本技術涉及水力發(fā)電，具體涉及基于遠程集控的水電機組有功功率智能化調節(jié)系統(tǒng)。

背景技術：

1、對于基于遠程集控的水電機組有功功率智能化調節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過集成高級傳感技術、通信網(wǎng)絡和智能控制算法，實現(xiàn)遠程對水電機組有功功率的智能化調節(jié)。這一技術旨在提升電站的運行效率及自動化水平，使得調度更加精準，從而確保了水電站能更靈活地適應電網(wǎng)的需求變化。

2、在系統(tǒng)實施的過程中存在著挑戰(zhàn)，尤其是遠程集控系統(tǒng)的控制信號傳輸至水電機組需要一定的時間延遲。這一問題可能導致水電機組無法快速準確地響應遠程調控指令，在某些情況下會影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。解決這一挑戰(zhàn)需要提高通信系統(tǒng)的可靠性和帶寬，同時優(yōu)化控制邏輯，確保在任何環(huán)境下都能實現(xiàn)對有功功率實時精確調整的目的。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實施例中提供了基于遠程集控的水電機組有功功率智能化調節(jié)系統(tǒng)，至少部分解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

2、第一方面，本發(fā)明實施例中提供一種基于遠程集控的水電機組有功功率智能化調節(jié)系統(tǒng)，包括：通信模塊和控制模塊；

3、通信模塊接收來自遠程集控系統(tǒng)的實時有功功率目標值和定期通過傳感器采集的水電機組的各項實時運行數(shù)據(jù)；

4、其中，通信模塊與遠程集控系統(tǒng)之間建立通信連接，并通過預定的通信協(xié)議交互遠程指令包，所述遠程指令包中攜帶有所述實時有功功率目標值；

5、控制模塊基于所接收的實時有功功率目標值和水輪機組的各項實時運行數(shù)據(jù)進行快速動態(tài)調節(jié)響應，以確保調節(jié)精度；

6、控制模塊通過在線自學習算法，不斷優(yōu)化機組控制策略來實現(xiàn)對電網(wǎng)指令的有效跟隨。

7、在第一方面的一個具體實施方式中，所述控制模塊基于所接收的實時有功功率目標值進行快速動態(tài)調節(jié)響應的具體步驟包括：

8、基于偏差量和水輪機組的工作狀態(tài)信息，調整水輪機進水量實現(xiàn)有功功率的即時微調；

9、其中，所述偏差量為水輪機組當前的實際有功功率與所述實時有功功率目標值之間的偏差值，水輪機組的工作狀態(tài)信息是對接收到的水電機組的各項實時運行數(shù)據(jù)進行分析得到；

10、啟動pid控制算法對即時微調效果進行檢驗，并根據(jù)檢驗結果調整確保偏差量控制在預設范圍內。

11、在第一方面一個具體實施方式中，所述控制模塊調整水輪機進水量實現(xiàn)有功功率的即時微調的具體步驟包括：

12、當所述偏差量超出設定的第一功率變化門限時，啟動快速增益調節(jié)機制，計算機組當前容量利用率cur；

13、如果當前容量利用率cur小于容量安全界限，則提高水量增加速率；并且如果當前容量利用率cur大于容量安全界限，則控制模塊降低水量降低速率；

14、當機組容量利用率cur小于容量過載界限時，結合偏差量是否超過零值來控制水電機組的調節(jié)閥開度；

15、實施上述步驟后重新計算新的偏差量，并比較新的偏差量與容許偏差范圍以檢驗即時微調效果。

16、在第一方面的一個具體實施方式中，所述控制模塊提高水量增加速率、降低水量降低速率的具體步驟包括：

17、獲取水電機組的最大容量和實際運行容量，計算容量比率cur，其中容量比例cur等于實際運行容量除以最大容量的比值；

18、如果容量比率cur小于7，則設置水量控制比例wrc為容量比例cur的3倍以線性增大水量供給速率；并且，當容量比率cur大于9時，則設置水量控制比例wrc為容量比例cur的02倍以線性減小水量供給速率以保證穩(wěn)定性和安全性；

19、在完成供水的水量控制比例調整后，計算新的水位h，并利用公式：δh＝(pwr*δt*wrc)來估計水量變化對水位的影響，其中pwr是水輪機單位水位上升需要提供的水量系數(shù)，δt是調整周期；

20、根據(jù)δh與容許波動范圍內下限rwh_min和上限rwh_max之間的關系以確認新設置下的穩(wěn)定度，若|δh|<|rwh_min|且|δh|≤rwhmax，則表示新設定滿足調節(jié)要求，否則需要根據(jù)實際情況調整水位以保障系統(tǒng)穩(wěn)定。

21、在第一方面的一個具體實施方式中，所述控制模塊基于所接收的水輪機組的各項實時運行數(shù)據(jù)進行快速動態(tài)調節(jié)響應的具體步驟包括：

22、基于所述水輪機組的各項實時運行數(shù)據(jù)獲取并識別有功功率指令變化速率是否超過設定閾值r1；

23、如果有功功率指令變化速率超過設定閾值r1，則基于預置策略增加或減小增益比例p以適應其變化速度；

24、在快速動態(tài)調節(jié)響應過程中，檢測是否出現(xiàn)穩(wěn)定偏差超出容許范圍δ的情況，若出現(xiàn)，則調整積分常數(shù)i確保系統(tǒng)穩(wěn)定。

25、在第一方面的一個具體實施方式中，如果有功功率指令變化速率超過設定閾值r1，所述預置策略包括：

26、通過比較δp當前是否大于(δp歷史*β)確定當前工作區(qū)域是否處于負載高變化區(qū)間，其中δp當前為當前時刻有功功率指令變化量，δp歷史為歷史上一時刻有功功率指令變化量，β>1；

27、如果處于負載高變化區(qū)間內，確定此時負荷變化較大，則根據(jù)負載增量計算增益調整因子，即kp＝k0*(δp當前/δp歷史)，其中k0和kp分別為調整前、后的增益調整因子；

28、當增益調整因子kp的計算結果在1至預設上限之間時，使用上述計算結果進行增益調整。

29、在第一方面的一個具體實施方式中，如果確定此時負荷變化較小時，根據(jù)負載增量計算增益調整因子kp的過程中還包括：

30、如果增益調整因子kp≤1且負載變化為：δp當前<＝δp歷史/η，則kp設置為默認最小值kmin，0<η<1；

31、校驗計算出的kp與kmin之間的關系，判斷kp＝min(kmin,kp)的取值有效性以保證控制增益的有效調整；

32、根據(jù)確定的關系更新當前控制系統(tǒng)的增益比例p為更新后的p＝p原*kp；

33、在調整過程中監(jiān)視控制系統(tǒng)是否存在振蕩現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)過頻次調節(jié)則重新配置kp以抑制波動。

34、在第一方面的一個具體實施方式中，所述控制模塊還執(zhí)行以下步驟：

35、在監(jiān)視是否存在振蕩現(xiàn)象過程中，若監(jiān)測到連續(xù)兩次以上的反向過調節(jié)則認為控制系統(tǒng)出現(xiàn)了不穩(wěn)定現(xiàn)象，其反向過調節(jié)是指當前時間步的過調節(jié)方向和最近上一次的調節(jié)方向相反；

36、若認為控制系統(tǒng)出現(xiàn)了不穩(wěn)定現(xiàn)象，則觸發(fā)穩(wěn)定檢查，計算當前時間步和最近一次振蕩出現(xiàn)的時間間隔是否符合振蕩判斷標準；

37、當間隔超過允許的最大振蕩間隔，則視為控制系統(tǒng)未出現(xiàn)明顯不穩(wěn)定性，可以保持控制增益策略不變繼續(xù)監(jiān)控，否則減半控制系統(tǒng)的增益比例p減少其波動幅度；

38、更新后，繼續(xù)監(jiān)測是否存在新的振蕩現(xiàn)象。

39、在第一方面的一個具體實施方式中，所述控制模塊通過在線自學習算法，不斷優(yōu)化水電機組控制模型的控制策略來實現(xiàn)對電網(wǎng)指令的有效跟隨，包括：

40、按照預先設定的時間間隔或特定事件采集現(xiàn)場反饋數(shù)據(jù)并存儲至數(shù)據(jù)庫中，對采集到的現(xiàn)場反饋數(shù)據(jù)進行在線識別以獲知水電機組狀態(tài)和電網(wǎng)變化情況，進而建立更新水電機組控制模型的輸入變量；分析系統(tǒng)偏差與調整動作之間的關聯(lián)規(guī)律以提取有效調整模式形成水電機組控制模型的更新規(guī)則；使用在線自學習算法持續(xù)對更新規(guī)則進行更新，以改進控制策略實現(xiàn)智能優(yōu)化。

41、第二方面，本發(fā)明實施例中提供了一種計算機設備，包括：

42、至少一個處理器；及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；

43、其中所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行上述第一方面及其具體實現(xiàn)方式中任一項所述的系統(tǒng)的步驟。

44、本發(fā)明實施例中提供了一種基于遠程集控的水電機組有功功率智能化調節(jié)系統(tǒng)，包括：通信模塊和控制模塊；通信模塊接收來自遠程集控系統(tǒng)的實時有功功率目標值和定期通過傳感器采集的水電機組的各項實時運行數(shù)據(jù)；其中，通信模塊與遠程集控系統(tǒng)之間建立通信連接，并通過預定的通信協(xié)議交互遠程指令包，所述遠程指令包中攜帶有所述實時有功功率目標值；控制模塊基于所接收的實時有功功率目標值和水輪機組的各項實時運行數(shù)據(jù)進行快速動態(tài)調節(jié)響應，以確保調節(jié)精度；控制模塊通過在線自學習算法，不斷優(yōu)化機組控制策略來實現(xiàn)對電網(wǎng)指令的有效跟隨。通過本發(fā)明實施例上述技術方案，能夠解決如何解決遠程集控系統(tǒng)對水電機組有功功率實時響應與穩(wěn)定控制的問題。