風(fēng)電容量可信度

根據(jù)定義，風(fēng)電容量可信度的核心在于電力系統(tǒng)可靠性(充裕度)的評估，因此，其主要計算方法也來白可靠性的計算方法，為了提高風(fēng)電容量可信度的計算效率，國內(nèi)外學(xué)者們也提出了解析化的計算方法，此外，還提出了峰荷負(fù)荷率法以及優(yōu)化模型法等計算方法。風(fēng)電容量可信度的評估時問維度一般與中長期可靠性評價維度相同，一般以年度為時間單位。

風(fēng)電容量可信度基于可靠性評估的方法

基于可靠性評估的風(fēng)電容量可信度計算方法的基本原理是：首先評估包含風(fēng)電的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，并引入一等效系統(tǒng)，在等效系統(tǒng)中添加虛擬機(jī)組或降低負(fù)荷后評估等效系統(tǒng)的可靠性，對比實際系統(tǒng)與等效系統(tǒng)的可靠性并調(diào)整等效系統(tǒng)的設(shè)置，通過不斷的迭代使等效系統(tǒng)可靠性與實際系統(tǒng)相同，進(jìn)而得到風(fēng)電容量可信度?；诳煽啃缘娘L(fēng)電容量可信度計算主要包含風(fēng)電場出力的建模、系統(tǒng)可靠性的計算、可靠性基準(zhǔn)選擇以及可信容量的搜索4個環(huán)節(jié)，下面將分別綜述這4個環(huán)節(jié)中不同的方法與模型，現(xiàn)有的基于可靠性的風(fēng)電容量可信度計算方法均可歸納為這4個環(huán)節(jié)中方法的不同組合。

（1）風(fēng)電場出力的建模方法

風(fēng)電容量可信度評估中采用風(fēng)電場出力長期不確定性模型。風(fēng)電出力具有問歇性，其出力在0至其裝機(jī)容量范圍內(nèi)均有可能出現(xiàn)，因此風(fēng)電可靠性模型建模中無法采用常規(guī)機(jī)組的經(jīng)典兩狀態(tài)模型?，F(xiàn)有模型可分為考慮出力時序的模型以及不考慮出力時序的模型。前者可分為多狀態(tài)機(jī)組等效模型以及風(fēng)電出力概率密度模型，后者主要包括采用風(fēng)電歷史出力曲線和采用風(fēng)電時序出力模擬模型。

（2）可靠性計算方法

考慮風(fēng)電接入的可靠性計算本質(zhì)上與傳統(tǒng)系統(tǒng)可靠性計算方法相同，因此現(xiàn)有的可靠性計算方法均可用于考慮風(fēng)電接入的可靠性計算。風(fēng)電容量可信度計算中，大多數(shù)僅考慮發(fā)電側(cè)系統(tǒng)可靠性，即系統(tǒng)充裕度評估，少數(shù)文獻(xiàn)考慮了發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性。由于風(fēng)電容量可信度評估涉及到等效系統(tǒng)的可靠性評估問題(將風(fēng)電等效為虛擬常規(guī)機(jī)組)，發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估中存在虛擬機(jī)組連接節(jié)點選擇的問題，不同連接節(jié)點的選擇對風(fēng)電容量可信度計算結(jié)果有一定影響，進(jìn)而會引起結(jié)果比較基準(zhǔn)不一致的問題。因此，風(fēng)電容量可信度的計算一般在系統(tǒng)充裕度的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論。計算方法一般包括：卷積法、蒙特卡羅法、序列運算法及通用生成函數(shù)法及智能算法 。

（3）容量可信度計算中的可靠性準(zhǔn)則

風(fēng)電可信容量在等可靠性的基礎(chǔ)上定義風(fēng)電可以替代其他常規(guī)機(jī)組或帶負(fù)荷的能力。其中等可靠性這一準(zhǔn)則依賴于可靠性指標(biāo)的選取。絕大多數(shù)可信容量計算中選取系統(tǒng)電力不足功率或EENS作為原系統(tǒng)與等效系統(tǒng)的可靠性的比較標(biāo)準(zhǔn)。

（4）容量可信度搜索方法

基于可靠性評估的風(fēng)電容量可信度計算中，風(fēng)電容量可信度需要通過向不含風(fēng)電的等效系統(tǒng)中添加虛擬機(jī)組容量(或降低負(fù)荷)并反復(fù)試探確定的。隨著系統(tǒng)中虛擬機(jī)組容量的提高(或負(fù)荷的降低)，系統(tǒng)可靠性單調(diào)上升，可信容量計算的目標(biāo)是找到與原系統(tǒng)可靠性相等的等效系統(tǒng)。容量可信度搜索方法實質(zhì)上是一維搜索的過程，主要方法包括二分法和截弦法。

風(fēng)電容量可信度解析法

在基于可靠性的計算方法之外，部分研究另辟蹊徑，希望從風(fēng)電可信容量的定義出發(fā)推導(dǎo)其解析表達(dá)式，以期降低風(fēng)電容量可信度的計算量并更直觀的揭示風(fēng)電容量可信度的影響因素。解析法主要括Garver近似法、z統(tǒng)計量法、可靠性函數(shù)法以及經(jīng)驗公式法。

風(fēng)電容量可信度其他方法

（1）峰荷負(fù)荷率法

眾多研究表明，系統(tǒng)峰荷時對應(yīng)的風(fēng)電負(fù)荷率可以作為風(fēng)電可信容量很好的近似。由于這種方法估計風(fēng)電容量可信度的計算量極小，因此也成為風(fēng)電容量可信度計算中的一類重要簡化方法，即峰荷負(fù)荷率法。有文獻(xiàn)對峰荷負(fù)荷率法的研究表明，取Top3000小時的負(fù)荷對應(yīng)的風(fēng)電容量因了就可以準(zhǔn)確的估計風(fēng)電容量可信度。峰荷負(fù)荷率法僅在風(fēng)電接入比例較低的情況下比較準(zhǔn)確，不適用于風(fēng)電接入比例較大的情形。

（2）優(yōu)化法

有文獻(xiàn)提出了采用優(yōu)化模型計算風(fēng)電容量可信度的方法，優(yōu)化模型的白變量為常規(guī)機(jī)組的規(guī)劃決策，約束條件為可靠性指標(biāo)約束。該方法采用優(yōu)化模型求解系統(tǒng)去除風(fēng)電后要達(dá)到原有的可靠性水平所需要的最少的機(jī)組常規(guī)機(jī)組容量，得到的優(yōu)化結(jié)果即為風(fēng)電可信容量。

風(fēng)電容量可信度不同方法的討論

上述各類計算方法中風(fēng)電出力建模方式以及假設(shè)條件決定了其計算精度以及適用場合?；诳煽啃缘挠嬎惴椒軌蚓?xì)化的考慮風(fēng)電出力以及負(fù)荷的時序特性，同時能夠考慮可靠性計算中的多種因素，對于系統(tǒng)邊界條件變化時的魯棒性較好，因此適用于精細(xì)化計算的場合。但是基于可靠性的計算方法存在隨機(jī)采樣收斂效率較低的問題，一些避免隨機(jī)采樣的方法存在考慮因素不夠全面的問題，需要根據(jù)實際需要謹(jǐn)慎選擇。解析法以及峰荷容量因了法能夠十分直觀和快速的計算風(fēng)電容量可信度，但其模型對于風(fēng)電的建模比較粗糙，其假設(shè)條件往往過于理想，實際電力系統(tǒng)往往難以全部滿足其假設(shè)條件，因此該類方法僅適用于對于計算速度要求較高，對精度要求不高或風(fēng)電及系統(tǒng)詳細(xì)數(shù)據(jù)難以獲取的場合。

國際能源署IEA在風(fēng)電領(lǐng)域的重要研究項目IEATAST25中研究了風(fēng)電容量可信度的問題。研究中采用可信容量ELCC定義，研究中分別采用了基于風(fēng)電時序出力的卷積法以及不考慮風(fēng)電時序的蒙特卡洛法計算風(fēng)電可信容量。2008年IEEEPES General Meeting會議上，成立了“風(fēng)電可信容量”專門研究小組，全面總結(jié)了國際上對風(fēng)電可信容量的研究成果，經(jīng)過對多種計算方法的對比，推薦以ELCC作為風(fēng)電容量可信度的定義，選擇基于風(fēng)電時序出力的以及COPT的卷積法作為風(fēng)電可信容量的推薦方法。

風(fēng)電容量可信度揭示了風(fēng)電對系統(tǒng)充裕度的貢獻(xiàn)，回答了在等可靠性意義下風(fēng)電能夠供應(yīng)多少負(fù)荷的問題。風(fēng)電容量可信度的影響因素是其研究中的一類重要問題，它不僅能夠指導(dǎo)電力規(guī)劃中通過優(yōu)化提高風(fēng)電對系統(tǒng)充裕度的貢獻(xiàn)，同時還能夠揭示風(fēng)電容量可信度計算中的建模誤差對容量可信度計算結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。風(fēng)電容量可信度的影響因素可分為與風(fēng)電場白身有關(guān)的影響因素以及與系統(tǒng)有關(guān)的影響因素兩類 ，如圖2所示。

（1）平均風(fēng)速

風(fēng)電場的平均風(fēng)速很大程度上代表了風(fēng)資源的優(yōu)劣，直接決定了風(fēng)電場出力的容量因了。眾多研究表明:風(fēng)電場平均風(fēng)速越大，風(fēng)電場的容量因了越大，其容量可信度也越大。多個風(fēng)電容量可信度解析化模型中均包含風(fēng)電容量因了這一項，也從另一個方面印證了這一點。

（2）風(fēng)電出力與系統(tǒng)負(fù)荷的相關(guān)性

電力系統(tǒng)充裕度表示電力系統(tǒng)的發(fā)電能夠滿足負(fù)荷的能力。在負(fù)荷高峰時期，若風(fēng)電高出力的可能性越大，則風(fēng)電對系統(tǒng)充裕度的貢獻(xiàn)也越大，因此可知，風(fēng)電出力和負(fù)荷的相關(guān)性越強(qiáng)，其容量可信度越大。風(fēng)電與系統(tǒng)負(fù)荷的相關(guān)性主要由負(fù)荷以及風(fēng)的季節(jié)性與日特性決定，例如在我國內(nèi)蒙及東北地區(qū)，負(fù)荷高峰期出現(xiàn)在冬天，風(fēng)電在冬天的平均出力也較大，因此從全年時問維度上風(fēng)電與負(fù)荷呈現(xiàn)正相關(guān)的統(tǒng)計特性。一些風(fēng)電容量可信度計算方法往往無法考慮風(fēng)電以及負(fù)荷的時序特性(即認(rèn)為風(fēng)電出力與負(fù)荷之問相互獨立)，用這類方法評價風(fēng)電容量可信度時計算結(jié)果可能比實際情況偏低。

（3）多風(fēng)電場出力之問的相關(guān)性

眾多研究表明，當(dāng)評價多個風(fēng)電場整體的容量可信度時，多個風(fēng)電場出力相關(guān)性越低，其容量可信度越高。多風(fēng)電場的平滑效應(yīng)會降低風(fēng)電的出力的問歇性，進(jìn)而提高風(fēng)電對系統(tǒng)充裕度的貢獻(xiàn)。這個效應(yīng)在風(fēng)電接入比例較高的情況下尤為明顯。反而言之，若計算中忽略多風(fēng)電場之問的相關(guān)性，則會使容量可信度計算結(jié)果偏高。

（4）風(fēng)電場的尾流效應(yīng)

風(fēng)電場的尾流效應(yīng)將影響風(fēng)向下游的風(fēng)機(jī)的出力，研究表明，考慮尾流效應(yīng)后相比不考慮尾流效應(yīng)時風(fēng)電的容量可信度下降。

（5）風(fēng)電接入比例

眾多研究表明，風(fēng)電容量可信度隨風(fēng)電接入比例的增加而下降，部分文獻(xiàn)中也將風(fēng)電接入比例稱為風(fēng)電滲透率。有研究評估了歐美多個國家和地區(qū)的風(fēng)電接入比例從0%提升至5 0%情形下的容量可信度，計算結(jié)果中所有國家和地區(qū)的風(fēng)電可信容量均隨風(fēng)電裝機(jī)比例的增加而下降，部分地區(qū)降幅達(dá)到60%以上(從35%降至10%)。風(fēng)電容量可信度隨風(fēng)電接入比例下降的根本原因在于地理位置相近的風(fēng)電場的出力均或多或少存在一定的相關(guān)性，導(dǎo)致新增風(fēng)電場對系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)產(chǎn)生飽和效應(yīng)，若系統(tǒng)新增風(fēng)電場與現(xiàn)有風(fēng)電場出力均不相關(guān)，則風(fēng)電場整體容量可信度不會大幅下降。

（6）風(fēng)電場在系統(tǒng)的電氣位置

在考慮輸電可靠性的風(fēng)電容量可信度評估研究中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電場在電力系統(tǒng)中的接入位置也對其容量可信度有所影響。

（7）儲能設(shè)備

儲能設(shè)備能夠抑制風(fēng)電出力的問歇性，通過對儲能系統(tǒng)的充放電控制，能夠在系統(tǒng)凈負(fù)荷較低、充裕度較大時儲存風(fēng)電產(chǎn)生的電能，而在系統(tǒng)凈負(fù)荷較高，充裕度較低時釋放電能。從系統(tǒng)充裕度的角度而言，在谷荷充電時對系統(tǒng)充裕度的降低作用并不明顯，而在峰荷時放電對系統(tǒng)充裕度提升效應(yīng)十分明顯。因此，考慮風(fēng)儲設(shè)備聯(lián)合運行時，其容量可信度將比風(fēng)電場單獨運行時明顯升高。這種效應(yīng)在孤島系統(tǒng)中尤為明顯。

（8）互動負(fù)荷

與儲能設(shè)備的原理相同，引入能夠響應(yīng)風(fēng)電波動的互動負(fù)荷也能夠提高風(fēng)電的容量可信度。

電力系統(tǒng)發(fā)電容量可信度的概念最早由Garver在1966年提出，其背景是衡量不同隨機(jī)停運率機(jī)組在可靠性意義上的帶負(fù)荷能力。并給出了基于兩狀態(tài)模型的機(jī)組可信容量的計算公式，Edward Kahn以及Haslett John 等人在20世紀(jì)70年代末首次將容量可信度的概念應(yīng)用于風(fēng)電的分析中。40多年的研究中，國內(nèi)外學(xué)者們提出了多種風(fēng)電容量可信度的定義及其計算方法，各種定義及方法的總結(jié)與分類如圖1所示 。

風(fēng)電的接入可以提高系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)停電概率。然而，風(fēng)電對系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)一般遠(yuǎn)小于相同容量的常規(guī)機(jī)組，因此提出風(fēng)電可信容量以及容量可信度的概念，風(fēng)電可信容量指等可靠性前提下風(fēng)電機(jī)組可以視為的常規(guī)機(jī)組的容量大小，風(fēng)電容量可信度為其可信容量占其裝機(jī)容量的比例。兩個指標(biāo)在現(xiàn)有文獻(xiàn)中均有使用，由于其均表示同一概念而僅在量綱上存在差異，因此本文的綜述中并不對這兩個指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分。

現(xiàn)有研究中對風(fēng)電容量可信度的定義主要分為以下4類 ：

等效可靠容量的比例：該定義下，風(fēng)電場容量可信度被定義為可以替代100%可靠的常規(guī)機(jī)組的容量比例，即實際系統(tǒng)去除風(fēng)電場并加入一定容量的無停運率的虛擬常規(guī)機(jī)組后系統(tǒng)可靠性與實際系統(tǒng)可靠性相同，則此時虛擬常規(guī)機(jī)組容量占風(fēng)電場裝機(jī)容量的比例定義為風(fēng)電容量可信度。

等效常規(guī)機(jī)組容量的比例：該定義與等效可靠容量的比例相似，區(qū)別在于該定義中虛擬常規(guī)機(jī)組可以具有一定的隨機(jī)停運率，該隨機(jī)停運率常常以系統(tǒng)中現(xiàn)有常規(guī)機(jī)組隨機(jī)停運率作為基準(zhǔn)。該定義下，風(fēng)電容量可信度的計算結(jié)果受到虛擬機(jī)組隨機(jī)停運率的影響，基準(zhǔn)隨機(jī)停運率越大，風(fēng)電容量可信度越大。

帶負(fù)荷能力：該定義從負(fù)荷側(cè)出發(fā)，定義風(fēng)電接入前后，系統(tǒng)在同一可靠性水平下能夠供應(yīng)的負(fù)荷的差值占風(fēng)電裝機(jī)的比例即為風(fēng)電容量可信度。

一定置信度下的保證出力：定義系統(tǒng)發(fā)電側(cè)的保證出力為一定置信度下(例如95%)的發(fā)電側(cè)可用容量的大小，即在該置信度下系統(tǒng)可用發(fā)電容量不小于該保證出力。在此基礎(chǔ)上定義風(fēng)電的容量可信度為加入風(fēng)電后系統(tǒng)保證出力的增加量。

風(fēng)電容量可信度不同季節(jié)與不同時段的風(fēng)電容量可信度

當(dāng)前對風(fēng)電容量可信度的計算方法、影響因素以及變化規(guī)律的研究已經(jīng)比較透徹，但其仍存在應(yīng)用范圍較窄、對實際生產(chǎn)指導(dǎo)作用有限的問題，為了使風(fēng)電容量可信度能夠更有效的指導(dǎo)電力系統(tǒng)的規(guī)劃及運行，需要在如下幾個方面進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

現(xiàn)有的風(fēng)電容量可信度的研究往往采用一整年的風(fēng)電及負(fù)荷數(shù)據(jù)，因此計算的結(jié)果表征全年風(fēng)電對系統(tǒng)電力充裕度的綜合貢獻(xiàn)。然而，部分地區(qū)，特別是內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)電具有較強(qiáng)的季節(jié)性與日特性，例如酒泉地區(qū)的風(fēng)電機(jī)組具有白天出力小、晚上出力大、冬夏季出力小、春秋季出力大的特點。與此同時，電力規(guī)劃中，電力平衡的計算是按月進(jìn)行，取每個月典型日的峰荷作為盈萬控制時段確定電力充裕度。因此，有必要研究不同季節(jié)以及日內(nèi)不同時段風(fēng)電容量可信度，在更短的時問維度上精細(xì)化的考慮風(fēng)資源特性以及負(fù)荷特性對風(fēng)電容量可信度的影響，以期對電力平衡提供更好的支撐作用。

風(fēng)電容量可信度接入點對風(fēng)電容量可信度的影響

現(xiàn)有風(fēng)電容量可信度研究中往往不考慮線路容量限制以及線路故障的影響。目前僅有少量文獻(xiàn)中在可靠性計算環(huán)節(jié)考慮電網(wǎng)可靠性，同時研究結(jié)果表明，線路可靠性對于風(fēng)電容量可信度也有顯著的影響，換而言之，風(fēng)電在電網(wǎng)中不同地點接入其容量可信度也可能會有不同。通過不同接入點下風(fēng)電容量可信度的比較，能夠?qū)︼L(fēng)電場的接入規(guī)劃進(jìn)行輔助決策。此外，在考慮電網(wǎng)可靠性的風(fēng)電容量可信度計算中要考慮等效機(jī)組接入的位置，等效機(jī)組可選擇與風(fēng)電場相同的節(jié)點接入系統(tǒng)，也可以選擇直接接入負(fù)荷節(jié)點，兩種接入位置下容量可信度的物理意義有所不同。

風(fēng)電容量可信度運行視角下的風(fēng)電容量可信度

現(xiàn)有風(fēng)電容量可信度是定義在系統(tǒng)中長期可靠性評估的框架下的，因此屬于系統(tǒng)規(guī)劃分析的范疇。實質(zhì)上，在電力系統(tǒng)運行中，往往也需要一個確定性的指標(biāo)表征具有不確定性的風(fēng)電對于系統(tǒng)電力平衡的貢獻(xiàn)。由于風(fēng)電的不確定性較大，目前我國調(diào)度系統(tǒng)中往往在日前計劃中往往對風(fēng)電的出力考慮的比較保守，這有可能導(dǎo)致過多的開機(jī)進(jìn)而影響風(fēng)電的消納。因此可以類比電力規(guī)劃中風(fēng)電容量可信度的定義，結(jié)合風(fēng)電預(yù)測，在系統(tǒng)運行可靠性不變的前提下定義風(fēng)電各時刻的運行容量可信度，系統(tǒng)日前發(fā)電計劃中風(fēng)電的出力可按其容量可信度考慮，進(jìn)而更加合理的安排常規(guī)機(jī)組的發(fā)電計劃。2100433B

水電站水輪發(fā)電機(jī)組銘牌容量的總和。是水電站最重要的特征值之一，水電站在運行中處于工作、備用和檢修狀態(tài)的容量分別稱為工作容量、備用容量和檢修容量。三者之和稱為必需容量。有時，在必需容量之外，加大水電站裝機(jī)容量，其作用為在汛期多發(fā)季節(jié)性電量，替代火電電量，減少系統(tǒng)的燃料消耗，但不能減少電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量。這部分容量稱為重復(fù)容量。在不同水文年、不同季節(jié)中，隨著水電站運行狀態(tài)以及電力系統(tǒng)對水電站的要求不同，這些容量是不同的，而且在一定的條件下，它們之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。工作容量即水電站為擔(dān)負(fù)電力系統(tǒng)負(fù)荷機(jī)時發(fā)出的有功功率，水電站日最大工作容量與日平均出力、系統(tǒng)負(fù)荷和能否進(jìn)行日調(diào)節(jié)有關(guān)。豐水期和負(fù)荷大時，工作容量大，相應(yīng)備用容量可小些;枯水期和系統(tǒng)負(fù)荷小時，工作容量較小，備用容量可大些。水電站機(jī)組檢修，一般安排在枯水期，故枯水期檢修容量大。在電力系統(tǒng)運行過程中，由于負(fù)荷的變化，有時會出現(xiàn)一部分容量未被利用的情況，處于空閑狀態(tài)。這部分容量稱為空閑容量。當(dāng)水電站工作水頭小于機(jī)組額定水頭時，裝機(jī)容量中有一部分不能承擔(dān)必需容量，稱為受阻容量(見水電站額定水頭)。

水電站裝機(jī)容量的大小決定于電力系統(tǒng)的負(fù)荷及其特性、水電站的能量指標(biāo)、水庫調(diào)節(jié)性能、水電站在系統(tǒng)中的地位和作用及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性。

水電站的能量指標(biāo) 能量指標(biāo)包括保證出力和多年平均年發(fā)電量，是決定其裝機(jī)容量的基礎(chǔ)。水電站以其能量參加電力系統(tǒng)電力電量平衡，以核定其容量和電量的效益。水電站在系統(tǒng)中的地位和作用 其地位和作用決定于水電站能量在年內(nèi)的分配、負(fù)荷特性、電源組成、水電站在系統(tǒng)日負(fù)荷圖上的工作位置及擔(dān)負(fù)系統(tǒng)備用容量的大小。當(dāng)能量一定時，水電站分配在系統(tǒng)負(fù)荷大月份(容量平衡控制月份)的能量愈多，其裝機(jī)容量愈大;水電站在日負(fù)荷圖上的工作位置愈靠近尖峰，即水電站在一天內(nèi)的工作小時數(shù)愈少，擔(dān)負(fù)調(diào)峰任務(wù)愈多，其裝機(jī)容量愈大，但水電站在一天內(nèi)的工作小時數(shù)，決定于電力系統(tǒng)尖峰的歷時;水電站擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的備用容量愈多，其裝機(jī)容量愈大。所以水電站的裝機(jī)容量遠(yuǎn)大于保證出力，裝機(jī)容量與保證出力的比值往往達(dá)到2～5，甚至更大。

水電站在系統(tǒng)中的地位和作用，受其調(diào)節(jié)能力的制約。具有季(年)調(diào)節(jié)能力以上的水電站，才有可能將其能量較多地分配到負(fù)荷大的月份，并能擔(dān)負(fù)事故備用。具有日調(diào)節(jié)以上調(diào)節(jié)能力的水電站，才能擔(dān)負(fù)系統(tǒng)日負(fù)荷的尖峰負(fù)荷和負(fù)荷備用。具有不完全日調(diào)節(jié)能力、無調(diào)節(jié)或下游有航運基荷要求的水電站，只能分別擔(dān)負(fù)系統(tǒng)日負(fù)荷的腰荷或基荷，裝機(jī)容量相應(yīng)受限制。

水電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性 與火電廠相比，水電站起?？臁⑦\行靈活，適宜于調(diào)峰和擔(dān)負(fù)系統(tǒng)備用容量的技術(shù)特性;且當(dāng)壩高已定時，增加容量的費用低于火電廠(約為火電廠的1/2)，增加容量可相應(yīng)增加發(fā)電量，從而節(jié)約火電燃料。故在一定的條件下，增加水電站的容量比火電廠經(jīng)濟(jì)。故水電站的裝機(jī)容量年利用小時數(shù)(即多年平均年發(fā)電量與裝機(jī)容量的比值)或電站年負(fù)荷因數(shù)(裝機(jī)容量年利用小時數(shù)除以8760)，一般比火電廠小。調(diào)節(jié)性能較好的水電站，且系統(tǒng)水電比重又不大時，其裝機(jī)容量年利用小時數(shù)可至2000或更小。調(diào)節(jié)性能較差，且電力系統(tǒng)水電比重較大時，水電站的年利用小時數(shù)可在5000以上。

裝機(jī)容量選擇 常規(guī)方法是擬定水電站不同的裝機(jī)容量和裝機(jī)程序方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇中應(yīng)包括與裝機(jī)容量有關(guān)的輸電線路及輸電損失。當(dāng)規(guī)劃期內(nèi)將有若干個電站投產(chǎn)時，可進(jìn)行水電站群的裝機(jī)容量選擇。常規(guī)方法是，先進(jìn)行水電站群的綜合裝機(jī)容量的選擇，然后再進(jìn)行水電站間裝機(jī)容量的分配。影響水電站群裝機(jī)容量分配的技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素為：①輸電距離長的電站裝機(jī)容量宜小些。②長引水道的電站調(diào)峰性能較差，且增加容量費用較大，裝機(jī)容量不宜過大。③有綜合利用限制(如航運基荷要求)的電站，裝機(jī)容量將受限制。④增加容量所增加的發(fā)電量大的電站，裝機(jī)容量宜適當(dāng)大些。⑤地面廠房電站增加容量比地下廠房增加容量有利。⑥梯級電站的裝機(jī)容量分配，要照顧到容量的協(xié)調(diào)及運行的需要。⑦為了補(bǔ)償調(diào)節(jié)的需要，某些電站的裝機(jī)容量宜適當(dāng)加大。

優(yōu)化方法是應(yīng)用優(yōu)化模型，進(jìn)行規(guī)劃期水火電站裝機(jī)容量優(yōu)化，含裝機(jī)容量及逐年的裝機(jī)程序。模型可用動態(tài)規(guī)劃或(和)線性規(guī)劃構(gòu)造。由于電力系統(tǒng)負(fù)荷不斷加大，電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，一些調(diào)節(jié)性能好的水電站，在電力系統(tǒng)中的作用和地位發(fā)生變化，由原建設(shè)以發(fā)電量為主，到以容量效益為主，系統(tǒng)內(nèi)火電大機(jī)組和核電機(jī)組不斷增多，以及水電站的能量指標(biāo)隨著梯級調(diào)節(jié)和跨流域補(bǔ)償調(diào)節(jié)的實現(xiàn)可能有較大改善等原因，水電站合理裝機(jī)容量應(yīng)隨時間推移而加大。世界上有不少水電站都采用分期建設(shè)的方案，或在完建若干年后進(jìn)行擴(kuò)建以擴(kuò)大裝機(jī)容量。中國也有一些調(diào)節(jié)性能較好的水電站，在建成若干年之后，進(jìn)行擴(kuò)機(jī)或正在研究擴(kuò)大裝機(jī)的可行性。2100433B