水電與抽水蓄能機組安全穩定運行與控制研究

建設以新能源為主體的新型電力系統是實現“雙碳”目標的重要途徑。預計至2030 年，風電、光伏發電總裝機容量12 億kW 以上，2035 年我國電力系統最大峰谷差超過10 億kW，因此迫切需要大量調節電源。水電和抽水蓄能是新型電力系統中調節電源的主體、系統安全穩定運行的關鍵支撐、新能源大規模發展的重要保障。大力發展抽水蓄能、積極穩妥建設大型水電基地是促進新能源高效消納，打造靈活可靠電力系統的全球共識。

水電和抽水蓄能電站均具有高水頭、大容量、復雜輸水系統的發展特點，機組安全穩定運行控制問題日益突出。從外部電網角度來看，風、光等新能源的間歇性和電力負荷的波動性對水電和抽水蓄能的調節速動性和靈活性提出更高要求，水-風-光-儲聯合運行成為研究熱點；從自身電站角度來看，頻繁的工況轉換將增加機組磨損，縮短運行壽命，較大的裝機容量和水流慣性將增加極端工況下機組運行的安全風險。在此背景下，開展水電與抽水蓄能機組安全穩定運行與控制研究具有重要的工程意義和應用價值。

《水電與抽水蓄能》是國內唯一抽水蓄能期刊，引領水電和抽水蓄能科技發展。在編輯部的指導下，本人邀請國內工作在水電行業生產一線的運維者和管理者，以及長期研究水電與抽水蓄能機組運行與控制的學者撰寫了5 篇論文，就目前業界關注度比較高的機組運行安全穩定性、水電機組與新能源聯合運行靈活性等問題進行了探討。在理論分析方面，既揭示了水電（抽水蓄能）機組液柱分離條件下水力動態特性，為機組安裝高程設計提供了參考；又闡明了流激振蕩誘發水電機組超低頻振蕩的作用機制，并給出了解決方案；亦探討了緊急甩負荷和突甩負荷的不同極端工況對過渡過程調節保證極值的影響。在運行策略方面，既設計了適用于水電機組的新型魯棒預測控制器；也采用神經網絡等數據驅動方法制定了風光新能源背景下抽水蓄能的聯合運行優化策略。

希望這些論文能夠引起人們對水電與抽水蓄能機組運行與控制研究的關注，提高水電與抽水蓄能電站的安全性、穩定性與靈活性，為促進間歇性新能源消納，保障新型電力系統運行質量，推動“雙碳”目標實現做出力所能及的貢獻。

在此，衷心感謝《水電與抽水蓄能》期刊對本期特別策劃欄目的策劃、出版所做的細致而專業的工作。