一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，方法包括：Step1，采集历史运行水位数据和水库调度图数据，并计算水电厂水库第j月的月度水位控制系数目标值Ks目标；Step2，采集该水电厂水库第j月的实际运行平均水位数据Sj，根据公式来计算水库第j月的水位控制系数实际值Ks实际，式中，S0为死水位，S1为正常高水位；Step3，将月度水位控制系数实际值Ks实际与月度水位控制系数目标值Ks目标进行比较，判断水库优化调度效果；Step4，根据水库优化调度效果对水电厂的优化调度进行控制。本发明专利技术能够对水电厂水库进行科学合理、适用广泛、简便易用的优化调度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法
本专利技术涉及一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，属于水电优化调度控制

技术介绍
水电厂的优化调度，实质上就是在发电水量相同的情况下通过各种措施多发电量，或者是在发电量相同的情况下设法少消耗水量。众所周知，水电机组发电量计算公式为E＝9.81QHη，式中E为发电量、Q为发电水量、H为发电水头、η为发电机组效率，当水电厂建成投产后η可看作常数，在E一定的情况下，H越大则Q越小。也就是说通过增大发电水头，就能够减小发电耗水率，少耗水、多发电，达到水电优化调度的目标。但是，发电水头等于水库水位减去坝下水位，坝下水位变幅小可看作定值，发电水头越高就意味着水库水位越高、弃水风险就越大，当流域发生洪水、机组故障不能发电等情况下就容易导致开闸泄洪，损失大量的水能资源。由此可见，库水位的控制是水电厂优化调度控制的最关键因素，需要在优化调度和弃水风险之间找到平衡点，在一年中汛期、枯期各时段将水位控制在合适的范围，就能充分体现水电优化调度控制水平。对于水电优化调度，一般采用的调度控制指标有综合出力系数、弃水期负荷率、水库考核水位、水电厂蓄能曲线、水能利用提高率等指标，有的企业对水电调度运行的控制指标多达60多个，根据评价结果来对优化调度控制进行相应调整，但由于涉及参数多、公式复杂，因此过程冗长、应用繁琐，可操作性差。但如果简化参数与计算公式，其准确程度、适用范围都会明显受到限制，目前还没有一种科学合理、简便易用的利用水库水位控制来对优化调度进行控制的方法。国内各发电集团所辖水电厂装机规模大小、流域水文特性、水库调节性能、电网安全约束、电力市场条件等各方面千差万别，目前还没有一种适用广泛的指标用于不同水电厂优化调度控制的横向及纵向对标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，能够对水电厂水库进行科学合理、适用广泛、简便易用的优化调度控制。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：引入水位控制系数概念进行水电厂水库的优化调度控制，确定将其作为水电优化调度水平评价考核的关键指标。水位控制系数为本专利技术首创，是指水库实际运行水位在死水位以上的高度占水位允许最大变幅的比例，既表征水库的蓄满程度、又反映发电水头的高低。水位控制系数为无量纲，为使用方便，扩大10倍变为0～10之间的数值，计算公式为式中，S0为死水位，S1为正常高水位，Sy为运行水位。一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，包括以下步骤：Step1，采集历史运行水位数据和水库调度图数据，并计算水电厂水库第j月的月度水位控制系数目标值Ks目标；Step2，采集该水电厂水库第j月的实际运行平均水位数据Sj，根据公式来计算水库第j月的水位控制系数实际值Ks实际，式中，S0为死水位，S1为正常高水位；Step3，将月度水位控制系数实际值Ks实际与月度水位控制系数目标值Ks目标进行比较，判断水库优化调度效果；Step4，根据水库优化调度效果对水电厂的优化调度进行控制。前述的基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法中，所述步骤Step1具体包括：Step1-1，采集近10年的运行水位数据，计算水库第j月近10年运行水位的月度平均值Sj1，代入公式计算得出对应的水位控制系数值Ks1；Step1-2，调取水库的水库调度图正常工作区中心线对应的第j月的月度运行水位Sj2，代入公式计算得出对应的水位控制系数值Ks2；Step1-3，将Ks1和Ks2进行算术平均，即得水电厂水库第j月的月度水位控制系数目标值Ks目标。前述的基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法中，将月度水位控制系数实际值与月度水位控制系数目标值进行比较，若月度水位控制系数实际值不小于月度水位控制系数目标值，则说明水电厂水库优化调度控制效果良好；若月度水位控制系数实际值小于月度水位控制系数目标值，则说明水电厂水库优化调度控制效果差，采取抬高水库水位措施，直至月度水位控制系数实际值达到月度水位控制系数目标值以上。与其它技术相比，本专利技术提出水位控制系数的概念，使水库优化调度工作的目标更简单、更清晰、更直观，它的提出和应用能够对水电厂水库进行科学合理、适用广泛、简便易用的优化调度控制，将大大提高水电厂水库优化调度控制的水平。主要体现在以下方面：(1)由于水位控制系数能简单、直观地显示水库蓄满程度，将不同类型水库的蓄满程度转化为无量纲相对值，使不同类型水库的水位控制情况能够进行横向或纵向的对比，有利于同行间的交流和先进经验的推广，容易被业外人士了解和认可，从而赢得广泛支持，有利于水库优化调度控制工作的开展，将大大提高我国水电厂优化调度水平。(2)水位控制系数侧重于水电运行的过程控制，进一步强化了目标与过程并重的管控。根据水电优化调度的差异化，避免了各水电企业片面追求当年发电量而造成运行水位过低的行为，为水电产业的长期整体优化运营提供了有力保障。(3)水位控制系数的运用和水库优化调度工作的开展，可以提高水能利用率，从而有效增加我国水电的发电量，增加清洁能源供应，减少化石能源消耗，必将为改善环境做出巨大贡献。(4)使水电厂水库优化调度考核指标清晰具体，由于它对水电厂经济效益的重大影响，将大大提高管理者的重视程度，促进水电厂经营管理水平不断提高。(5)经实践检验，水位控制系数能够准确地评价、有效地指导水电站的优化调度控制工作，使水库的平均运行水位明显提高，优化调度效益显著。附图说明图1是本专利技术实施例的方法流程图；图2是某水电厂2012年和2013年月度水位控制系数变化曲线图。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。具体实施方式本专利技术的实施例：一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，所述水位控制系数Ks是指水库实际运行水位在死水位以上的高度占水位允许最大变幅的比例，表征水库的蓄满程度、反映发电水头的大小，体现水电厂水位控制水平的高低；公式为式中，S0为死水位，S1为正常高水位，Sy为运行水位，Ks为无量纲指标，为使用方便，扩大10倍变为0～10之间的数值。适用于不同水文特性及不同调节性能水库的水位控制水平的横向、纵向比较。如图1所示，包括以下步骤：一、计算水位控制系数目标值收集水电厂水库设计参数正常高水位S1、死水位S0。采集水库近10年的运行水位数据，计算水库第j月近10年平均运行水位(月度平均运行水位为月内每天8:00水库运行水位的算术平均值)Sj1，代入公式计算得出对应的水位控制系数值Ks1；调取水库的水库调度图正常工作区中心线对应的第j月的月度运行水位Sj2，代入公式计算得出对应的水位控制系数值Ks2；将Ks1和Ks2进行算术平均(各项权重相同)，即得到历史运行情况与设计要求相结合的水电厂水库第j月的水位控制系数目标值Ks目标。二、计算月度水位控制系数实际值采集水库第j月每天8:00的实际运行水位数据进行算术平均(各项权重相同)得到该月平均水位Sj，根据公式来计算水库第j月的水位控制系数实际值Ks实际，式中，S0为死水位，S1为正常高水位。三、判断水电厂水库优化调度效果将月度水位控制系数实际值Ks实际与月度水位控制系数目标值Ks目标进行比较，并分别对水电厂月度水位控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，包括以下步骤：Step1，采集历史运行水位数据和水库调度图数据，并计算水电厂水库第j月的月度水位控制系数目标值Ks目标；Step2，采集该水电厂水库第j月的实际运行平均水位数据Sj，根据公式来计算水库第j月的水位控制系数实际值Ks实际，式中，S0为死水位，S1为正常高水位；Step3，将月度水位控制系数实际值Ks实际与月度水位控制系数目标值Ks目标进行比较，判断水库优化调度效果；Step4，根据水库优化调度效果对水电厂的优化调度进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于水位控制系数的水电厂水库优化调度控制方法，包括以下步骤：Step1，采集历史运行水位数据和水库调度图数据，并计算水电厂水库第j月的月度水位控制系数目标值Ks目标；Step2，采集该水电厂水库第j月的实际运行平均水位数据Sj，根据公式来计算水库第j月的水位控制系数实际值Ks实际，式中，S0为死水位，S1为正常高水位；Step3，将月度水位控制系数实际值Ks实际与月度水位控制系数目标值Ks目标进行比较，判断水库优化调度效果；Step4，根据水库优化调度效果对水电厂的优化调度进行控制；其中，所述步骤Step1具体包括：Step1-1，采集近10年的运行水位数据，计算水库第j月近10年运行水位的月度平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文革，郭晨旭，徐赫，聂勇勇，李朝新，李泽宏，
申请(专利权)人：中国华电集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11