(高清版)GBT 40221-2021 智能水電廠經(jīng)濟運行系統(tǒng)技術(shù)條件

ICS27.100智能水電廠經(jīng)濟運行系統(tǒng)技術(shù)條件國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會 12規(guī)范性引用文件 1 1 1 2 37經(jīng)濟調(diào)度控制 4 5 5附錄A(資料性)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 6附錄B(資料性)經(jīng)濟運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)流 7IⅢGB/T40221—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出并歸口。本文件起草單位：南瑞集團有限公司、南京南瑞水利水電科技有限公司、中國長江電力股份有限公水科水電科技開發(fā)有限公司、廣州健新科技股份有限公司。1GB/T40221—2021智能水電廠經(jīng)濟運行系統(tǒng)技術(shù)條件本文件規(guī)定了智能水電廠經(jīng)濟運行系統(tǒng)的水文預報、運行計劃、經(jīng)濟調(diào)度控制和運行評價功能以及驗收要求。本文件適用于智能水電廠。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB17621大中型水電站水庫調(diào)度規(guī)范GB/T22482水文情報預報規(guī)范GB/T36572電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護導則GB/T40222—2021智能水電廠技術(shù)導則DL/T316電網(wǎng)水調(diào)自動化功能規(guī)范DL/T1666水電站水調(diào)自動化系統(tǒng)技術(shù)條件DL/T1802水電廠自動發(fā)電控制及自動電壓控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范NB/T35001梯級水電站水調(diào)自動化系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。智能水電廠經(jīng)濟運行系統(tǒng)economicoperationsystemofsmarthydropowerplant基于智能水電廠一體化管控平臺，以提高水電廠水能利用率為目標，實現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水文預報、發(fā)電計劃、經(jīng)濟調(diào)度控制和運行評價等功能的應用組件集合。4基本要求4.1系統(tǒng)的整體功能、外部接口、部署方式應符合GB/T40222—2021的要求。4.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信應符合GB/T36572的要求。4.3系統(tǒng)應具備經(jīng)濟運行相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理功能，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容見附錄A。4.4經(jīng)濟運行參數(shù)、運行約束和運行策略應實現(xiàn)統(tǒng)一配置和管理，支持不同分區(qū)間自動同步。4.5系統(tǒng)應部署在生產(chǎn)控制大區(qū)，能夠以組件方式在一體化管控平臺上運行，通過一體化管控平臺實現(xiàn)外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的獲取、計算結(jié)果的存儲與共享。數(shù)據(jù)流見附錄B。4.7宜實現(xiàn)統(tǒng)一的經(jīng)濟運行模型和算法庫，并通過一體化管控平臺實現(xiàn)計算服務和擴充升級等管理。24.9對具有集控中心的智能水電廠，系統(tǒng)應部署于集控中心。5水文預報5.1中長期水文預報5.1.1中長期水文預報的基礎(chǔ)功能應符合GB17621、DL/T316、DL/T1666、NB/T35001的要求，預報精度應符合GB/T22482的要求。5.1.2中長期水文預報宜能夠通過一體化管控平臺自動獲取氣象實況、數(shù)值天氣預報，以及大氣環(huán)流、太陽黑子、海溫等預報相關(guān)因子數(shù)據(jù)。5.1.3中長期水文預報功能符合下列要求：a)應具備水庫歷史徑流數(shù)據(jù)查詢與管理、頻率分析功能；b)宜結(jié)合流域地形地貌、數(shù)值天氣預報信息和長序列水文氣象數(shù)據(jù)，采用物理和數(shù)理統(tǒng)計結(jié)合的方式進行中期水文預報；c)應具備多模型組合預報功能，各模型權(quán)重系數(shù)可自動設(shè)定；d)宜實現(xiàn)預報模型的相關(guān)因子自適應優(yōu)選和參數(shù)自動率定；e)應具備預報方案配置和管理功能，支持預報方案拓撲結(jié)構(gòu)、模型參數(shù)的結(jié)構(gòu)化展示與設(shè)置；f)宜具備概率預報功能，預報各時段流量及其可能偏差、概率等。5.1.4中長期預報結(jié)果應由一體化管控平臺進行存儲和共享管理。5.2短期水文預報5.2.1短期水文預報基礎(chǔ)功能應符合GB17621、DL/T316、DL/T1666、NB/T35001的要求，預報精度應符合GB/T22482的要求。5.2.2短期水文預報應能夠通過一體化管控平臺自動獲取氣象實況、數(shù)值天氣預報、衛(wèi)星云圖，宜自動獲取雷達測雨信息。5.2.3短期水文預報符合下列要求：a)應結(jié)合流域地形地貌、數(shù)值天氣預報等信息，構(gòu)建陸氣耦合水文預報模型；b)宜結(jié)合流域內(nèi)植被、土壤和高程等遙感信息，依據(jù)雷達測雨，構(gòu)建分布式水文預報模型；c)宜支持歷史雨水情信息的分類識別與深度學習，實現(xiàn)基于實時雨水情的歷史相似洪水自動推選與動態(tài)來水預測。5.2.4短期水文預報功能符合下列要求：a)宜實現(xiàn)預報模型自主學習以及參數(shù)自動率定功能；b)宜對不同時期和重點斷面提供多個模型和多套參數(shù)，預報時可自動選擇；c)應采用流域特征相似等方法實現(xiàn)無歷史水情資料地區(qū)水文預報模型參數(shù)自動優(yōu)化功能；d)應支持根據(jù)歷史來水特性，采用智能優(yōu)選的校正算法對預報模型計算結(jié)果進行校正；e)宜基于水情監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用GIS和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)實現(xiàn)天氣形勢及水文過程的動態(tài)可視化f)應具備預報方案配置和管理功能，支持預報方案拓撲結(jié)構(gòu)、模型參數(shù)的結(jié)構(gòu)化展示與設(shè)置；g)應具備歷史洪水和預報洪水的來源貢獻與洪水特征分析功能；h)宜提供預報結(jié)果的誤差概率計算和分析功能。5.2.5短期水文預報結(jié)果應由一體化管控平臺進行存儲和共享管理。3GB/T40221—20216運行計劃6.1發(fā)電計劃6.1.1發(fā)電計劃基礎(chǔ)功能和調(diào)度規(guī)則應符合GB17621、DL/T316、DL/T1666、NB/T35001的要求。6.1.2發(fā)電計劃應能夠通過一體化管控平臺獲取水電站和水庫運行狀況、水文預報結(jié)果、綜合利用要求和運行約束條件，計算結(jié)果由一體化管控平臺進行存儲和共享管理。6.1.3發(fā)電計劃應具備下列計算方式：a)根據(jù)水庫調(diào)度圖、典型出力過程計算中長期發(fā)電計劃；b)以保證出力最大為目標優(yōu)化計算中長期發(fā)電計劃；c)以發(fā)電量最大或發(fā)電效益最大為目標優(yōu)化計算中長期和短期發(fā)電計劃；d)以調(diào)峰電量最大或調(diào)峰收益最大為目標優(yōu)化計算短期發(fā)電計劃；e)以期末蓄能最大為目標優(yōu)化計算短期發(fā)電計劃；f)根據(jù)供水、防凌、生態(tài)等調(diào)度要求計算中長期和短期發(fā)電計劃；g)根據(jù)應急調(diào)度要求計算短期發(fā)電計劃。6.1.4短期發(fā)電計劃應能夠與中長期發(fā)電計劃銜接，具備下列銜接方式：a)按照中長期發(fā)電計劃時段末水位控制運行；b)按照中長期發(fā)電計劃的時段電量控制運行；c)按照中長期發(fā)電計劃的時段出庫水量控制運行。6.1.5發(fā)電計劃計算應考慮下列約束：a)水庫特征水位、水電站調(diào)度運行規(guī)則和水庫綜合利用等水位要求；b)水電站發(fā)電和泄水設(shè)施過流能力、水庫綜合利用等流量要求；c)水電站機組可用臺數(shù)及最大出力、送出通道、電網(wǎng)運行對出力的要求；d)機組振動區(qū)、備用等機組運行要求。6.1.6發(fā)電計劃宜具備依據(jù)相似歷史場景或預設(shè)規(guī)則自動計算發(fā)電計劃的功能。6.1.7發(fā)電計劃應具備多方案對比分析功能，能根據(jù)設(shè)定的規(guī)則自動優(yōu)選推薦方案。6.1.8發(fā)電計劃宜具備校核分析功能，具備下列校核分析方式：b)梯級上下游水電站流量匹配關(guān)系的校核分析；c)發(fā)電計劃運行中來水不足、棄水和運行越限等風險的概率計算分析。6.1.9中長期發(fā)電計劃應具備滾動調(diào)整功能。6.1.10短期發(fā)電計劃應具備跟蹤監(jiān)視與在線滾動修正功能，符合下列要求：a)跟蹤計劃執(zhí)行，統(tǒng)計經(jīng)濟運行指標，異常時發(fā)出告警并給出原因量化分析結(jié)果；b)滾動預測水電廠運行趨勢，并對可能發(fā)生的異常發(fā)出預警信息；c)依據(jù)預設(shè)的總發(fā)電量、總出庫水量和運行過程等控制策略自動修正計劃。6.1.11發(fā)電計劃應具備仿真分析功能，具備下列仿真分析方式：a)按照設(shè)定的水庫水位過程進行計算；b)按照設(shè)定的出力過程進行計算；c)按照設(shè)定的出庫流量過程進行計算；d)各時段可分別選擇水庫水位、出力、流量過程仿真方式進行混合計算；e)按照6.1.3中發(fā)電計劃計算方式進行計算。6.1.12發(fā)電計劃宜建立發(fā)電運行知識庫，采用數(shù)據(jù)挖掘等方法實現(xiàn)知識庫更新和擴展，支持發(fā)電計劃約束和計算策略的自動更新。46.1.13發(fā)電計劃宜采用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實現(xiàn)水電站發(fā)電運行全景展示和發(fā)電計劃的模擬運行展示。6.2洪水調(diào)度6.2.1洪水調(diào)度基礎(chǔ)功能和調(diào)度規(guī)則應符合GB17621、DL/T316、DL/T1666、NB/T35001的要求。6.2.2洪水調(diào)度應能夠通過一體化管控平臺獲取短期水文預報結(jié)果、防洪要求、約束條件，計算結(jié)果由一體化管控平臺進行存儲和共享管理。6.2.3洪水調(diào)度應具備下列計算方式：a)依據(jù)水庫調(diào)度規(guī)程和度汛方案計算洪水調(diào)度計劃；b)以水庫最大下泄流量最小為目標計算洪水調(diào)度計劃；c)以水庫最高水位最低為目標計算洪水調(diào)度計劃；d)以預泄調(diào)度模式計算洪水調(diào)度計劃；e)以錯峰調(diào)度模式計算洪水調(diào)度計劃；f)依據(jù)防洪調(diào)度指令計算水庫運用計劃。6.2.4洪水調(diào)度應具備設(shè)計洪水、歷史洪水的洪水調(diào)度模擬計算功能。6.2.5洪水調(diào)度宜具備依據(jù)相似歷史場景或預設(shè)規(guī)則自動計算洪水調(diào)度計劃的功能。6.2.6洪水調(diào)度應具備多方案對比分析功能，能根據(jù)設(shè)定的規(guī)則自動優(yōu)選推薦方案。6.2.7洪水調(diào)度宜具備計劃分析評估功能，具備下列分析評估方式：a)洪水調(diào)度計劃的水庫水位、出庫流量等過程的仿真分析；b)洪水調(diào)度計劃實施過程中水庫水位或出庫流量越限等風險的概率計算分析。6.2.8洪水調(diào)度應具備計劃的執(zhí)行跟蹤監(jiān)視與實時調(diào)整功能，滿足下列要求：b)滾動預測水庫運行趨勢，并對可能發(fā)生的異常發(fā)出預警信息；c)根據(jù)預設(shè)的規(guī)則自動計算和更新洪水調(diào)度計劃。6.2.9洪水調(diào)度宜具備閘門啟閉計劃計算和管理功能，滿足下列要求：a)自動計算閘門操作計劃，閘門啟閉規(guī)則可配置；b)與閘門監(jiān)控聯(lián)動，實現(xiàn)閘門啟閉和開度調(diào)節(jié)的自動化運行管理。6.2.10洪水調(diào)度宜采用地理信息系統(tǒng)、計算機三維技術(shù)、數(shù)字模擬等技術(shù)，建立可交互的三維仿真環(huán)境，動態(tài)模擬洪水調(diào)度計劃的實施過程。6.3報價決策支持6.3.1宜根據(jù)電力市場環(huán)境實現(xiàn)報價決策支持功能。6.3.2報價決策支持應能夠通過一體化管控平臺獲取水文預報、運行計劃，以及電力市場交易系統(tǒng)發(fā)布的運行約束和市場環(huán)境等信息，分析計算結(jié)果由一體化管控平臺進行存儲和共享管理。6.3.3報價決策支持功能應滿足下列要求：a)能根據(jù)市場需求、歷史成交電價、市場主體信息、電力系統(tǒng)通道能力、市場競爭對手情況等信息，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)水電廠送電區(qū)域的電量需求及市場電價預測；b)能以售電效益最大為目標，基于水電廠發(fā)電成本和市場預測電價進行報價方案計算；c)實現(xiàn)報價方案對預測來水、輸電能力、市場環(huán)境等因素的敏感性分析功能；d)對于向多個區(qū)域送電的水電廠，支持適應多區(qū)域電力市場交易規(guī)則和市場環(huán)境的報價方案制定。7經(jīng)濟調(diào)度控制7.1經(jīng)濟調(diào)度控制宜具備下列優(yōu)化策略：5GB/T40221—2021a)梯級電站群總耗能最??；b)梯級電站群總發(fā)電效益最大；c)梯級電站群總棄水損失最少；d)指定梯級電站群目標庫水位偏差最??；e)電站庫水位偏離設(shè)定運行區(qū)間時，自動對站間負荷重新分配，使庫水位恢復至設(shè)定運行區(qū)間；f)梯級電站群總有功功率控制指令變化量小于指定閾值時，優(yōu)選單個電站進行有功功率調(diào)整。7.2經(jīng)濟調(diào)度控制宜實現(xiàn)優(yōu)化策略的自動選擇功能。采用梯級電站群總棄水損失最少或指定梯級電站目標庫水位偏差最小為目標時，能夠根據(jù)短期發(fā)電計劃輸出的庫水位組合自動確定各電站的目標水庫水位。7.4經(jīng)濟調(diào)度控制安全策略滿足下列要求：a)應對總有功功率給定值和負荷計劃曲線進行校驗，對于超出運行上限/下限或變幅限值的指令拒絕接受并告警；b)應具備防時間突變和負荷計劃曲線過零點校核功能；e)調(diào)度遠方控制時，與調(diào)度主站通信故障，應切換至集控控制或退出并告警。7.5同一電網(wǎng)接入點的水電站群，應視為一個虛擬電站。多個電網(wǎng)接入點的水電站群，可視為多個虛擬電站。虛擬電站的控制應符合DL/T1802的要求。7.6經(jīng)濟調(diào)度控制宜具備各梯級電站水庫水位實時監(jiān)視及趨勢預測功能，越限時提前預警。7.7經(jīng)濟調(diào)度控制宜實現(xiàn)發(fā)電計劃在線仿真計算與實際運行結(jié)果的對比分析功能。8運行評價8.1運行評價基礎(chǔ)功能應符合DL/T316、DL/T1666、NB/T35001的要求，中長期水文預報和短期水文預報精度評定方法應符合GB/T22482的要求。8.2運行評價宜具備下列功能：a)對洪前預泄、攔蓄洪尾、動態(tài)控制汛限水位等洪水優(yōu)化調(diào)度方式的效益量化評估功能；b)經(jīng)濟運行評價指標的查詢、統(tǒng)計分析、趨勢分析功能，支持指標異常變化的原因分析；c)經(jīng)濟運行評價指標的在線統(tǒng)計與展示分析功能，評價指標出現(xiàn)越限或異常變化時，能發(fā)出告警并給出原因量化分析結(jié)果；d)經(jīng)濟運行評價指標影響因子的數(shù)據(jù)挖掘分析功能；e)結(jié)合可視化技術(shù)，實現(xiàn)經(jīng)濟運行評價結(jié)果的全景化展示，并支持定時更新。9驗收系統(tǒng)的測試與驗收應符合DL/T1666、DL/T1802的規(guī)定。6GB/T40221—2021(資料性)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通常包括：b)水電站裝機發(fā)電機臺數(shù)及裝機容量等基本參數(shù)；e)水庫設(shè)計洪水，各頻率典型入流過程資料；f)水庫綜合利用要求；g)下游水位流量關(guān)系曲線；h)電網(wǎng)正常頻率范圍及緊急調(diào)頻范圍；i)電網(wǎng)有功、無功設(shè)定值范圍及設(shè)定值與實發(fā)值差限范圍；k)機組振動區(qū)范圍、效率特性曲線。7(資料性)經(jīng)濟運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)流經(jīng)濟運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)流示意圖見圖B.1。集控中心集控中心安全區(qū)Ⅱ管理信息大區(qū)經(jīng)濟運行系統(tǒng)報一體化管控平臺電力調(diào)度機構(gòu)、電力交易中心洪水調(diào)度發(fā)電計劃一體化管控平臺防汛和應急管理部門經(jīng)濟