蓄能电站综合循环效率运行阶段测试及可研阶段估算方法技术

本发明专利技术公开了蓄能电站综合循环效率运行阶段测试和可研阶段估算方法，首先采集抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息，并且计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg以及抽每方水耗电量Kp；同时获取到抽水蓄能电站历史的某年度的运行数据，包括年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin以及年度上库库容差△V；最终根据本发明专利技术综合循环效率计算公式计算出蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法。本发明专利技术方法综合循环效率计算公式将抽水蓄能电站所抽的水在上库的蒸发及渗漏损失也考虑进去，能够快速且准确的计算出抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率，同时能够合理的估算出抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率。

【技术实现步骤摘要】
蓄能电站综合循环效率运行阶段测试及可研阶段估算方法
本专利技术涉及蓄能电站的综合循环效率，特别涉及一种蓄能电站综合循环效率运行阶段测试及可研阶段估算方法。
技术介绍
随着国民经济的高速发展,电网规模越来越大,抽水蓄能电站在电网中的作用与地位日趋显著，已从早期的调峰填谷改善电源品质逐步过渡到电力系统不可或缺的管理工具。抽水蓄能电站，是一种具有启动快、负荷跟踪迅速和快速反应等特性的特殊电站。抽水蓄能电站是我国电力系统发展到一定阶段的产物。欧美和日本的实践表明，电力系统里配备10％左右的抽水蓄能电站，能有效提高系统经济性和安全性。但对于抽水蓄能电站自身的综合循环效率问题却鲜有深入细致的分析，一般认为抽水蓄能电站是四度低谷电换三度高峰电，综合循环效率75％左右，但理论和数学的分析未见报道。目前，对于综合循环效率的计算都比较简单粗糙，大多数运行电厂采用计算期间的上网电量和下网电量之比来计算，精确一点的则是上网电量扣除或加上上库库容差存储电量再除以下网电量；而在抽水蓄能电站规划设计阶段则更粗糙的采用一个业内公知的估值来作电站投资收益分析。事实上，大型抽水蓄能电站综合效率估算相差1％，可以带来每年几千万甚至上亿度电的差别，给电站投资决策带来巨大风险。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，通过该方法可以快速且准确的计算出抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率。本专利技术的第二目的在于提供一种蓄能电站综合循环效率可研阶段估算方法，该方法能够在抽水蓄能电站新建之前预可研和可研阶段较准确的估算出综合循环效率，为抽水蓄能电站的建站投资决策提供更精确的数据，有效降低新建抽水蓄能电站投资决策的风险。本专利技术的第一目的通过下述技术方案实现：一种蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，步骤如下：步骤S1、采集抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息；并且获取抽水蓄能电站历史的某年度以下运行数据，包括年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin以及年度上库库容差△V；根据上述信息计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg以及抽每方水耗电量Kp；步骤S2、根据步骤S1中得到抽水蓄能电站放每方水发电量Kg、抽每方水耗电量Kp以及抽水蓄能电站历史的某年度的年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin和年度上库库容差△V，通过以下公式计算得到抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率η：优选的，所述步骤S1中，根据采集的抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg以及抽每方水耗电量Kp为：优选的，所述步骤S1中，获取的抽水蓄能电站历史的某年度运行数据还包括上库年蒸发渗漏水量Ves；所述步骤S1中，根据采集的抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息计算出抽水蓄能电站抽每方水耗电量Kp：然后根据抽水蓄能电站抽每方水耗电量Kp以及抽水蓄能电站历史的某年度的年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin、上库年蒸发渗漏水量Ves和年度上库库容差△V计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg：优选的，所述步骤S1中，抽水蓄能电站历史的某年度的年度上库库容差△V的获取过程如下：首先获取抽水蓄能电站历史的该年度初始时刻的上库库容V1以及该年度最后时刻的上库库容V2，然后通过以下公式计算出抽水蓄能电站历史的该年度的年度上库库容差△V：△V＝V2-V1。优选的，还包括以下步骤：S3、采集抽水蓄能电站的水泵效率ηp和水轮机效率ηg，然后根据采集抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg以及步骤S2计算的抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率η，最后通过以下公式计算出抽水蓄能电站上库活动水体的存水效率ηw：ηw＝η/ηp·ηg。本专利技术的第二目的通过下述技术方案实现：一种蓄能电站综合循环效率可研阶段估算方法，步骤如下：步骤S1、获取机电设计的水轮机效率ηg和扬程水头H，然后根据获取的机电设计的水轮机效率ηg和扬程水头H计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg；同时，根据抽水蓄能电站规划阶段拟选上库坝址的水文气象资料，获取到抽水蓄能电站预计的上库年天然来水量Vin和上库年蒸发渗漏水量Ves；同时，获取抽水蓄能电站规划阶段的年发电量Eg和年抽水电量Ep；步骤S2、根据步骤S1中得到的抽水蓄能电站放每方水发电量Kg、上库年天然来水量Vin、上库年蒸发渗漏水量Ves以及年发电量Eg和年抽水电量Ep，通过以下公式得到抽水蓄能电站在可研阶段的综合循环效率η的范围：优选的，所述步骤S1中，根据获取的机电设计的水轮机效率ηg和扬程水头H计算出的抽水蓄能电站放每方水发电量Kg为：优选的，所述步骤S1中，根据抽水蓄能电站规划阶段拟选上库坝址的水文气象资料，通过产汇流模型计算出抽水蓄能电站预计的上库年天然来水量Vin和上库年蒸发渗漏水量Ves。更进一步的，所述产汇流模型为新安江模型或流溪河模型。其中在本专利技术中，上述抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率η的计算公式以及抽水蓄能电站在可研阶段的综合循环效率η估算范围的获取原理如下：(1)、抽水蓄能电站中通常包括以下几个重要的概念：抽水效率ηp：指从电网中取得电能抽水到上库期间的能量转换效率。发电效率ηg：指从上库取水发电到送上电网，期间的能量转换效率。抽每方水用电量Kp：指抽1方水到上库，需从电网中取得的电量，包括抽水时所耗的厂用电。放每方水发电量Kg：指从上库引1方水发电，扣除抽水蓄能电站厂用电后送到电网中的电量。年抽水电量Ep：指每年度从电网中取得电能用于抽水以及维持期间抽水蓄能电站厂用电的总电量。年发电量Eg：指每年度放水发电时扣除抽水蓄能电站厂用电后送上电网的电量。抽水功率NP：指水泵工况时，抽水蓄能电站从电网吸收的有功功率。发电功率Ng：指发电工况时，抽水蓄能电站输出到电网的有功功率。上水库水量平衡式为：VP+Vin-Vg-Ves＝△V＝V2-V1；(1)其中：Vg为计算时段累计发电用水量，可以为某年度的年度累计发电用水量；Vp为计算时段累计抽水到上库的水量，可以为某年度的年度累计抽水到上库的水量；Vin为计算时段上库累计天然来水量，可以为某年度的上库年天然来水量；Ves为计算时段上库累计蒸发渗漏水量，可以为某年度的上库年蒸发渗漏水量；△V＝V2-V1为计算时段的库容增量，可以为某年度的年末与年初上库库容差。抽水功率与流量关系：ηpNP＝9.8·Q·H；(2)其中：ηP：水泵效率ηp，即抽水效率NP：抽水功率；Q：抽水流量；H：扬程水头；发电功率与流量关系：Ng＝9.8·ηg·Q·H；(3)其中：ηg：水轮机效率，即发电效率；Ng：发电功率；Q：发电流量；H：发电扬程水头；(2)、根据上述Kp和Kg的定义可得：由上述式(1)以及Kp、Ep、Vg、Eg、Kg定义可得：因此式(1)和(7)可得：由Kp、Kg的定义可知，式(10)的即为每方水的发电量与抽每方水的耗电量之比。(3)、本专利技术将抽水蓄能电站所抽的水在上库的蒸发及渗漏损失考虑在内，准确定义抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率η为：其中m·Ves为抽水蓄能电站所抽的水在上库的蒸发及渗漏损失，由于蒸发和渗漏损失只是在天然来水量和抽水量之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1、采集抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息；并且获取抽水蓄能电站历史的某年度以下运行数据，包括年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin以及年度上库库容差△V；根据上述信息计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg以及抽每方水耗电量Kp；步骤S2、根据步骤S1中得到抽水蓄能电站放每方水发电量Kg、抽每方水耗电量Kp以及抽水蓄能电站历史的某年度的年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin和年度上库库容差△V，通过以下公式计算得到抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率η：

【技术特征摘要】
1.一种蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1、采集抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息；并且获取抽水蓄能电站历史的某年度以下运行数据，包括年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin以及年度上库库容差△V；根据上述信息计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg以及抽每方水耗电量Kp；步骤S2、根据步骤S1中得到抽水蓄能电站放每方水发电量Kg、抽每方水耗电量Kp以及抽水蓄能电站历史的某年度的年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin和年度上库库容差△V，通过以下公式计算得到抽水蓄能电站在运行阶段的综合循环效率η：2.根据权利要求1所述的蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据采集的抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg以及抽每方水耗电量Kp为：3.根据权利要求1所述的蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取的抽水蓄能电站历史的某年度运行数据还包括上库年蒸发渗漏水量Ves；所述步骤S1中，根据采集的抽水蓄能电站的水泵效率ηp、水轮机效率ηg和扬程水头H信息计算出抽水蓄能电站抽每方水耗电量Kp：然后根据抽水蓄能电站抽每方水耗电量Kp以及抽水蓄能电站历史的某年度的年发电量Eg、年抽水电量Ep、上库年天然来水量Vin、上库年蒸发渗漏水量Ves和年度上库库容差△V计算出抽水蓄能电站放每方水发电量Kg：4.根据权利要求1所述的蓄能电站综合循环效率运行阶段测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，抽水蓄能电站历史的某年度的年度上库库容差△V的获取过程如下：首先...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶复萌，华丕龙，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司，
类型：发明
国别省市：广东,44