑新能源發(fā)電出力，又可以平衡新能源發(fā)電量的不均衡性、減少新能源對電網(wǎng)的沖擊。同時，抽水蓄能電站的調(diào)峰填谷特性，還能很好地發(fā)揮儲能作用，提升電力系統(tǒng)接納新能源能力。

1.4促進電網(wǎng)安全清潔協(xié)調(diào)和智能發(fā)展，保障特高壓輸電送受端電網(wǎng)安全。建設以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)，推動電力系統(tǒng)向“廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享”新一代電力系統(tǒng)升級，是未來電力系統(tǒng)發(fā)展必然。利用大型抽水蓄能電站的有功功率、無功功率雙向、平穩(wěn)、快捷的調(diào)節(jié)特性，承擔特高壓電網(wǎng)的無功平衡和改善無功調(diào)節(jié)特性，對電力系統(tǒng)起到非常重要的無功/電壓動態(tài)支撐作用，有效防范電網(wǎng)發(fā)生故障的風險，防止事故擴大和系統(tǒng)崩潰。

2電力市場中的抽水蓄能電站功能定位

2.1當前我國抽水蓄能電站建設運營模式基本情況。當前我國抽水蓄能電站的建設和運營主體主要還是以電網(wǎng)公司為主導。近幾年來，國家鼓勵社會資金和其他多種渠道參與抽水蓄能電站的投資建設。關(guān)于抽水蓄能電站的效益，主要分為電量效益和容量效益2個部分。抽水蓄能電站的電量效益由發(fā)電和抽水的電量和電價形成。即電量效益=發(fā)電電量×發(fā)電電價-抽水電量×抽水電價。容量電價主要體現(xiàn)抽水蓄能電站提供備用、調(diào)頻、調(diào)相和黑啟動等輔助服務價值，按照彌補抽水蓄能電站固定成本及準許收益的原則核定。

2.2電力市場中抽水蓄能電站功能定位研究的意義。對抽水蓄能的認識由“定性”向“定量”提升，是對抽水蓄能電站能發(fā)展和管理提升的內(nèi)在要求。與其它電源形式相比，抽水蓄能電站功能更多，運行方式更復雜，致使長期以來對其功能價值的研究以定性分析為主，定量分析相對缺失。抽水蓄能電站開發(fā)建設周期長，投資大，要求抽水蓄能企業(yè)高度重視抽水蓄能的投資決策風險，對其功能、價值和市場前景進行“定量”分析，提升決策水平，降低決策風險。

2.3電力市場中抽水蓄能電站功能定位研究的主要問題。

(1)關(guān)于抽水蓄能電站的運行方式。在競爭的電力市場中，電能和輔助服務的價值通過相應的電價得以體現(xiàn)。而在完全開放的電力市場中，電價一般通過市場的競標或者雙向合同的談判確定。由于抽水蓄能電站具備良好的調(diào)峰填谷特性以及提供多種輔助服務的特性，在競爭性的電力市場環(huán)境下，抽水蓄能電站可以發(fā)揮比較大的作用，因此其運行方式也會比較特殊和復雜。在電力市場條件下，電力調(diào)度機構(gòu)和電站運行管理單位應加強對已建抽水蓄能電站運行情況和利用狀況的分析，結(jié)合區(qū)域電力系統(tǒng)實際，研究抽水蓄能電站在電力市場中承擔的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、備用等任務，以及與新能源電站聯(lián)合優(yōu)化運行方案，科學合理確定抽水蓄能電站經(jīng)濟運行方式，促進抽水蓄能電站作用的有效發(fā)揮。電網(wǎng)企業(yè)應該根據(jù)電力市場化改革的發(fā)展情況，不斷調(diào)整完善電價機制，制定電力系統(tǒng)輔助服務政策，最終形成以市場起決定性作用的抽水蓄能電站運營機制。

(2)科學審視抽水蓄能電站的節(jié)煤效益。系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)對于抽水蓄能的節(jié)煤效益有重大影響。抽水蓄能機組的節(jié)煤效益，與電網(wǎng)中常規(guī)火電機組的類型和系統(tǒng)綜合負荷率有一定關(guān)系，但關(guān)系不大。在不計電站建設、運營成本的情況下，當承擔緊急事故備用功能、基本不發(fā)生抽/發(fā)電量時，抽水蓄能電站的節(jié)煤效益達到最大值。當承擔調(diào)峰填谷功能時，抽水蓄能電站的節(jié)煤效益隨著抽/發(fā)電量增加而降低。抽水蓄能機組的節(jié)煤效應，不足以支撐其投資和運營成本的回收。開展抽水蓄能電站建設技術(shù)必要性和經(jīng)濟可行性評價和投資決策，需要進一步綜合考慮其他因素，或者尋找別的指標。

(3)定量分析電力系統(tǒng)調(diào)頻原理、調(diào)頻需求，科學評價抽水蓄能電站調(diào)頻服務能力。常規(guī)意義上的調(diào)頻，主要指一次調(diào)頻、二次調(diào)頻。對于電力系統(tǒng)的售電價而言，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻所占比重都是微乎其微的。過度夸大抽水蓄能的調(diào)頻功能，一般都是對調(diào)頻與緊急事故備用(應對)功能的混淆。對頻率控制進行深入分析，厘清抽水蓄能機組在不同類型調(diào)頻事件中的功能特點，是認識抽水蓄能對電力系統(tǒng)功能的有效切入點，對于準確把握抽水蓄能的功能有著重要意義。

(4)科學分析抽水蓄能低谷調(diào)峰基本原理，定量分析抽水蓄能低谷調(diào)峰技術(shù)和經(jīng)濟價值。就調(diào)峰問題而言，高峰、低谷2個典型時間點的發(fā)電調(diào)整能力，是電力系統(tǒng)容量平衡的關(guān)鍵。針對電力系統(tǒng)的低谷調(diào)峰需求，棄風、調(diào)停常規(guī)火電機組、建設運行抽水蓄能等不同電源方案的技術(shù)價值相當。如果要作出科學的投資決策，需要進一步比較不同電源方案的經(jīng)濟指標。以調(diào)峰填谷功能為主的抽水蓄能電站的能量指標(電站裝機容量和機組利用小時數(shù))確定原則，應以抽水需求為導向，而不是傳統(tǒng)的發(fā)電需求。抽水蓄能電站在調(diào)峰填谷中的作用，表現(xiàn)為避免常規(guī)火電機組停機/重啟調(diào)峰，而不是傳統(tǒng)意義上的降低常規(guī)火電機組低谷時段發(fā)電煤耗。調(diào)峰填谷型抽水蓄能的價值，與常規(guī)火電機組技術(shù)進步，特別是低谷調(diào)峰能力的改善和停機重啟技術(shù)方案和經(jīng)濟性的變化息息相關(guān)。

3建議

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)和當前不完全的電力市場環(huán)境條件下，電價并不能完全反映出抽水蓄能電站的功能和價值。在未來的市場環(huán)境下，電力系統(tǒng)中抽水蓄能的功能大致分為兩類：一是為系統(tǒng)提供普通服務。這類服務技術(shù)上有替代方案，需要通過經(jīng)濟性比較，作出投資決策。二是為系統(tǒng)提供戰(zhàn)略性服務。這類服務在技術(shù)上沒有替代方案，不容易通過經(jīng)濟可行性進行分析。這類服務，需要系統(tǒng)的需求方(電網(wǎng))就服務的必要性和合理規(guī)模提出建議，經(jīng)國家有關(guān)部門確認后，納入電網(wǎng)容許成本，確定投資收益機制。通過以上分析，筆者建議，一是對傳統(tǒng)的抽水蓄能電站功能定位理論進行系統(tǒng)全面總結(jié)，為進一步分析研究奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。二是建立抽水蓄能電站的功能特性與電力系統(tǒng)需求的具體技術(shù)、經(jīng)濟指標關(guān)系。三是以功能定位為基礎(chǔ)，形成全面系統(tǒng)的抽水蓄能發(fā)展理論體系、技術(shù)標準體系，投資決策指標體系，運營監(jiān)管指標體系，系統(tǒng)解決項目開發(fā)建設的技術(shù)必要性、經(jīng)濟可行性、政策支撐等核心問題。

作者:宋自飛      單位:廣東省水利電力規(guī)劃勘測設計研究院