[發(fā)明專利]水電發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710172515.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN107016497A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭鵬;李成俊;高英;顧文鈺;王磊;肖燕;于潔;王靜;楊明山;雷芳
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司;華電電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙)11362
• 代理人: 郭防

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水電發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

當(dāng)水庫需以最大能力發(fā)電加大過水時(shí)，調(diào)度工作者對機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮較少；而當(dāng)水庫無最大過水要求時(shí)，調(diào)度工作者要求機(jī)組盡量在最優(yōu)工況下運(yùn)行，以降低發(fā)電耗水率提高水能利用率，實(shí)現(xiàn)水庫節(jié)能增效的目的。96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃編制是電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行中的重要工作,是指在一定的調(diào)度周期內(nèi)(通常是一天),以最小的能耗安排發(fā)電計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)與給定負(fù)荷的平衡并滿足一定的約束條件和備用要求。如何根據(jù)當(dāng)前電站運(yùn)行條件，便捷求解出機(jī)組的最優(yōu)工況，并用于指導(dǎo)水電廠短期調(diào)度中，構(gòu)建出考慮機(jī)組最優(yōu)出力的96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃模型，并選取合適的算法求解模型編制實(shí)用化程度更高的96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃，對實(shí)現(xiàn)水資源充分利用，提高水電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益有著重大意義。

現(xiàn)行的發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法有：1、兼顧節(jié)能環(huán)保的多目標(biāo)日發(fā)電計(jì)劃模型，結(jié)合最優(yōu)潮流并引入基于滿意度和貼近度將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化模型求解，并可根據(jù)決策者的主觀愿望對目標(biāo)滿意度進(jìn)行調(diào)整，制定出以經(jīng)濟(jì)成本低并兼顧污染氣體排放量少為目標(biāo)的日發(fā)電計(jì)劃；2、節(jié)能調(diào)度發(fā)電計(jì)劃模型，根據(jù)全網(wǎng)負(fù)荷、分區(qū)負(fù)荷預(yù)測以及節(jié)能發(fā)電序位表,確定機(jī)組開機(jī)方式，采用等微增率法確定機(jī)組的發(fā)電量，引入設(shè)備利用率系數(shù)分配機(jī)組發(fā)電曲線以滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行和調(diào)峰要求，并修正機(jī)組發(fā)電曲線以滿足運(yùn)行約束條件,最終得到機(jī)組發(fā)電曲線；3、電網(wǎng)安全約束松弛的日發(fā)電計(jì)劃模型，通過松弛機(jī)組發(fā)電量約束、環(huán)保約束、網(wǎng)絡(luò)約束、機(jī)組速率約束和機(jī)組調(diào)節(jié)范圍約束等,提高算法收斂性能，最終求解出日發(fā)電計(jì)劃；4、基于優(yōu)化排序法的日發(fā)電計(jì)劃模型，采用優(yōu)化排序法，并考慮動(dòng)態(tài)調(diào)整原則和多中選優(yōu)原則對日發(fā)電計(jì)劃的計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化。

現(xiàn)行發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法大多是針對發(fā)電計(jì)劃的求解方法的改進(jìn)，很少考慮最優(yōu)運(yùn)行工況對機(jī)組運(yùn)行的影響考，使得編制出來的發(fā)電計(jì)劃與機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中偏差較大，可能使得機(jī)組處于振動(dòng)區(qū)運(yùn)行或者低效率區(qū)間運(yùn)行，既影響機(jī)組的安全運(yùn)行，又無法實(shí)現(xiàn)機(jī)組的高效運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的發(fā)電計(jì)劃與實(shí)際運(yùn)行偏差大的技術(shù)問題，提出了一種考慮最優(yōu)工況對機(jī)組運(yùn)行影響的水電發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法，具體包括如下步驟：

步驟1：通過電站機(jī)組實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)繪制機(jī)組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線；

步驟2：根據(jù)所述機(jī)組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線，考慮機(jī)組振動(dòng)區(qū)和機(jī)組最大出力，求出機(jī)組各上游水位下的最優(yōu)運(yùn)行出力值，繪制最優(yōu)運(yùn)行出力-上游水位特性曲線；

步驟3：引入水電機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行出力約束，以耗水量最小為目標(biāo)，構(gòu)建出考慮機(jī)組最優(yōu)出力的96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃編制模型，求解所述編制模型獲取96發(fā)電計(jì)劃。

進(jìn)一步地，所述步驟1具體包括：通過電站機(jī)組實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)繪制機(jī)組出力-水頭-耗水率/效率特性曲線，根據(jù)水頭與上游水位的關(guān)系求出機(jī)組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線，其中水頭與上游水位的關(guān)系為H_上＝H_尾+H，H表示水頭，H_上表示上游水位，H_尾表示尾水位。

進(jìn)一步地，所述尾水位取電站額定發(fā)電流量的1/3倍對應(yīng)尾水位曲線中的水位值。

進(jìn)一步地，所述機(jī)組振動(dòng)區(qū)和機(jī)組最大出力，均為當(dāng)前上游水位下出力限制值。

進(jìn)一步地，在構(gòu)建所述96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃編制模型時(shí)還考慮了常規(guī)96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃模型的約束條件，具體包括：水量平衡約束、梯級(jí)水電廠水量聯(lián)系約束、水庫蓄水量約束、各水電廠機(jī)組過水能力約束、各水電廠出力約束。

進(jìn)一步地，求解所述編制模型獲取96發(fā)電計(jì)劃的步驟包括：利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法求解獲取所述96發(fā)電計(jì)劃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：1、根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行資料，考慮機(jī)組振動(dòng)區(qū)和機(jī)組最大出力計(jì)算機(jī)組最優(yōu)出力，使得計(jì)算結(jié)果更加實(shí)用化。2、通過引入機(jī)組最優(yōu)出力這一約束條件編制發(fā)電計(jì)劃，計(jì)算結(jié)果更加符合實(shí)際情況。

附圖說明

通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1為本發(fā)明一些實(shí)施例中的水電發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一些實(shí)施例中的水電發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明一些實(shí)施例中某水庫出力-水頭-耗水率(N-H-μ)特性曲線；

圖4為本發(fā)明一些實(shí)施例中某水庫出力-上游水位-耗水率(N-H_上-μ)特性曲線；