3水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

13水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)23.1廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)義務(wù)、內(nèi)容義務(wù)：水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的根本義務(wù)是研討在總負(fù)荷給定條件下，其廠內(nèi)任務(wù)機(jī)組最優(yōu)臺(tái)數(shù)、組合及啟停次序確實(shí)定，機(jī)組間負(fù)荷的最優(yōu)分配。優(yōu)化準(zhǔn)那么：效率最大、損失最小、用水量最小等。33.1廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)義務(wù)、內(nèi)容內(nèi)容：1.組織機(jī)組動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)2.計(jì)算和編制機(jī)組動(dòng)力特性3.計(jì)算和編制全廠的最優(yōu)動(dòng)力特性4.制定面臨日的廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)方式5.進(jìn)展實(shí)時(shí)控制、實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)43.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配1.根本原那么在滿足該水電站所應(yīng)承當(dāng)?shù)碾娏ο到y(tǒng)負(fù)荷的要求下，使水電站所耗費(fèi)的總流量最小〔空間優(yōu)化問(wèn)題〕。53.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配2.固定機(jī)組之間負(fù)荷分配數(shù)學(xué)模型設(shè)電站總負(fù)荷為N，選定某n臺(tái)機(jī)組共同完成義務(wù)，決議負(fù)荷在機(jī)組之間的分配，使全廠任務(wù)流量最小。數(shù)學(xué)模型為：63.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配3.最優(yōu)性條件作Lagrange乘子函數(shù)Lagrange乘子法即n臺(tái)機(jī)組的流量微增率相等此即最優(yōu)性必要條件，稱為等微增率原那么。73.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配4.兩臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷分配將兩臺(tái)機(jī)組的微增率曲線繪制在同一圖中，把這兩條曲線的橫坐標(biāo)按反方向繪制，兩坐標(biāo)原點(diǎn)01和02的間隔必需等于總負(fù)荷的數(shù)值N。如下圖：83.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配兩臺(tái)機(jī)組流量微增率曲線的交點(diǎn)a1是滿足的點(diǎn)此交點(diǎn)橫坐標(biāo)便是兩臺(tái)機(jī)組最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所應(yīng)分別承當(dāng)?shù)呢?fù)荷值N1*和N2*。兩臺(tái)機(jī)組流量微增率曲線93.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配從流量曲線看QQN0103.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配5.最優(yōu)流量曲線微增率在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，機(jī)組臺(tái)數(shù)往往多于兩臺(tái)，因此可經(jīng)過(guò)確定各機(jī)組總的最優(yōu)流量微增率曲線進(jìn)而進(jìn)展各機(jī)組的最優(yōu)負(fù)荷分配。113.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配最優(yōu)流量微增率曲線的繪制IIII+II123.2等微增率法進(jìn)展機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配6.等微增率法的缺陷等微增率求解廠內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組間有功負(fù)荷的最優(yōu)分配，只適用于機(jī)組臺(tái)數(shù)不多，并且有光滑的凹型流量微增率曲線的機(jī)組，但在復(fù)雜情況下，那么難以處置，因此多采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)展求解。133.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定在滿足電力系統(tǒng)負(fù)荷要求的條件下，水電站運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組臺(tái)數(shù)和臺(tái)號(hào)的組合，普通有多種可行方案。如何選取機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的臺(tái)數(shù)和組合，才干使水電站的任務(wù)流量最節(jié)省，這是與機(jī)組負(fù)荷最優(yōu)分配不同的另一個(gè)廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題。143.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定1.根本原那么在滿足該水電站所應(yīng)承當(dāng)?shù)碾娏ο到y(tǒng)負(fù)荷的要求下，使水電站所耗費(fèi)的總流量最小〔空間優(yōu)化問(wèn)題〕。153.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定2.固定機(jī)組之間負(fù)荷分配數(shù)學(xué)模型在n臺(tái)機(jī)組中，只需承當(dāng)?shù)南到y(tǒng)總負(fù)荷一樣，在不同的機(jī)組組合方案中，能使水電站總的任務(wù)流量實(shí)現(xiàn)最小，即為最優(yōu)組合方案。數(shù)學(xué)模型為：163.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定3.用流量和微增率特性曲線確定機(jī)組組合方案知兩臺(tái)機(jī)組的流量特性曲線和流量微增率曲線，以及兩臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)轉(zhuǎn)且在機(jī)組間最優(yōu)分配負(fù)荷時(shí)的組合特性曲線。173.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定(1)當(dāng)N<Na時(shí)，機(jī)組I應(yīng)投入，那么Q1<Q2；(2)當(dāng)Na<N<Nb時(shí)，Q1>Q2，切除I號(hào)機(jī)組，投入II號(hào)機(jī)組；(3)當(dāng)N>Nb時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，且按最優(yōu)負(fù)荷分配原那么(等微增率)進(jìn)展負(fù)荷分配。兩臺(tái)機(jī)組間負(fù)荷分配及組合方案183.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定4.用功率損失和機(jī)組段效率特性曲線確定機(jī)組組合方案在一些情況下，由于機(jī)組流量特性曲線的曲率較小，過(guò)渡點(diǎn)附近的流量特性曲線交點(diǎn)不明顯，因此用前述方法確定機(jī)組的最優(yōu)組合和任務(wù)臺(tái)數(shù)誤差較大。為提高精度，也可采用機(jī)組的功率損失特性曲線和機(jī)組效率特性曲線進(jìn)展計(jì)算。193.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定根據(jù)機(jī)組的功率損失特性曲線確定機(jī)組的最優(yōu)組合及任務(wù)臺(tái)數(shù)其優(yōu)點(diǎn)在于出力損失特性曲線曲率較大，不同機(jī)組的特性曲線相交處，出力損失容易讀取，因此精度較高。功率損失特性曲線203.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定根據(jù)機(jī)組段效率特性曲線確定機(jī)組的最優(yōu)組合及任務(wù)臺(tái)數(shù)以下圖為兩臺(tái)特性不同的機(jī)組，曲線I和II為單機(jī)效率特性曲線，I+II為兩臺(tái)機(jī)組組合的效率特性曲線，交點(diǎn)a和b即為機(jī)組的投入點(diǎn)。機(jī)組段效率特性曲線213.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定當(dāng)水電站的機(jī)組臺(tái)數(shù)較多，各機(jī)組特性互不一樣時(shí)，問(wèn)題要更加復(fù)雜，此時(shí)必需對(duì)機(jī)組各種能夠的組合方案，繪出最優(yōu)并列運(yùn)轉(zhuǎn)的組合特性曲線，對(duì)各組合特性曲線分析比較后，才干確定相應(yīng)于各種負(fù)荷區(qū)域的機(jī)組最優(yōu)組合方案。223.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定有三臺(tái)水電機(jī)組，其中兩臺(tái)機(jī)組的類(lèi)型和特性曲線一樣。(1)當(dāng)N<Na時(shí)，機(jī)組I或II應(yīng)投入；(2)當(dāng)Na<N<Nb時(shí)，I號(hào)和II號(hào)機(jī)組并列運(yùn)轉(zhuǎn)；(3)當(dāng)N>Nb時(shí)，應(yīng)I，II，III臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)組組合特性曲線233.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定機(jī)組段水頭不同，各機(jī)組的動(dòng)力特性也不同。因此對(duì)于不同的機(jī)組段水頭，機(jī)組最優(yōu)投入點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷是不同的。如將各種機(jī)組段水頭下的機(jī)組投入點(diǎn)銜接起來(lái)，就構(gòu)成了機(jī)組的最優(yōu)投入線。機(jī)組段水頭不同時(shí)的流量特性曲線243.3機(jī)組最優(yōu)投入次序及任務(wù)臺(tái)數(shù)確實(shí)定n臺(tái)機(jī)組共有2n-1種不同機(jī)組組合，用作圖方法非常費(fèi)事。但是當(dāng)機(jī)組型號(hào)一樣時(shí)，不同機(jī)組組合數(shù)將大大減少。不同機(jī)組組合只與臺(tái)數(shù)有關(guān)，與臺(tái)號(hào)無(wú)關(guān)。n臺(tái)同型號(hào)機(jī)組共有n種不同機(jī)組組合。對(duì)同型號(hào)機(jī)組而言，等微增率原那么意味著等出力原那么。這時(shí)k臺(tái)機(jī)組的組合流量特性為作圖相對(duì)比較方便。253.4機(jī)組間無(wú)功負(fù)荷和隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，電力系統(tǒng)要求一些水電站，除承當(dāng)有功負(fù)荷外還承當(dāng)一定的無(wú)功負(fù)荷，有時(shí)還承當(dāng)一定的調(diào)頻義務(wù)。因此水電站也有在各個(gè)機(jī)組間進(jìn)展無(wú)功負(fù)荷和隨機(jī)負(fù)荷分配的問(wèn)題。263.4機(jī)組間無(wú)功負(fù)荷和隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配3.4.1機(jī)組擔(dān)任無(wú)功負(fù)荷的普通方式水電機(jī)組間擔(dān)任無(wú)功負(fù)荷有兩種方式：集中負(fù)擔(dān)方式，將水電站的無(wú)功負(fù)荷集中由幾臺(tái)不帶有功負(fù)荷的機(jī)組承當(dāng)〔做調(diào)相機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)〕，即調(diào)相方式。分散負(fù)擔(dān)方式，由運(yùn)轉(zhuǎn)的水輪發(fā)電機(jī)組同時(shí)承當(dāng)無(wú)功和有功負(fù)荷，即發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)方式。273.4機(jī)組間無(wú)功負(fù)荷和隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配總的來(lái)說(shuō)，負(fù)荷較高的情況下，分散方式能夠更有利，負(fù)荷較低時(shí)，集中方式能夠更有利。在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中往往采用分散和集中相結(jié)合的方式，集中的程度大小視電站有功、無(wú)功負(fù)荷詳細(xì)情況而定。水電站無(wú)功負(fù)荷在運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組間的最優(yōu)分配是建立在機(jī)組段無(wú)功特性的根底上的，而機(jī)組段的無(wú)功特性由發(fā)電機(jī)的無(wú)功特性決議。283.4機(jī)組間無(wú)功負(fù)荷和隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配3.4.2隨機(jī)負(fù)荷在機(jī)組間的最優(yōu)分配由于隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配對(duì)整個(gè)水電站的運(yùn)轉(zhuǎn)方式有一定的影響，假設(shè)不思索隨機(jī)負(fù)荷分配而制定的最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，在運(yùn)轉(zhuǎn)中最優(yōu)工況會(huì)遭到影響。在電力系統(tǒng)中，除滿足正常負(fù)荷容量外，還需求有一定數(shù)量的備用容量。普通負(fù)荷隨機(jī)動(dòng)搖的部分由擔(dān)任備用容量的機(jī)組承當(dāng)，這部分容量稱為接入容量。293.4機(jī)組間無(wú)功負(fù)荷和隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配由于水電站運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏，所以普通情況下系統(tǒng)中接入備用容量的義務(wù)大部分由水電站承當(dāng)。當(dāng)電力系統(tǒng)要求水電站承當(dāng)?shù)碾S機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，需求由兩臺(tái)及以上的機(jī)組共同承當(dāng)負(fù)荷的隨機(jī)變化，因此涉及到機(jī)組間最優(yōu)分配隨機(jī)負(fù)荷的問(wèn)題。303.5水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)3.5.1廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)總圖水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)總圖是水電站廠內(nèi)最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)方式的綜合圖。它是根據(jù)水電站上游水位、水電站出力、機(jī)組段水頭、任務(wù)流量、同時(shí)任務(wù)機(jī)組的臺(tái)數(shù)、組合方式以及微增率特性之間的綜合關(guān)系繪制而成的，用于指點(diǎn)水電站在詳細(xì)條件下實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。313.5水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)總圖是預(yù)先繪制好的，可用于指點(diǎn)水電站在詳細(xì)條件下實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)最有利運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)用方法為：根據(jù)水電站的負(fù)荷Ni和當(dāng)時(shí)上游水位Zshi在以機(jī)組段水位為參數(shù)的上游水位與出力之間的關(guān)系圖上求得任務(wù)機(jī)組的最優(yōu)臺(tái)數(shù)以及機(jī)組段水頭Hdi；根據(jù)電站出力Ni和機(jī)組段水頭Hdi，在以機(jī)組段水頭為參數(shù)的流量微增率曲線上，查得微增率；根據(jù)Hdi和，在各機(jī)組段的微增率曲線上求得各機(jī)組段的出力；根據(jù)電站出力Ni和機(jī)組段水頭Hdi，在Q=Q(N,Hdi)曲線上可查電站所耗費(fèi)的流量Qi。32廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)總圖333.5水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)3.5.2自動(dòng)控制下的最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)在電力系統(tǒng)中的水電站，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必需具有實(shí)時(shí)和快速反響的特點(diǎn)，才干滿足電站的實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)需求。通常將廠內(nèi)優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)作為電站控制系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，把從事優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算的計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備直接聯(lián)絡(luò)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)處置、實(shí)時(shí)計(jì)算，自動(dòng)控制系統(tǒng)那么根據(jù)優(yōu)化計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)展自動(dòng)控制、調(diào)理和操作，從而實(shí)現(xiàn)水電站自動(dòng)控制下的廠內(nèi)優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)。34主要功能如下：根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度方案、水電站水庫(kù)來(lái)水及當(dāng)時(shí)水位情況等，確定水電站日負(fù)荷方案。在給定的全廠負(fù)荷下，進(jìn)展機(jī)組任務(wù)臺(tái)數(shù)和組合的最優(yōu)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)任務(wù)機(jī)組間的最優(yōu)負(fù)荷分配。根據(jù)日負(fù)荷方案或面臨的負(fù)荷預(yù)測(cè)資料，提早進(jìn)展機(jī)組啟停機(jī)最優(yōu)化計(jì)算。對(duì)調(diào)頻電站，在電站機(jī)組要改動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，如增減負(fù)荷、停機(jī)、啟動(dòng)新的任務(wù)機(jī)組等，進(jìn)展實(shí)時(shí)計(jì)算，尋覓出改動(dòng)水電站機(jī)組工況的最優(yōu)控制規(guī)律，并進(jìn)展機(jī)組間隨機(jī)負(fù)荷的最優(yōu)分配和實(shí)時(shí)調(diào)理。35當(dāng)水電站按給定負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或做調(diào)頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)展負(fù)荷偏向的檢測(cè)。當(dāng)水電站的出力和系統(tǒng)負(fù)荷存在偏向時(shí)，及時(shí)進(jìn)展相應(yīng)調(diào)整和控制。具有手動(dòng)和自動(dòng)兩套功能。定期對(duì)各機(jī)組當(dāng)前動(dòng)力特性進(jìn)展檢測(cè)。當(dāng)偏向超越允許值時(shí)，及時(shí)進(jìn)展修正。經(jīng)過(guò)屏幕顯示方案的最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)方法，操作指令、控制實(shí)況、當(dāng)前廠內(nèi)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)方式及相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)等信息，并將需求數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。36作業(yè)1.用等微增率法進(jìn)展廠內(nèi)機(jī)組間最優(yōu)負(fù)荷分配的根本思緒？2.某水電站有3臺(tái)不同型號(hào)的機(jī)組，額定容量分別為1000kw、500kw、500kw。試用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法確定水電站水頭10m，負(fù)荷為1000kw的最優(yōu)負(fù)荷分配。10m水頭下各機(jī)組流量與出力