[發明專利]一種水電廠機組最佳出力的優化方法

在審

• 申請號: 201710398867.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107196346A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 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;吳昕明;鈕月磊;高滿香;張超;夏安宇;李光欽;宋萬禮;曾體健
• 申請（專利權）人: 南京河海南自水電自動化有限公司;中國華電集團公司;貴州黔源電力股份有限公司;貴州烏江水電開發有限責任公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種水電廠機組最佳出力的優化方法，屬于水電廠機組優化調控領域。

背景技術

在水力發電系統中，對機組出力調節控制的優劣直接關系到電站的生產運營情況。目前，水電遠程集控中心監控系統或水電廠監控系統，對機組的出力調節主要通過人為參與，當水頭在逐漸變化的過程中，只能憑借經驗預測機組當前可以承受多大的負荷運行，沒有一個可以參考的指標，更無法直觀觀察機組在當前水頭的允許出力標準。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種水電廠機組最佳出力的優化方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種水電廠機組最佳出力的優化方法，包括，

額定水頭數據采集：采集機組額定水頭下，滿負荷出力對應的最大導葉開度；

小于額定水頭數據采集：采集小于機組額定水頭下，導葉達到最大開度時的機組出力；

根據額定水頭數據以及小于額定水頭數據，擬合機組標準出力方程；

利用發電機標準出力方程，計算當前水頭下機組的標準出力，繪制標準出力曲線；

根據標準出力曲線設定當前水頭機組出力的上下限；

將當前水頭機組實際出力曲線與標準出力曲線比較，判斷機組是否處于最優出力狀態；如果不處于最優出力狀態，在上下限的范圍內，通過調節機組出力，對機組進行優化，以最接近標準出力曲線時的機組出力為最優機組出力。

采集額定水頭數據時，采集不同時段的多個最大導葉開度，取平均值。

采集小于額定水頭數據時，每個水頭下采集多個機組出力，取平均值。

機組標準出力方程為，

其中，P為當前水頭H下機組標準出力，P₀為機組額定出力，k為出力系數，H_x為空載水頭，H₀為額定水頭。

當H＜H₀時，采用算術平均算法確定k和H_x，具體如下，

根據兩點確定一條直線，將采集的(H₁,P₁),(H₀,P₀)；(H₂,P₂),(H₀,P₀)；…；(H_n,P_n),(H₀,P₀)擬合出條n直線，其中，P₁為水頭H₁下機組出力，P₂為水頭H₂下機組出力，P_n為水頭H_n下機組出力，H₁、H₂、…、H_n均小于H₀；

根據n直線分別計算出各自的出力系數和空載水頭，然后取n個出力系數的平均值得到k，取n個空載水頭的平均值得到H_x。

利用發電機標準出力方程，計算當前水頭下機組的標準出力，依時間繪制標準出力曲線。

本發明所達到的有益效果：本發明將當前水頭機組標準出力曲線作為機組負荷調節的參考標準，可直觀觀察當前機組出力狀態，通過實時調節機組出力，使其達到最佳狀態，為機組優化調度，降本增效提供依據，并可作為機組出力效率的生產管理指標。

附圖說明

圖1為機組水頭特性曲線。

圖2為機組運轉綜合特性曲線。

圖3為本發明的方法流程圖。

圖4為機組標準出力曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

機組水頭特性曲線是表示機組出力與水頭的關系曲線，如圖1所示，根據機組水頭特性曲線可知機組出力與水頭呈正相關，各導葉開度下的曲線從相應空載水頭點開始引出，近似直線關系，導葉開度越大，其直線相對越陡。結合機組運轉綜合特性曲線，如圖2所示，水頭較高時，機組出力較大，此時出力受電機容量限制，其限制線是一條豎直線；水頭較低時，機組出力較小，即使調整導葉開度，出力也不一定達到額定值，此時出力受最大導葉開度下的出力水頭關系直線限制。將不同水頭下機組出力上限作為標準出力，機組實際出力越接近標準出力，則機組發電效率越高。