水电与抽水蓄能机组安全稳定运行与控制研究

建设以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的重要途径。预计至2030 年，风电、光伏发电总装机容量12 亿kW 以上，2035 年我国电力系统最大峰谷差超过10 亿kW，因此迫切需要大量调节电源。水电和抽水蓄能是新型电力系统中调节电源的主体、系统安全稳定运行的关键支撑、新能源大规模发展的重要保障。大力发展抽水蓄能、积极稳妥建设大型水电基地是促进新能源高效消纳，打造灵活可靠电力系统的全球共识。

水电和抽水蓄能电站均具有高水头、大容量、复杂输水系统的发展特点，机组安全稳定运行控制问题日益突出。从外部电网角度来看，风、光等新能源的间歇性和电力负荷的波动性对水电和抽水蓄能的调节速动性和灵活性提出更高要求，水-风-光-储联合运行成为研究热点；从自身电站角度来看，频繁的工况转换将增加机组磨损，缩短运行寿命，较大的装机容量和水流惯性将增加极端工况下机组运行的安全风险。在此背景下，开展水电与抽水蓄能机组安全稳定运行与控制研究具有重要的工程意义和应用价值。

《水电与抽水蓄能》是国内唯一抽水蓄能期刊，引领水电和抽水蓄能科技发展。在编辑部的指导下，本人邀请国内工作在水电行业生产一线的运维者和管理者，以及长期研究水电与抽水蓄能机组运行与控制的学者撰写了5 篇论文，就目前业界关注度比较高的机组运行安全稳定性、水电机组与新能源联合运行灵活性等问题进行了探讨。在理论分析方面，既揭示了水电（抽水蓄能）机组液柱分离条件下水力动态特性，为机组安装高程设计提供了参考；又阐明了流激振荡诱发水电机组超低频振荡的作用机制，并给出了解决方案；亦探讨了紧急甩负荷和突甩负荷的不同极端工况对过渡过程调节保证极值的影响。在运行策略方面，既设计了适用于水电机组的新型鲁棒预测控制器；也采用神经网络等数据驱动方法制定了风光新能源背景下抽水蓄能的联合运行优化策略。

希望这些论文能够引起人们对水电与抽水蓄能机组运行与控制研究的关注，提高水电与抽水蓄能电站的安全性、稳定性与灵活性，为促进间歇性新能源消纳，保障新型电力系统运行质量，推动“双碳”目标实现做出力所能及的贡献。

在此，衷心感谢《水电与抽水蓄能》期刊对本期特别策划栏目的策划、出版所做的细致而专业的工作。