本發(fā)明涉及一種水電廠機(jī)組最佳出力的優(yōu)化方法，屬于水電廠機(jī)組優(yōu)化調(diào)控領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在水力發(fā)電系統(tǒng)中，對(duì)機(jī)組出力調(diào)節(jié)控制的優(yōu)劣直接關(guān)系到電站的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況。目前，水電遠(yuǎn)程集控中心監(jiān)控系統(tǒng)或水電廠監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)機(jī)組的出力調(diào)節(jié)主要通過(guò)人為參與，當(dāng)水頭在逐漸變化的過(guò)程中，只能憑借經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)機(jī)組當(dāng)前可以承受多大的負(fù)荷運(yùn)行，沒(méi)有一個(gè)可以參考的指標(biāo)，更無(wú)法直觀觀察機(jī)組在當(dāng)前水頭的允許出力標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水電廠機(jī)組最佳出力的優(yōu)化方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種水電廠機(jī)組最佳出力的優(yōu)化方法，包括，

額定水頭數(shù)據(jù)采集：采集機(jī)組額定水頭下，滿負(fù)荷出力對(duì)應(yīng)的最大導(dǎo)葉開(kāi)度；

小于額定水頭數(shù)據(jù)采集：采集小于機(jī)組額定水頭下，導(dǎo)葉達(dá)到最大開(kāi)度時(shí)的機(jī)組出力；

根據(jù)額定水頭數(shù)據(jù)以及小于額定水頭數(shù)據(jù)，擬合機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力方程；

利用發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)出力方程，計(jì)算當(dāng)前水頭下機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)出力，繪制標(biāo)準(zhǔn)出力曲線；

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)出力曲線設(shè)定當(dāng)前水頭機(jī)組出力的上下限；

將當(dāng)前水頭機(jī)組實(shí)際出力曲線與標(biāo)準(zhǔn)出力曲線比較，判斷機(jī)組是否處于最優(yōu)出力狀態(tài)；如果不處于最優(yōu)出力狀態(tài)，在上下限的范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)組出力，對(duì)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化，以最接近標(biāo)準(zhǔn)出力曲線時(shí)的機(jī)組出力為最優(yōu)機(jī)組出力。

采集額定水頭數(shù)據(jù)時(shí)，采集不同時(shí)段的多個(gè)最大導(dǎo)葉開(kāi)度，取平均值。

采集小于額定水頭數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)水頭下采集多個(gè)機(jī)組出力，取平均值。

機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力方程為，

其中，p為當(dāng)前水頭h下機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力，p0為機(jī)組額定出力，k為出力系數(shù)，hx為空載水頭，h0為額定水頭。

當(dāng)h＜h0時(shí)，采用算術(shù)平均算法確定k和hx，具體如下，

根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線，將采集的(h1,p1),(h0,p0)；(h2,p2),(h0,p0)；…；(hn,pn),(h0,p0)擬合出條n直線，其中，p1為水頭h1下機(jī)組出力，p2為水頭h2下機(jī)組出力，pn為水頭hn下機(jī)組出力，h1、h2、…、hn均小于h0；

根據(jù)n直線分別計(jì)算出各自的出力系數(shù)和空載水頭，然后取n個(gè)出力系數(shù)的平均值得到k，取n個(gè)空載水頭的平均值得到hx。

利用發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)出力方程，計(jì)算當(dāng)前水頭下機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)出力，依時(shí)間繪制標(biāo)準(zhǔn)出力曲線。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本發(fā)明將當(dāng)前水頭機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)的參考標(biāo)準(zhǔn)，可直觀觀察當(dāng)前機(jī)組出力狀態(tài)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組出力，使其達(dá)到最佳狀態(tài)，為機(jī)組優(yōu)化調(diào)度，降本增效提供依據(jù)，并可作為機(jī)組出力效率的生產(chǎn)管理指標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1為機(jī)組水頭特性曲線。

圖2為機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線。

圖3為本發(fā)明的方法流程圖。

圖4為機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

機(jī)組水頭特性曲線是表示機(jī)組出力與水頭的關(guān)系曲線，如圖1所示，根據(jù)機(jī)組水頭特性曲線可知機(jī)組出力與水頭呈正相關(guān)，各導(dǎo)葉開(kāi)度下的曲線從相應(yīng)空載水頭點(diǎn)開(kāi)始引出，近似直線關(guān)系，導(dǎo)葉開(kāi)度越大，其直線相對(duì)越陡。結(jié)合機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線，如圖2所示，水頭較高時(shí)，機(jī)組出力較大，此時(shí)出力受電機(jī)容量限制，其限制線是一條豎直線；水頭較低時(shí)，機(jī)組出力較小，即使調(diào)整導(dǎo)葉開(kāi)度，出力也不一定達(dá)到額定值，此時(shí)出力受最大導(dǎo)葉開(kāi)度下的出力水頭關(guān)系直線限制。將不同水頭下機(jī)組出力上限作為標(biāo)準(zhǔn)出力，機(jī)組實(shí)際出力越接近標(biāo)準(zhǔn)出力，則機(jī)組發(fā)電效率越高。

根據(jù)上述分析，具體方案如圖3所示，一種水電廠機(jī)組最佳出力的優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟1，額定水頭數(shù)據(jù)采集：采集機(jī)組額定水頭下，滿負(fù)荷出力對(duì)應(yīng)的最大導(dǎo)葉開(kāi)度。

為了盡可能減少數(shù)據(jù)誤差，保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，對(duì)機(jī)組額定水頭下滿負(fù)荷出力對(duì)應(yīng)最大導(dǎo)葉開(kāi)度，采集不同時(shí)段的多個(gè)最大導(dǎo)葉開(kāi)度(至少為10個(gè))，取平均值。

步驟2，小于額定水頭數(shù)據(jù)采集：采集小于機(jī)組額定水頭下，導(dǎo)葉達(dá)到最大開(kāi)度時(shí)的機(jī)組出力。

與額定水頭數(shù)據(jù)采集類似，對(duì)小于機(jī)組額定水頭下導(dǎo)葉達(dá)到最大開(kāi)度時(shí)的機(jī)組出力，每個(gè)水頭下采集多個(gè)機(jī)組出力，取平均值。

步驟3，根據(jù)額定水頭數(shù)據(jù)以及小于額定水頭數(shù)據(jù)，擬合機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力方程。

機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力方程為：

其中，p為當(dāng)前水頭h下機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力，p0為機(jī)組額定出力，k為出力系數(shù)，hx為空載水頭，h0為額定水頭。

當(dāng)h＜h0時(shí)，采用算術(shù)平均算法確定k和hx，具體如下：

s1，根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線，將采集的(h1,p1),(h0,p0)；(h2,p2),(h0,p0)；…；(hn,pn),(h0,p0)擬合出條n直線，其中，p1為水頭h1下機(jī)組出力，p2為水頭h2下機(jī)組出力，pn為水頭hn下機(jī)組出力，h1、h2、…、hn均小于h0；

s2，根據(jù)n直線分別計(jì)算出各自的出力系數(shù)和空載水頭，然后取n個(gè)出力系數(shù)的平均值得到k，取n個(gè)空載水頭的平均值得到hx。

步驟4，利用發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)出力方程，計(jì)算當(dāng)前水頭下機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)出力，依時(shí)間繪制標(biāo)準(zhǔn)出力曲線，如圖4所示。

步驟5，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)出力曲線設(shè)定當(dāng)前水頭機(jī)組出力的上下限。

步驟6將當(dāng)前水頭機(jī)組實(shí)際出力曲線與標(biāo)準(zhǔn)出力曲線比較，判斷機(jī)組是否處于最優(yōu)出力狀態(tài)；如果不處于最優(yōu)出力狀態(tài)，在上下限的范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)組出力，對(duì)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化，以最接近標(biāo)準(zhǔn)出力曲線時(shí)的機(jī)組出力為最優(yōu)機(jī)組出力。

上述方法將當(dāng)前水頭機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)的參考標(biāo)準(zhǔn)，可直觀觀察當(dāng)前機(jī)組出力狀態(tài)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組出力，使其達(dá)到最佳狀態(tài)，為機(jī)組優(yōu)化調(diào)度，降本增效提供依據(jù)，并可作為機(jī)組出力效率的生產(chǎn)管理指標(biāo)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種水電廠機(jī)組最佳出力的優(yōu)化方法，該方法是基于對(duì)水電廠標(biāo)準(zhǔn)出力曲線的研究而得出的。將當(dāng)前水頭機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)的參考標(biāo)準(zhǔn)，可直觀觀察當(dāng)前機(jī)組出力狀態(tài)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組出力，使其達(dá)到最佳狀態(tài)，為機(jī)組優(yōu)化調(diào)度，降本增效提供依據(jù)，并可作為機(jī)組出力效率的生產(chǎn)管理指標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：龐敏;于文革;李朝新;李維;韓兵;伍志;李澤宏;戴建煒;左天才;賀亞山;鄭丁午;王鑫;李金陽(yáng);吳昕明;鈕月磊;高滿香;張超;夏安宇;李光欽;宋萬(wàn)禮;曾體健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京河海南自水電自動(dòng)化有限公司;中國(guó)華電集團(tuán)公司;貴州黔源電力股份有限公司;貴州烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.31
技術(shù)公布日：2017.09.22