一种校核水电站发电计划调整合理性的方法与流程

本发明涉及水电站优化调度，特别涉及一种校核水电站发电计划调整合理性的方法。

背景技术：

1、大型水电站通常具有装机容量大、发电出力调节快等优点，在电网电力能源结构中占有主要的调峰调谷功能，因此某些水电站为了配合电网的电力调节，日内调整发电计划非常频繁，但调整后的发电计划往往会导致机组在振动区运行，影响机组的安全稳定，且由于水库上游来水的变化导致发电水头也在不断变化，同样可能导致机组进入振动区运行。

2、大型水电站一般具有防洪、发电、生态等多重功能，在力争发电效益最大化时应兼顾防洪、生态、水库安全等方面，因此水电站在运行过程中受到出库流量、水库水位小时变幅、水库水位日变幅等众多条件的严格约束，发电计划的调整，可能导致突破水库运用的各种约束限值，影响水库安全。

3、因此，如何在水电站频繁调整发电计划时，既能保证机组及水库的运行安全，又能充分发挥机组的发电效益，为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，通过引入水头变化对机组出力影响的裕度系数，精准确定机组稳定运行区，并合理计算分配机组出力，保证水库安全。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，包括如下步骤：

3、s1、根据电网临时调整计划时的毛水头，确定机组安全稳定运行区，并计及后续水头变化的影响；

4、s2、机组出力分配及稳定运行校核；

5、s3、水库安全运用校核。

6、优选的方案中，所述s1中包含以下步骤：

7、s1.1、根据需调整的机型及调整时刻毛水头，结合发电机组毛水头出力曲线，计算机组安全稳定运行区，具体见下式：

8、

9、式中，nmin为调整计划时刻毛水头对应的机组最小稳定出力；nmax为调整计划时刻毛水头对应的机组最大稳定出力；nd及nd*分别为不考虑水头变化和考虑水头变化的单台机组稳定出力；ne为单台机组额定出力；k为裕度系数，用于反应后续时段水头变化对机组出力的影响；

10、s1.2、各水电站根据站内实际情况，结合实际水库来水及出库情况设定裕度系数k，当入库流量越大、出库流量越小、水头呈较大的增加趋势时，k取相对较大值；当入库流量越小、出库流量越大、水头呈较大的减少趋势时，k取相对较小值，计及水头变化后的机组安全稳定运行区取值如下所示：

11、

12、优选的方案中，所述s2中包含以下步骤：

13、s2.1、当水头呈增大趋势(k≥1)时，根据调整前计划nt、调整的计划δn及调整的总时刻点t,各计划时刻点所需最小开机台数计算如下：

14、

15、nt,nt+1……nt+t为t～t+t各时刻点调整前计划；nt,nt+1……nt+t为t～t+t各时刻点最小开机台数，均向上取整数邻近值；

16、当水头呈减小趋势(0＜k＜1)时，用k*nmax代替nmax后，采用(3)式进行各计划时刻点所需最小开机台数计算；

17、s2.2、各计划时刻点单台机组出力分配计算如下：

18、

19、若nd,nd+1……nd+t均满足步骤s1.2安全稳定运行区要求，则进入下一过程；若其中的值不满足，则向电网调度提出修改申请，然后重复s2.1、s2.2过程，直至满足s1.2安全稳定运行区要求后进入下一过程；

20、s2.3、校核t～t+t各时刻点最小开机台数nt,nt+1……nt+t是否存在频繁启停时刻，校核过程如下：

21、

22、若不等式成立，表示相邻时刻机组存在频繁启停，则向电网调度提出修改申请，然后重复s2.1～s2.3过程，直至不等式不成立进入下一过程。

23、优选的方案中，所述s3中，水库安全运用校核包括行水库水位小时变幅校核、水库水位日变幅校核以及生态流量校核。

24、优选的方案中，所述s3中，根据调整计划期间的实时入库流量qr、耗水率λs、调整后的电站小时平均出力nsp、小时平均闸门泄流量qsz以及水位小时变幅限值δhsx进行水库水位小时变幅校核，具体如下：

25、首先利用水库的水位库容曲线，查询得到计划调整时，水库水位1小时变化1cm需要的流量δq，则水库水位小时变幅若δhs＜δhsx，则满足要求，进入水库水位日变幅校核；若δhs＞δhsx，则向电网调度申请修改发电计划，然后重复s2以及s3中的水库水位小时变幅校核，直至满足要求，则进入水库水位日变幅校核。

26、优选的方案中，所述s3中，根据预报入库流量qrp、日均耗水率λrp、调整后的电站日均出力nrp、日均闸门泄流量qrz以及水位日变幅限值δhrx进行水库水位日变幅校核，具体如下：

27、首先利用水库的水位库容曲线，查询得到计划调整时，水库水位1小时变化1cm需要的流量δq，则水库水位日变幅若δhr＜δhrx，则满足要求，进入生态流量校核；若δhr＞δhrx，则向电网调度申请修改发电计划，然后重复s2以及s3中的水库水位小时变幅校核和水库水位日变幅校核，直至满足要求，则进入生态流量校核。

28、优选的方案中，所述s3中，根据日均耗水率λrp、调整后的电站日均出力nrp、日均闸门泄流量qrz以及生态流量限值qst进行生态流量校核，具体如下：

29、若λrp*nrp+qrz＞qst，则计划调整满足要求，可执行；若λrp*nrp+qrz＜qst，则计划调整不满足要求，需向电网调度申请修改发电计划，然后重复s2及s3过程，直至满足要求后执行。

30、本发明提供的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，具有以下有益效果：

31、1、本发明可在电网临时调整发电计划时，充分考虑水头的变化，快速精准的计算出水电站机组的安全稳定运行区，并根据水库水位变幅及流量的约束限制，核算调整出力，保障水库的安全。

32、2、本发明通过合理计算分配出力，让水电机组尽可能运行在稳定区上限，充分发挥发电机组的发电效率，同时避免机组频繁启停。

33、3、本发明可广泛用于发电计划调整频繁的水电站，保证水电站机组及水库安全运行并兼顾优化机组运行工况。

技术特征：

1.一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，所述s1中包含以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，所述s2中包含以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，所述s3中，水库安全运用校核包括行水库水位小时变幅校核、水库水位日变幅校核以及生态流量校核。

5.根据权利要求4所述的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，所述s3中，根据调整计划期间的实时入库流量qr、耗水率λs、调整后的电站小时平均出力nsp、小时平均闸门泄流量qsz以及水位小时变幅限值δhsx进行水库水位小时变幅校核，具体如下：

6.根据权利要求5所述的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，所述s3中，根据预报入库流量qrp、日均耗水率λrp、调整后的电站日均出力nrp、日均闸门泄流量qrz以及水位日变幅限值δhrx进行水库水位日变幅校核，具体如下：

7.根据权利要求6所述的一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，其特征在于，所述s3中，根据日均耗水率λrp、调整后的电站日均出力nrp、日均闸门泄流量qrz以及生态流量限值qst进行生态流量校核，具体如下：

技术总结
本发明提供一种校核水电站发电计划调整合理性的方法，包括如下步骤：S1、根据电网临时调整计划时的毛水头，确定机组安全稳定运行区，并计及后续水头变化的影响；S2、机组出力分配及稳定运行校核；S3、水库安全运用校核。该方法通过引入水头变化对机组出力影响的裕度系数，可根据当前毛水头快速核算调整的发电计划是否满足机组以及水库的安全稳定运行，并计及后续水头变化的影响，避免机组在振动区运行，同时合理分配出力，充分利用机组的发电效率，减少机组的启停次数。

技术研发人员：刘邓,许利文,王仲昌,郑林祥,栾俊,秦勇,卢舟鑫,吕成,陈晓,段尧彬,李魏龙,董彦,李大领,卢克勤,费国森,贾亚,黄飞,满翰林,陈伟
受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16