[發明專利]基于關鍵水位控制的梯級水電站調度控制系統及方法

在審

• 申請號: 202010260767.3
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111612292A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 彭鵬;朱江;高英;李成俊;陳濤;肖燕;徐偉;于潔;雷芳;賀亞山
• 申請（專利權）人: 貴州烏江水電開發有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司 51254
• 代理人: 隋亭亭

本發明屬于水電站控制技術領域，具體涉及基于關鍵水位控制的梯級水電站調度控制系統及方法。所述系統包括：歷史數據獲取單元，用于獲取水電站所在河流的歷史徑流信息，將獲取到的歷史徑流信息作為數據集；模型構建單元，用于建立水電站的數學計算模型；模型求解單元，對數學計算模型進行多目標優化求解，獲得結果集；最優解計算單元，用于對結果集進行計算，獲得在不同約束條件下所對應的最優解集合，將該最優解集合作為在不同需求和場景下對應的水電站的調度控制規則。能夠顯著提升發電站的發電效益，降低發電站的棄水量，同時能夠針對不同需求進行調度規則的調整，適用性廣。

技術領域

本發明屬于水電站控制技術領域，具體涉及基于關鍵水位控制的梯級水 電站調度控制系統及方法。

背景技術

水電廠全稱水力發電廠，是把水的位能和動能轉換成電能的工廠。它的 基本生產過程是：從河流高處或其他水庫內引水，利用水的壓力或流速沖動 水輪機旋轉，將重力勢能和動能轉變成機械能，然后水輪機帶動發電機旋轉， 將機械能轉變成電能。電站一般主要由擋水建筑物(壩)、泄洪建筑物(溢洪道 或閘)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括調壓井)及電站廠房(包括尾水渠、 升壓站)四大部分組成。主要組成部分有：水工建筑物、水力機械設備、發 電設備、變電設備、配電設備、輸電設備和控制及輔助設備。

河流實行梯級開發，梯級水電站的工作狀況同非梯級開發的個別獨立運 行電站就有很大的差別，具有獨立運行電站所沒有的一些工況特征，這主要 是：

梯級水電站對河流的水能利用特征非常明顯：在水頭利用上，是分級開 發、分段利用；在水量利用上是多次開發、重復利用，因此，在上下梯級之 間表現出明顯的相互影響的制約。由于整個梯級都受到上游來水的影響、 下游梯級都受到上游水庫調節能力的制約、下一梯級受到上一梯級運行工況 的制約，因此梯級電站的調度不僅有各個電站的合理運行調度問題，而且有 整個梯級的優化調度問題。所以，梯級電站必須實行整個梯級的統一調度， 在滿足系統所給定的負荷曲線前提下，實行各個梯級站的經濟運行，以便合 理利用水力資源，提高水能利用率

一個河流梯級往往有多個電站，電站之間都相隔一定距離，廠區比較分 散，戰線拉得較長，這就使生產指揮受到種種限制。如果各個電站開發方式、 布置型式、機組型號和容量不一樣，這又使得生產技術管理復雜化。由于電 站分散、生產和生活設施也相對分散，這就使得后勤管理比較復雜。為了適 應對梯級電站統一管理的要求，對梯級電站廠區內的道路交通、通訊設施和 其它管理技術手段也有很多特殊的要求。總之，梯級電站的生產管理必須有 效解決好電站分散與管理集中之間的矛盾。

這主要指梯級電站與系統的關系問題，同時也涉及與所在地方之間的聯 系。如果整個梯級同屬于一個電網，這種聯系相對單純一些。如果一個梯級 分屬于不同的電網，那么梯級管理中的利益沖突與調節將是十分重要的問題。 即便是屬于同一個電網，如果構成梯級的電站所有權不一致，那么，也應十 分慎重地處理好電站――梯級――系統三者之間的利益關系。由于梯級電站 跨越好幾個市縣甚至好幾個省區，這又涉及到不同地方之間的利益關系。這 種關系不僅是電量分配問題，而且涉及利稅分配、水量分配、防洪安全、環 境影響等多方面問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供基于關鍵水位控制的梯級水電站 調度控制系統及方法，能夠顯著提升發電站的發電效益，降低發電站的棄水 量，同時能夠針對不同需求進行調度規則的調整，適用性廣。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

基于關鍵水位控制的梯級水電站調度控制系統，所述系統包括：歷史數 據獲取單元，用于獲取水電站所在河流的歷史徑流信息，將獲取到的歷史徑 流信息作為數據集；模型構建單元，用于建立水電站的數學計算模型；模型 求解單元，對數學計算模型進行多目標優化求解，獲得結果集；最優解計算 單元，用于對結果集進行計算，獲得在不同約束條件下所對應的最優解集合， 將該最優解集合作為在不同需求和場景下對應的水電站的調度控制規則。