一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法，在調度限制梯級出力時，梯級各電站按照給定梯級出力運行方式進行控制，首先計算第i級電站最大出力Nmaxk，再確定電站間的負荷分配，依次比較調度給定出力N與從上游到下游的各級電站最大出力和Nmaxk的值，當N≤Nmaxk時，則停止判斷，確定負荷分配電站為第1～k級電站；最后根據(jù)流量平衡原則計算各電站的分配出力。以最少的電站運行滿足出力要求，降低梯級電站運行成本，優(yōu)先選擇處于上游的電站進行負荷分配；根據(jù)電站耗水率反比例分配各級電站負荷，分配后的值進行合理性校驗；能夠提高梯級串聯(lián)小水電的自動化程度，提高了發(fā)電效益，同時提高了電站的安全運行水平，降低了運行人員的工作強度。
【專利說明】一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于水電站自動化控制領域，具體涉及一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法。
【背景技術】
[0002]我國水力資源豐富，煤炭、石油等不可再生資源的儲量有限，同時由于火電對于環(huán)境有一定程度的破壞，水電作為一種可再生的清潔資源，隨著工業(yè)的進一步發(fā)展，對電力的需求有增無減，因此水力發(fā)電可以更好地適應現(xiàn)代社會對電力能源需求量巨大的現(xiàn)狀，具備很好的發(fā)展?jié)摿Α?br> [0003]梯級水電站存在復雜的水力、電力聯(lián)系，上下游之間具備一定的補償調節(jié)能力，進
而導致梯級各個電站的運行方式多樣，梯級電站的聯(lián)合優(yōu)化調度問題復雜。實現(xiàn)電站群的
聯(lián)合調度對于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質運行有著重要作用，可以很好緩解電網(wǎng)的供需矛盾，
解決負荷峰谷差問題，提高電網(wǎng)調峰調頻的能力，減少機組的事故備用容量，提高發(fā)電效益。
[0004]梯級串聯(lián)小水電站是通過明渠、管道等方式串聯(lián)起來的小型水電站群，這些電站僅首級電站有庫容，但庫容可調范圍也較小；下游電站設置有前池，用于水流緩沖但無調節(jié)能力，因此這類梯級電站的水力聯(lián)系緊密，上游電站的流量變化直接影響到下游電站的運行；同時這類電站無類似旁通閥設備，當電站事故或檢修停機后，水流無法流向下游而可能導致下游電站停機。
[0005]目前，大型流域梯級電站都建立了梯級經(jīng)濟調度系統(tǒng)來統(tǒng)一管理、協(xié)調梯級各電站的運行，而梯級串聯(lián)小電站運行時主要還是靠人工判斷，調節(jié)、控制效果主要與運行人員經(jīng)驗有關；對于一些突發(fā)性事故，人為干預往往滯后，事故處理能力有限，不能在第一時間預防事故的擴展，因此容易降低水電站的年運行小時數(shù)。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法，以解決人工控制方式所引起的控制效果差及運行時間短的問題。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法，調度限制梯級出力時，梯級各電站按照給定梯級出力運行方式進行控制，其控制過程包括如下步驟：
[0008](1)計算第i級電站最大出力Nimax ：Nimax = Qi/qi, Qi為第i級電站的耗水率；Qi為第i級電站流量；
[0009](2)確定電站間的負荷分配：依次比較調度給定出力N與從上游到下游的各級電
站最大出力和Nmaxk的值，
【權利要求】
1.一種梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于，調度限制梯級出力時，梯級各電站按照給定梯級出力運行方式進行控制，其控制過程包括如下步驟： (1)計算第i級電站最大出力Nimax：Nimax = QiZqi, Qi為第i級電站的耗水率：Qi為第i級電站流量； (2)確定電站間的負荷分配：依次比較調度給定出力N與從上游到下游的各級電站最

大出力和Nmaxk的值，
2.根據(jù)權利要求1所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：所述步驟（3)中 第i級電站的分配出力Ni的計算公式如下
3.根據(jù)權利要求1所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：計算得到各電站的分配出力Ni后,還需要分配出力校核：依次比較Ni與Nimax,當NiMimax時,將第i級電站出力分配為Nimax,將Ni-Nimax負荷分配給k+Ι級電站；同時，各電站以Ni為目標值進行站內負荷分配。
4.根據(jù)權利要求1所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：當調度對各電站無負荷限制時，各電站按照最大發(fā)電量運行方式進行控制，以充分利用當前來水量實現(xiàn)最大發(fā)電量為目標。
5.根據(jù)權利要求3所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：站內負荷分配按平均分配原則進行分配：Nkgm = Ni/n，Nigen為第i級電站的第k號機組分配出力；隊為第i級電站分配出力；n為第i級電站的機組臺數(shù)。
6.根據(jù)權利要求4所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：在各電站按照最大發(fā)電量運行方式進行控制時，當前池出現(xiàn)溢流時，將電站可增負荷的機組按照設定方式增加負荷直至無溢流；當前池水位過低時，將電站中處于發(fā)電狀態(tài)的其中一臺機組按照設定方式減少負荷直至水位達到安全運行水位；當水位低于停機水位時，則將該電站的所有機組停機。
7.根據(jù)權利要求6所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：按照設定方式增加負荷或減少負荷為按照固定步長增加或減少負荷。
8.根據(jù)權利要求1所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于：梯級各電站按照給定梯級出力運行方式進行控制時，如果其中一級電站的正處于發(fā)電狀態(tài)的機組出現(xiàn)事故而停機，則立即增加該級電站中其余處于發(fā)電狀態(tài)的機組負荷以平衡負荷差值，并將處于該事故電站下游的電站的運行方式轉換為按流量自動運行，當流量恢復正常后切換為給定梯級出力運行方式；若調節(jié)發(fā)電狀態(tài)機組負荷仍無法平衡負荷差值，則開啟停機機組以平衡負荷。
9.根據(jù)權利要求1所述的梯級水電站自動發(fā)電控制方法，其特征在于:梯級各電站按照給定梯級出力運行方式進行控制時，若給定負荷與當前梯級總負荷差值小于調節(jié)限值時，選取其中的一個電站進行調節(jié):當差值為正時進行增負荷調節(jié)，優(yōu)先選擇前池溢流的電站進行調節(jié)，其次選 擇首級電站進行調節(jié)，如果無電站可調時，發(fā)出告警信號；當差值為負時進行減負荷調節(jié)，優(yōu)先選擇末級電站進行減負荷調節(jié)，如需停機，則優(yōu)先停末級電站的機組。
【文檔編號】H02J3/14GK103545817SQ201310438530
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】張庭, 肖亮, 邵春梅, 李宏川, 馬儀成, 李紅, 寧光文 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術有限公司