一种发电机组负荷优化分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种发电机组负荷优化分配方法，该方法为：依据机组实际效率特性曲线，考虑机组临界振动区的持续累计运行时间，采用逐次逼近法，按照给定的可分配机组集合不穿越振动区条件、穿越振动区条件、调整可分配机组集合等阶段进行综合耗水率最小寻优分配机组负荷。本发明专利技术能够解决目前水电机组负荷分配优化时未考虑机组的实际效率特性变化、未考虑机组临界振动区持续累计运行时间等问题。

A Method of Optimal Load Distribution for Generator Sets

The invention discloses an optimal load distribution method for generating units. The method is: according to the actual efficiency characteristic curve of generating units, considering the continuous cumulative running time of critical vibration zone of generating units, adopting successive approximation method, minimizing the comprehensive water consumption rate according to the given stages of non-crossing vibration zone condition, crossing vibration zone condition, adjusting the set of distributable generating units, etc. Optimizing the distribution of unit load. The invention can solve the problems that the actual efficiency characteristics of the unit are not taken into account and the continuous cumulative running time of the critical vibration zone of the unit is not taken into account in the load distribution optimization of the hydropower unit at present.

【技术实现步骤摘要】
一种发电机组负荷优化分配方法
本专利技术属于小水电
，具体涉及一种发电机组负荷优化分配方法。
技术介绍
小水电是清洁的可再生能源，近年得到了迅速发展。对于运行中的多台机组可以根据其效率曲线，充分利用机组高效率工况运行，进行优化负荷分配，能够提升水能利用率。小水电机组负荷优化分配是找到在给定总负荷下寻找到全厂流量最小这个目标。但是在目前实际的实施中，采用的“水头-负荷-效率”模型大部分基于主机厂给出的理论数据或者模型试验给出的数据，因为模型数据都是静态设定的，当机组的真实效率(在同一个水头-负荷条件下)已经发生改变时，负荷分配算法将不能达到最优。而且目前负荷分配仅考虑避开振动区，在负荷分配时可以将避开振动区作为一个约束条件，对于临界振动区运行状况及持续时间没有考虑：临界振动区是临近振动区的负荷区，包括上临界区和下临界区。机组运行在临界区的特点是，机组运行稳定性尚可，但不能在此负荷区域长时间运行，应属于受控运行，当机组在临界振动区运行一段时间后，负荷分配程序应主动重新进行负荷分配，将该机组调整离开临界振动区。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供一种发电机组负荷优化分配方法，以解决现有技术水电机组负荷分配优化时未考虑机组的实际效率特性变化、未考虑机组临界振动区持续累计运行时间等问题。本专利技术采取的技术方案为：一种发电机组负荷优化分配方法，其特征在于：该方法为：依据机组实际效率特性曲线，考虑机组临界振动区的持续累计运行时间，采用逐次逼近法，按照给定的可分配机组集合不穿越振动区条件、穿越振动区条件、调整可分配机组集合的阶段进行综合耗水率最小寻优分配机组负荷，具体步骤如下：第一步：与电站水情监测系统通讯获得电站水头H测值，人工输入振动区/临界振动区设定，从电站计算机监控系统通讯读取全厂负荷给定值Pst_e，或者通过人工给定全厂负荷；从电站效率测量监测系统中读取当前各机组运行状态以及当前负荷值,并计算当前全厂实际总负荷Pst_r；第二步：设定负荷调节死区值ΔPd，如果|Pst_r-Pst_e|≤ΔPd，那么不做任何负荷调整，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；设定Pst_av为全厂最大总可用有功，Pres为全厂备用有功，如果Pst_e＞Pst_av-Pres，那么拒绝执行负荷分配，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；第三步：根据时间最优原则，首先应该从已经在运行的机组中进行负荷分配，根据当前已经在运行的机组构造参与重新负荷分配的机组集合如下：Gi∈{Gr_1,Gr_2....Gr_m}，其中Gr_1、Gr_2…Gr_m为当前已经在运行的机组；第四步：对参与重新负荷分配的机组集合Gi中的每一台机组设定初始可分配负荷范围(Pi_min,Pi_max)，Pi_min为可分配负荷下限，Pi_max为可分配负荷上限，即首先考虑不穿越振动区条件下进行尝试分配，确定该可分配负荷区的算法如下：对于正在运行的机组，从效率在线监测系统中读取当前机组的实际负荷P，确定该机组的包含P的稳定负荷区和临界振动区，并根据该范围设定初试可调节负荷范围(Pi_min,Pi_max)；第五步：调用效率采集/智能曲线拟合系统拟合获得的各机组的“水头-负荷-效率”模型，并根据水头，获得当前各机组负荷-效率拟合曲线如下公式：ξ＝a1H2P2+a2H2P+a3H2+a4HP2+a5HP+a6H+a7P2+a8P+a9式中ξ为机组效率；采用逐次逼近法，在给定的可分配机组集合、在给定的可调节负荷范围下根据综合耗水率最小寻优分配：目标函数为：式中：Qst_v为名义全厂流量，hi＝h(Pi)是第i台机组在负荷Pi下的惩罚系数函数，定义如下：Ti是临界振动区单次持续运行的控制时间，惩罚系数函数主要用于在对目标函数寻优时，控制避免进入振动区以及临界振动区尝试间持续运行；Qi＝Q(Pi)为第i台机组的过机流量，Pi为第i台机组的有功功率，n为电站总可用机组数；第六步：如寻优成功，则执行第九步，如不成功则判断当前分配的模式是否部分负荷分配(部分负荷分配就是指不穿越振动区条件下分配)，如果不是部分负荷分配，则执行第八步；第七步：调整参与重新负荷分配的机组集合Gi中的每一台机组的可分配负荷范围(Pi_min,Pi_max)为该机组的全部可调节负荷范围(即考虑穿越振动区)，然后再执行第五步，重新进行负荷分配；第八步：检查是否所有允许参与分配的机组都已经参与了分配(包括正在停止运行的机组)，如果是，则说明本次要求的负荷在现有约束条件下无法分配，直接返回，执行第一步,准备下一个周期的负荷分配；调整可分配机组集合Gi，从停机态的机组中选择一台机组进入可分配机组集合Gi∈{Gr_1,Gr_2....Gr_n}，在选择停机态的机组时，按照以下优先原则确定的顺序进行选择：从当前时刻计算的停止运行时间Ti,off越长，越优先选择；开机时间Ti,up越小(开机越快)，越优先选择；然后跳转执行第四步，重新在新的机组集合中进行尝试负荷分配；第九步：得到各机组的优化分配负荷Pi，将各机组的Pi通过数据通讯，发送给电站负荷控制系统。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术的负荷优化分配方法在水电机组负荷分配优化时考虑到了实际效率特性变化和机组临界振动区持续累计运行时间，使得水电机组负荷分配更加精确合理和科学，有效解决目前水电机组负荷分配优化时未考虑机组的实际效率特性变化、未考虑机组临界振动区持续累计运行时间等问题。附图说明图1为本专利技术的系统流程图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。实施例1：如图1所示，一种发电机组负荷优化分配方法，该方法为：依据机组实际效率特性曲线，考虑机组临界振动区的持续累计运行时间，采用逐次逼近法，按照给定的可分配机组集合不穿越振动区条件、穿越振动区条件、调整可分配机组集合等阶段进行综合耗水率最小寻优分配机组负荷，具体步骤如下：第一步：与电站水情监测系统通讯获得电站水头H测值，人工输入振动区/临界振动区设定，从电站计算机监控系统通讯读取全厂负荷给定值Pst_e，或者通过人工给定全厂负荷；从电站效率测量监测系统中读取当前各机组运行状态以及当前负荷值,并计算当前全厂实际总负荷Pst_r；第二步：设定负荷调节死区值ΔPd，如果|Pst_r-Pst_e|≤ΔPd，那么不做任何负荷调整，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；设定Pst_av为全厂最大总可用有功，Pres为全厂备用有功，如果Pst_e＞Pst_av-Pres，那么拒绝执行负荷分配，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；第三步：根据时间最优原则,首先应该从已经在运行的机组中进行负荷分配。根据当前已经在运行的机组构造参与重新负荷分配的机组集合如下:Gi∈{Gr_1,Gr_2....Gr_m}，其中Gr_1、Gr_2…Gr_m为当前已经在运行的机组；第四步：对参与重新负荷分配的机组集合Gi中的每一台机组设定初始可分配负荷范围(Pi_min,Pi_max)，Pi_min为可分配负荷下限，Pi_max为可分配负荷上限，即首先考虑不穿越振动区条件下进行尝试分配。确定该可分配负荷区的算法如下：对于正在运行的机组，从效率在线监测系统中读取当前机组的实际负荷P，确定该机组的包含P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机组负荷优化分配方法，其特征在于：该方法为：依据机组实际效率特性曲线，考虑机组临界振动区的持续累计运行时间，采用逐次逼近法，按照给定的可分配机组集合不穿越振动区条件、穿越振动区条件、调整可分配机组集合的阶段进行综合耗水率最小寻优分配机组负荷，具体步骤如下：第一步：与电站水情监测系统通讯获得电站水头H测值，人工输入振动区/临界振动区设定，从电站计算机监控系统通讯读取全厂负荷给定值Pst_e，或者通过人工给定全厂负荷；从电站效率测量监测系统中读取当前各机组运行状态以及当前负荷值,并计算当前全厂实际总负荷Pst_r；第二步：设定负荷调节死区值ΔPd，如果|Pst_r‑Pst_e|≤ΔPd，那么不做任何负荷调整，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；设定Pst_av为全厂最大总可用有功，Pres为全厂备用有功，如果Pst_e＞Pst_av‑Pres，那么拒绝执行负荷分配，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；第三步：根据时间最优原则，首先应该从已经在运行的机组中进行负荷分配，根据当前已经在运行的机组构造参与重新负荷分配的机组集合如下：Gi∈{Gr_1,Gr_2....Gr_m}，其中Gr_1、Gr_2…Gr_m为当前已经在运行的机组；第四步：对参与重新负荷分配的机组集合Gi中的每一台机组设定初始可分配负荷范围(Pi_min,Pi_max)，Pi_min为可分配负荷下限，Pi_max为可分配负荷上限，即首先考虑不穿越振动区条件下进行尝试分配，确定该可分配负荷区的算法如下：对于正在运行的机组，从效率在线监测系统中读取当前机组的实际负荷P，确定该机组的包含P的稳定负荷区和临界振动区，并根据该范围设定初试可调节负荷范围(Pi_min,Pi_max)；第五步：调用效率采集/智能曲线拟合系统拟合获得的各机组的“水头‑负荷‑效率”模型，并根据水头，获得当前各机组负荷‑效率拟合曲线如下公式：ξ＝a1H...

【技术特征摘要】
1.一种发电机组负荷优化分配方法，其特征在于：该方法为：依据机组实际效率特性曲线，考虑机组临界振动区的持续累计运行时间，采用逐次逼近法，按照给定的可分配机组集合不穿越振动区条件、穿越振动区条件、调整可分配机组集合的阶段进行综合耗水率最小寻优分配机组负荷，具体步骤如下：第一步：与电站水情监测系统通讯获得电站水头H测值，人工输入振动区/临界振动区设定，从电站计算机监控系统通讯读取全厂负荷给定值Pst_e，或者通过人工给定全厂负荷；从电站效率测量监测系统中读取当前各机组运行状态以及当前负荷值,并计算当前全厂实际总负荷Pst_r；第二步：设定负荷调节死区值ΔPd，如果|Pst_r-Pst_e|≤ΔPd，那么不做任何负荷调整，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；设定Pst_av为全厂最大总可用有功，Pres为全厂备用有功，如果Pst_e＞Pst_av-Pres，那么拒绝执行负荷分配，直接返回第一步，准备下一个周期的负荷分配；第三步：根据时间最优原则，首先应该从已经在运行的机组中进行负荷分配，根据当前已经在运行的机组构造参与重新负荷分配的机组集合如下：Gi∈{Gr_1,Gr_2....Gr_m}，其中Gr_1、Gr_2…Gr_m为当前已经在运行的机组；第四步：对参与重新负荷分配的机组集合Gi中的每一台机组设定初始可分配负荷范围(Pi_min,Pi_max)，Pi_min为可分配负荷下限，Pi_max为可分配负荷上限，即首先考虑不穿越振动区条件下进行尝试分配，确定该可分配负荷区的算法如下：对于正在运行的机组，从效率在线监测系统中读取当前机组的实际负荷P，确定该机组的包含P的稳定负荷区和临界振动区，并根据该范围设定初试可...

【专利技术属性】
技术研发人员：文贤馗，苏立，沈春和，肖永，毛成，陈满华，刘卓娅，李林峰，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52