一种水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法与流程

本发明涉及电力发电，尤其涉及一种水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法。

背景技术：

1、水力发电在某种意义上来讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。因制造、安装、维护及设备运行过程中工况变化等差异导致不同的水轮发电机组在同等运行条件下对水能的利用率各有高低，而值班人员依赖于自身经验选择的开、停机组组合方式并未做到对水能的最大利用率。

2、凭借值班人员自身经验选择开、停机机组组合方式主要存在以下缺点：

3、(1)值班人员经验的不同导致选择开、停机组组合方式不同，无法保证每次均为最优机组运行组合方式。

4、(2)针对新入职且经验不足的同事，对于省电力调控中心下达的负荷值，不能快速确定最优运行机组组合方式。

5、(3)根据经验确定运行机组组合方式，存在人为失误的可能性。

6、综上所述，凭借值班人员自身经验选择开、停机机组组合方式，无法达到快速确定最优运行机组组合，从而达到降低机组运行耗水量，提高水能利用率，增加发电量的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的是要提供一种水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、本发明包括以下步骤：

4、s1：数据采集：收集水电站发电机组历史运行数据，包括出力、水头、水流量信息；

5、s2：数据处理：建立水电站发电机组的经济运行优化数学模型；

6、s3：结合水电站机组发电机组的特性和水能情况，制定合理的调度方法：水轮机出力在不同水位、水流量条件下，根据用户输入的负荷以及运算得出的运行区间，从而调整发电机组实时出力，通过对水轮机特性曲线分析出水轮机特性曲线公式，通过使用公式计算出各水轮机最佳运行区间分配各水轮机的负荷来达到最佳运行效率。

7、所述步骤s1通过http接口的形式从服务器进行请求后返回水电站各个机组的功率、过机流量、水头、水轮机导叶开度的数据集。

8、所述步骤s2通过使用穷举算法来遍历筛选水轮机水头以及功率数据，功率为0、质量较差及在机组震动区间内的数据剔除，将筛选后的数据通过使用分治算法将问题分解，通过三次筛选归类将数据分类归并，第一次筛选归并将同一站点三个机组功率进行对比并归类，第二次筛选将同一站点水头数据按照每5公分误差来与分类后的机组功率数据来进行归类后筛选出功率、水头一样的值，第三次筛选通过筛选出功率、水头一样的值的序号筛选出三台机组的导叶开度并进行对比；

9、通过获取水轮机机组特性曲线，更具水轮机实验数据建立水轮机特性曲线，将筛选出的数据在同水头同功率下与实验所得水轮机运转特性曲线比较，通过导叶开度的比较以及与实验所得水轮机运转特性曲线的比较可以得出不同水轮机运行工况。

10、所述步骤s3具体为：

11、s31：建立大数据机器学习生成预测曲线：使用监督学习算法中的线性回归算法，建立数据集如下式(1)，将数据集划分为特征部分和标签部分如式(2)；其中x为水轮机导叶开度、y为功率、d为二者键值对的集合；

12、

13、

14、s32：建立损失函数公式如式(3)，l(w)则为需要求解的回归系数等于f(w)

15、

16、s33：对公式简化后机进行矩阵求导如式(4)，为偏导数；

17、

18、s34：根据矩阵求导的公式计算出w回归系数，计算出3台机组两次a修期间的所有w回归系数，并取最优的w回归系数即最小值；

19、s35：用最优w回归系数以y＝x*w公式计算预测值重新建立坐标系；

20、s36：使用实时值建立坐标系与预测值建立起的坐标系进行对比若哪台机组偏差过大则提示使用人员对哪台机组进行告警。

21、本发明的有益效果是：

22、本发明是一种水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法，与现有技术相比，本发明实现了电调人员根据省调下达负荷实时开展机组经济运行水平分析，指导调整机组开停策略，提升经济运行水平的目的，提高了水电站水能利用率，提高发电效益。

技术特征：

1.一种水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法，其特征在于：所述步骤s1通过http接口的形式从服务器进行请求后返回水电站各个机组的功率、过机流量、水头、水轮机导叶开度的数据集。

3.根据权利要求2所述的水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法，其特征在于：所述步骤s2通过使用穷举算法来遍历筛选水轮机水头以及功率数据，功率为0、质量较差及在机组震动区间内的数据剔除，将筛选后的数据通过使用分治算法将问题分解，通过三次筛选归类将数据分类归并，第一次筛选归并将同一站点三个机组功率进行对比并归类，第二次筛选将同一站点水头数据按照每5公分误差来与分类后的机组功率数据来进行归类后筛选出功率、水头一样的值，第三次筛选通过筛选出功率、水头一样的值的序号筛选出三台机组的导叶开度并进行对比；

4.根据权利要求2所述的水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法，其特征在于：所述步骤s3具体为：

技术总结
本发明公开了一种水电站发电机组经济运行方式的优化分析方法，通过收集水电站发电机组历史运行数据、建立水电站发电机组的经济运行优化数学模型，结合水电站机组发电机组的特性和水能情况，制定合理的调度方法：水轮机出力在不同水位、水流量条件下，根据用户输入的负荷以及运算得出的运行区间，从而调整发电机组实时出力，通过对水轮机特性性曲线分析出水轮机特性曲线公式，通过使用公式计算出各水轮机最佳运行区间分配各水轮机的负荷来达到最佳运行效率。本发明实现了电调人员根据省调下达负荷实时开展机组经济运行水平分析，指导调整机组开停策略，提升经济运行水平的目的，提高了水电站水能利用率，提高发电效益。

技术研发人员：赖真明,彭远方,曹伦,杨彦铖,熊少华,林涛,周波
受保护的技术使用者：中电建水电开发集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27