一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法组成比例

本发明专利技术公开一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，包括以下步骤：S1、获取小水电站的水库水量平衡关系、机组综合特性曲线数据、水情数据；S2、获取小水电站的发电任务量，并基于小水电站的发电任务量构建日负荷分配模型；S3、基于水情数据和水库水量平衡关系获得水情关系；S4、基于机组综合特性曲线数据获取水轮机的机组综合特性信息，并根据水轮机的机组综合特性信息获取机组运行的数值关系；S5、获得小水电站机组的开停机组合、各台机组的发电出力计划及机组在各时刻的运行状况，完成日负荷分配。本发明专利技术能够在减少了总耗水量的同时，保证了机组的高效率运行。保证了机组的高效率运行。保证了机组的高效率运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法


[0001]本专利技术涉及水电站安全经济运行
，特别涉及一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法。

技术介绍

[0002]小水电站的日负荷分配任务是在满足系统负荷需求和复杂的约束条件下，通过落实机组的工作台数、匹配机组间最优负荷分配，以达到总耗水量最小的同时保障机组的稳定、高效、经济运行。
[0003]在小水电站的负荷分配模型中存在大量的高维非线性的水情约束条件和机组约束条件，具体模型的建立较为困难。同时，小水电站运行年代久远，管理较为薄弱，其发电作业缺乏理论性指导，其机组在运行时甚至存在转速过速、温度过高和震动过大等情况，严重影响小水电站的正常运行。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，以解决现有技术中存在的技术问题，能够在减少了总耗水量的同时，保证了机组的高效率运行。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，包括以下步骤：
[0006]S1、获取小水电站的水库水量平衡关系、机组综合特性曲线数据、水情数据；
[0007]S2、获取小水电站的发电任务量，并基于所述小水电站的发电任务量构建日负荷分配模型；
[0008]S3、基于所述水情数据和所述水库水量平衡关系获得水情关系；
[0009]S4、基于所述机组综合特性曲线数据获取水轮机的机组综合特性信息，并根据所述水轮机的机组综合特性信息获取机组运行的数值关系；
[0010]S5、基于所述水情关系和所述机组运行的约束条件求解所述日负荷分配模型，获得小水电站机组的开停机组合、各台机组的发电出力计划及机组在各时刻的运行状况；所述小水电站机组的出力分配方案及机组在各时刻的运行状况即为日负荷分配结果。
[0011]优选地，所述S1中的水库水量平衡关系包括水轮机的转轮直径、真机导叶数、极对数、最高水头、最低水头、额定出力、额定转速和额定流量。
[0012]优选地，所述S1中的机组综合特性曲线数据包括水轮机单位转速、单位流量、导叶开度、有功负荷、频率、流量和效率。
[0013]优选地，所述S1中的水情数据包括小水电站的上游水位、下游水位，入库流量和水库库容。
[0014]优选地，所述S2中日负荷分配模型的构建包括：
[0015]S2.1、获取小水电站总耗水量，并以小水电站总耗水量最少为优化目标；
[0016]S2.2、基于小水电站水情条件建立水情约束；
[0017]S2.3、基于小水电站机组运行特征建立机组运行约束。
[0018]优选地，所述小水电站水情约束包括上下游水位约束；所述机组运行约束包括启停状态及弃水约束、功率平衡约束、机组出力约束、水头约束、机组开度约束、机组效率约束。
[0019]优选地，所述S4中水轮机的机组综合特性信息的获取包括以下步骤：
[0020]S4.1、对所述机组综合特性曲线进行数据离散化处理，获得模型特性曲线和运转特性曲线的离散数据；
[0021]S4.2、基于所述模型特性曲线获得等导叶开度、单位转速和流量数据，形成导叶开度数值关系；
[0022]S4.3、基于所述运转特性曲线获得等流量数据和机组出力数据，形成机组出力数值关系。
[0023]优选地，所述S5中小水电站机组的小水电站机组的开停机组合、各台机组的发电出力计划及机组在各时刻的运行状况的获取包括：
[0024]S5.1、对所述水情关系和所述机组综合特性曲线数据进行拟合，获取拟合结果；
[0025]S5.2、基于所述拟合结果和小水电站运行的边界条件获取所述日负荷分配模型的最优解，并根据所述最优解获得小水电站机组的出力分配方案及机组在各时刻的运行状况。
[0026]本专利技术公开了以下技术效果：
[0027]本专利技术首先获取电站获取水轮机综合特性曲线和小水电站历史运行日志作为数据基础，并建立小水电的日负荷分配模型，其次，对水轮机的综合特性曲线和水情数据进行数值化处理，得到小水电站的水情变化数学表达式与机组发电工况下各个参数的具体数学表达式，最后将精细化处理的水情约束和机组运行约束带入模型，求解得到更精确、更经济的小水电站的日负荷分配情况。
[0028]本专利技术结合水轮机综合特性曲线，建立了小水电站机组的运行工况中相关参数的数学表达式，完善了小水电日负荷分配模型的水情约束和机组运行约束，为小水电站日负荷分配提供了全新的方法和思路，为水电站的机组安全经济运行提供了理论基础保障，具有较强的实用性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术的方法流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例中的水轮机模型综合特性曲线；
[0032]图3为本专利技术实施例中的水轮机运转综合特性曲线；
[0033]图4为本专利技术实施例中的引水管道概况图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0036]参照图1
‑
4所示，本实施例提供一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，包括以下步骤：
[0037]S1、获取小水电站的水库水量平衡关系、机组综合特性曲线数据、水情数据。水库水量平衡关系包括水轮机的转轮直径、真机导叶数、极对数、最高水头、最低水头、额定出力、额定转速和额定流量；机组综合特性曲线数据包括水轮机单位转速、单位流量、导叶开度、有功负荷、频率、流量和效率；水情数据包括小水电站的上游水位、下游水位，入库流量和水库库容。其中，模型综合特性曲线数据、运转综合特性曲线数据、小水电站水情日志数据分别如表1
‑
3所示。
[0038]表1
[0039]单位转速单位流量导叶开度(mm)效率(m)146.081.9548.780.89150.581.9749.260.87
············
151.622.0851.960.89151.652.1754.480.82188.312.4856.480.86
[0040]表2
[0041]水头(m)出力(N)效率(1)流量(m3)7.787671.000.8020.36本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取小水电站的水库水量平衡关系、机组综合特性曲线数据、水情数据；S2、获取小水电站的发电任务量，并基于所述小水电站的发电任务量构建日负荷分配模型；S3、基于所述水情数据和所述水库水量平衡关系获得水情关系；S4、基于所述机组综合特性曲线数据获取水轮机的机组综合特性信息，并根据所述水轮机的机组综合特性信息获取机组运行的数值关系；S5、基于所述水情关系和所述机组运行的约束条件求解所述日负荷分配模型，获得小水电站机组的开停机组合、各台机组的发电出力计划及机组在各时刻的运行状况；所述小水电站机组的出力分配方案及机组在各时刻的运行状况即为日负荷分配结果。2.根据权利要求1所述的基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，其特征在于，所述S1中的水库水量平衡关系包括水轮机的转轮直径、真机导叶数、极对数、最高水头、最低水头、额定出力、额定转速和额定流量。3.根据权利要求1所述的基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，其特征在于，所述S1中的机组综合特性曲线数据包括水轮机单位转速、单位流量、导叶开度、有功负荷、频率、流量和效率。4.根据权利要求1所述的基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，其特征在于，所述S1中的水情数据包括小水电站的上游水位、下游水位，入库流量和水库库容。5.根据权利要求1所述的基于水轮机综合特性曲的小水电站日负荷分配方法，其特征在于，所述S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝云，潘柯良，冯帅，兰慧颖，封之聪，何洋，谢升活，王长波，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：