基于廠網(wǎng)協(xié)聯(lián)大型水電站自動發(fā)電控制策略分析與制定

以遺傳算法為基礎(chǔ),設(shè)計出一種水電廠自動發(fā)電控制算法。該算法有效地解決了優(yōu)化問題中對求解多約束條件的處理問題。程序設(shè)計簡單,收斂速度快。仿真計算驗證了該算法的有效性。

為求解大型水電站自動發(fā)電控制(automaticgenerationcontrol,agc)機組優(yōu)化組合問題,提出一種多種群蟻群優(yōu)化算法。同時,綜合考慮水量、電量平衡,水庫、機組運行限制等多重安全生產(chǎn)約束條件,提出了一種流量—水頭—出力的循環(huán)迭代策略確定時段動態(tài)水頭,并引入基于機組啟停優(yōu)先順序表的系統(tǒng)備用容量修補技術(shù),使水電站agc機組運行時達(dá)到最優(yōu)。將所提算法應(yīng)用于葛洲壩水電站agc機組優(yōu)化組合,與其他求解方法對比表明所提算法求解精度高,求解速度快,具有較強的工程實用價值。

agc自動發(fā)電控制系統(tǒng)由于其工作效率較高、控制精度較好,在水電廠中得到了極為廣泛的應(yīng)用。因此,對于水電廠agc系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與優(yōu)化策略進(jìn)行分析和探討,通過agc機組組合、負(fù)荷分配和機組啟停方案的改進(jìn),為其實現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

水電廠跨領(lǐng)域中是否可以實現(xiàn)自動發(fā)電控制這樣一個目標(biāo),和我國范圍之內(nèi)電力系統(tǒng)這和個體自動發(fā)電控制結(jié)果之間呈現(xiàn)出來的相互關(guān)系是較為密切的。但是現(xiàn)階段我國范圍之內(nèi)的各個中小規(guī)模水電廠自動化水平是較為低下的,為了可以我國范圍之內(nèi)中小型水電廠領(lǐng)域中實現(xiàn)\"無人值守\"這樣一個目標(biāo),針對自動發(fā)電控制技術(shù)在水電廠中得到的應(yīng)用就有一定的現(xiàn)實意義,希望可以在今后相關(guān)的工作人員對這個問題進(jìn)行分析的時候起到一定程度的借鑒性作用,最終在我國社會經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中做出一定的貢獻(xiàn)。

為了經(jīng)濟合理地利用水力資源、加強電網(wǎng)及水電站的安全穩(wěn)定運行、提高流域梯級水電站的自動化運作。以烏江流域彭水、銀盤水電站為例對梯級水電站聯(lián)合自動發(fā)電控制的實現(xiàn)及水電站的經(jīng)濟運行提出框架設(shè)計。

主要介紹了大型水電站的招標(biāo),標(biāo)書的編制及機組技術(shù)規(guī)范的確定必須重視的幾個問題。同時又介紹了標(biāo)書編制前應(yīng)掌握的有關(guān)科技知識。

自動發(fā)電控制是現(xiàn)代電網(wǎng)控制中的一項重要功能，針對水電廠提出了一種機組調(diào)節(jié)策略，綜合考慮了機組組合、負(fù)荷分配和機組啟停，并解決了避免機組頻繁調(diào)整的負(fù)荷經(jīng)濟分配問題，減少了機組啟停次數(shù)。這種方法為電力市場下水電廠的自動發(fā)電控制提供了一種經(jīng)濟實用的解決方案。

水電廠自動發(fā)電控制（agc）牽涉到諸多因素，要真正取得實效，需要提供周全靈活的運作模式和安全可靠的容錯協(xié)調(diào)手段．自動發(fā)電控制的設(shè)計應(yīng)遵循如下原則：（1）應(yīng)考慮廠內(nèi)機組運行方式的多樣性，使參加agc的機組處于相對優(yōu)化工況；（2）能周全靈活地選擇agc的運作模式，和具備足夠的檢錯、糾措手段，以便適應(yīng)各制約因素的要求，發(fā)揮實際有效的作用；（3）注意相關(guān)功能的協(xié)調(diào)，追求最好的綜合經(jīng)濟效益．實現(xiàn)agc的宗旨則是為了安全、可靠、迅速、經(jīng)濟地發(fā)電．

自動發(fā)電控制是現(xiàn)代電網(wǎng)控制中的一項重要功能，針對水電廠提出了一種機組調(diào)節(jié)策略，綜合考慮了機組組合、負(fù)荷分配和機組啟停，并解決了避免機組頻繁調(diào)整的負(fù)荷經(jīng)濟分配問題，減少了機組啟停次數(shù)。這種方法為電力市場下水電廠的自動發(fā)電控制提供了一種經(jīng)濟實用的解決方案。

水電廠本身具備可以改變輸出功率的功能,并且還可以有效地控制電力系統(tǒng)的自動發(fā)電.本文針對水電廠自動發(fā)電控制技術(shù)進(jìn)行了探討,從某些環(huán)節(jié)介紹了水電廠自動發(fā)電控制的任務(wù)和功能.并且還結(jié)合工程的實際情況,提出了水電廠自動發(fā)電系統(tǒng)控制的方案.

中國大型水電站（含已建/在建/籌建）簡介 資料收集／校準(zhǔn)／整理：錦繡良緣 中國水能蘊藏量第一的流域——長江：水能蘊藏量2.68億千瓦，居世界第 二位，僅次于水能蘊藏量2.79億千瓦的亞馬遜河。中國大型水電站項目主要集 中在長江流域。長江流域的水能蘊藏量比雅魯藏布江，瀾滄江，黃河，珠江，怒 江等的總和還要多。因此在了解我國的中國大型水電站項目之前，讓我們來了解 一下長江。 長江干流全長6300千米。其上源源頭至南源當(dāng)曲口——稱沱沱河，當(dāng)曲口 至青海省玉樹縣巴塘河口——稱通天河，巴塘河口至四川省宜賓市岷江口——稱 金沙江，岷江口以下——通稱長江。另外岷江口以下的長江各段又有川江，峽江， 荊江，揚子江等稱謂。 關(guān)于長江干流的上，中，下游的劃分，主要有兩種說法： 1、按河道特征及流域地形劃分： 上游——長江源頭至湖北省宜昌市，水急灘多，河道曲折； 中游——湖北省宜昌市至江西

以二倍體遺傳算法為基礎(chǔ),設(shè)計了一種梯級水電廠自動發(fā)電控制(agc)算法。該算法既可用于離線制定梯級水電廠的日發(fā)電計劃,又可用于梯級水電廠的實時發(fā)電控制。算法中,出力限制條件在負(fù)荷分配方案的編碼中自動滿足,其它約束條件如負(fù)荷平衡、水量平衡(考慮梯級水庫間的水流流達(dá)時間)等則在計算個體適應(yīng)值時予以考慮。算法程序設(shè)計簡單,收斂速度快。仿真計算驗證了該算法的有效性

在傳統(tǒng)的單機自動發(fā)電控制agc（automaticgenerationcontrol）的基礎(chǔ)上,采用節(jié)能環(huán)保優(yōu)化技術(shù),提出了廠級agc控制優(yōu)化方法。廠級agc系統(tǒng)接受主站側(cè)全廠負(fù)荷總指令,依據(jù)各臺機組的煤耗率、脫硫脫硝效率、負(fù)荷響應(yīng)速率、旋轉(zhuǎn)備用、安全裕度等,計算全廠機組最優(yōu)負(fù)荷分配策略,從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保調(diào)度與負(fù)荷經(jīng)濟分配相協(xié)調(diào)。通過宣城電廠的運行試驗表明,該廠級agc控制下平均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約0.5g,節(jié)煤效率0.2%,優(yōu)化效果顯著。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們生活水平的提高,對于電能的需求也在不斷增加,與此同時對于電能質(zhì)量也具有一定的要求,對于水電廠自動化水平的需求也在提高,經(jīng)過不斷的研究和分析,自動發(fā)電控制工程已經(jīng)逐漸成為水電廠發(fā)展過程中必不可少的部分。相比較于火電廠,水電廠具有靈活、起停迅速等優(yōu)點,具有一定的調(diào)節(jié)作用,可以改變用電和發(fā)電之間的問題,因此,需要不斷適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)電實際需求,所以,水電廠自動發(fā)電控制工程變得尤為重要。

筒閥安裝在固定導(dǎo)葉與活動導(dǎo)葉之間,具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等優(yōu)點,小灣電站6臺機組均采用筒閥作為水輪機主閥。該筒閥外型尺寸巨大且運行在高水頭下,其安裝工序復(fù)雜,工藝控制嚴(yán)格。從筒閥的焊接到預(yù)組裝,著重介紹其預(yù)裝工序及工藝控制。

在傳統(tǒng)的單機自動發(fā)電控制agc(automaticgenerationcontrol)的基礎(chǔ)上,采用節(jié)能環(huán)保優(yōu)化技術(shù),提出了廠級agc控制優(yōu)化方法。廠級agc系統(tǒng)接受主站側(cè)全廠負(fù)荷總指令,依據(jù)各臺機組的煤耗率、脫硫脫硝效率、負(fù)荷響應(yīng)速率、旋轉(zhuǎn)備用、安全裕度等,計算全廠機組最優(yōu)負(fù)荷分配策略,從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保調(diào)度與負(fù)荷經(jīng)濟分配相協(xié)調(diào)。通過宣城電廠的運行試驗表明,該廠級agc控制下平均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約0.5g,節(jié)煤效率0.2%,優(yōu)化效果顯著。

以兩區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)為例,介紹了自動發(fā)電控制系統(tǒng)中幾種經(jīng)典控制器的控制性能。在區(qū)域1中加上1%的單步負(fù)載擾動的情況下,分析區(qū)域內(nèi)頻率偏差、聯(lián)絡(luò)線功率偏差和調(diào)速器的輸入信號,供應(yīng)用時參考。

目前三峽左岸電站采用經(jīng)進(jìn)發(fā)電機組，已確定了合理的保護(hù)方案，文中參考三峽機組的故障仿真數(shù)據(jù)，考慮未來采用國產(chǎn)機組保護(hù)配置可能的變化，討論了大型水電站發(fā)電機內(nèi)啊短路的主保護(hù)方案，以供參考，該方案包括了橫差保護(hù)，故障分量負(fù)序功率方向保護(hù)和不完全縱差保護(hù)的綜合應(yīng)用。

本文介紹了水電廠實現(xiàn)自動發(fā)電控制可取得經(jīng)濟效益的計算方法，并用與過去運行實績進(jìn)行對比的方法計算了各種不同類型水電廠用計算機控制后的經(jīng)濟效益，計算表明，不同類型電站的經(jīng)濟效益相差甚大。文章深入分析了影響經(jīng)濟效益的因素，得出的結(jié)論是：有調(diào)節(jié)性能好的水庫、參加系統(tǒng)調(diào)節(jié)、日負(fù)荷曲線變化大的水電廠具有最大的經(jīng)濟效益；合理安排機組啟停對優(yōu)化工況至為重要。

為了適應(yīng)電網(wǎng)日益嚴(yán)格的調(diào)峰調(diào)頻要求,廣州蓄能水電廠對計算機數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(scada)系統(tǒng)進(jìn)行了全面改造升級,對其自動發(fā)電控制功能進(jìn)行了重新優(yōu)化設(shè)計。文中詳細(xì)介紹了廣州蓄能水電廠scada系統(tǒng)2種有功控制的計算方式,即功率調(diào)節(jié)方式和頻率調(diào)節(jié)方式,對今后電廠自動發(fā)電控制程序的設(shè)計有參考意義。

在水電站大壩計算中,壩基深層抗滑穩(wěn)定問題是決定工程成敗的決定因素之一,對水電站安全運行至關(guān)重要。針對某大型水電站典型壩段壩基巖體的正常蓄水位工況,采用強度折減方法進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性分析。計算結(jié)果表明:以彈塑性計算不收斂為失穩(wěn)判據(jù)得到的安全系數(shù)為2.70,以塑性區(qū)貫通和關(guān)鍵點位移突變作為失穩(wěn)判據(jù)得到的安全系數(shù)為2.50;并且,壩踵與壩趾特征點位移計算值均指向下游方向,表明壩體有向下滑動的趨勢。綜合上述分析結(jié)果,該壩段在正常蓄水位工況下的整體安全系數(shù)應(yīng)該為2.50左右,無法滿足正常工況下3.0的安全度要求,必須對該壩段進(jìn)行加固處理。

以實際工程為研究對象,采用數(shù)值計算方法對某大型水電站并網(wǎng)運行方式和水力干擾過渡過程進(jìn)行了分析研究,結(jié)果表明:相同工況下,并入理想大電網(wǎng)調(diào)頻運行方式時受擾機組最大出力擺動值大于并入有限電網(wǎng)調(diào)頻運行方式情況,受擾機組最大出力的擺動值為64.32mw,超額出力倍數(shù)為1.09,定子繞組過電流倍數(shù)為1.09,接近規(guī)范允許值,對這一控制情況,在類似工程設(shè)計和管理運行中應(yīng)引起高度重視。