水电站枢纽机组-闸门多单元实时协同控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种水电站枢纽机组

【技术实现步骤摘要】
水电站枢纽机组
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闸门多单元实时协同控制方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及水利水电枢纽调控领域，尤其涉及一种水电站枢纽机组
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闸门多单元实时协同控制方法及装置。

技术介绍

[0002]水利水电枢纽机组
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闸门多单元控制包括闸门开度控制、机组出力控制、生态调度、水库水位预测。其中，闸门控制系统在水资源调度和防汛方面发挥着重要作用，因此为了充分发挥闸门的功能，提高闸门控制系统的先进性、安全性和可靠性是关键。溢洪闸门一般位于水坝上，当出现汛情时可以开闸放水。在信息化技术下，闸门自动控制系统的工作性能逐步提高。比如基于现场总线的PLC控制系统，其具有操作简单、结构紧凑、易于编程以及可靠性高等优点，在闸门自动控制系统中的应用正在朝网络化以及大规模化发展。实现了闸门的自动化控制后下一步是闸门与水库其他设施的联动控制以及水库水文情况的自动响应。水库是一个整体，各单元的运行都存在内在的联系，任何一个单元的调整都会对其他单元产生影响，而对于水库的发电情况来说，水位的变化会产生较大的影响，闸门开度的变化是影响水库水位变化最主要的因素。水库正常运行状态下水位波动较小，水轮机组的出力更容易保持稳定，但在特殊情况下，库区水位出现长时间的波动情况，若不对水轮机组进行有效的控制，机组的出力不稳定一方面会对机组造成损害，另一方面会影响电能输入电网。为保持出力稳定需要不断对机组的导叶进行调整，人工调整的方式相对落后，且调节起来精度和时效都无法得到有效的保证。另外，水电开发在带来发电、防洪等兴利效益的同时，也不可避免地会对生态环境造成一定影响。大坝建成后会改变河道的径流过程，对下游的水生、陆生物种带来了生存挑战，近些年来水电工程对生态保护的运行要求也越来越严格，生态调度也纳入了水库调度研究中，现有研究方法主要是将生态流量或生态限制水位作为水库发电调度的边界条件，无法反映水库生态调度与发电调度存在的用水冲突关系。大型水库重要站点的水位预测是水库防洪中的重要问题，目前主要采用水动力学方法计算。水动力学方法基于严格的圣维南方程组原理，对输入边界条件的准确性有较高要求，当边界条件清晰时，其计算精度很高；否则，容易造成较明显的计算误差。在水库生态调度期间，需要频繁地对闸门进行控制从而形成生态涌浪保证库区鱼类的正常繁殖，水位的不断变化会对机组出力产生影响，在对机组进行控制时，依靠实时的监测设备虽然能够达到一定程度的控制，但无法做到实时控制。
[0003]已有的发电机组控制方式或机组闸门联动控制方式并未考虑生态调度脉冲水流下闸门开度控制及电站下泄流量变化导致的水位变化，及下游水位变化对发电水头的影响；已有生态调度主要关注天、10天或旬月及更长调度期的闸门运用及水流、水温等调控效果；而实时发电优化调度则更多关注入库流量变化或负荷变化下的发电(量)效益提升问题。目前，很少有生态调度期下的闸门
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发电单元的协同控制研究，至于生态调度过程中机组出力精细化控制更未有技术实现。

技术实现思路

[0004]鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本专利技术实施例提供一种水电站枢纽机组
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闸门多单元实时协同控制方法及装置。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种水电站枢纽机组
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闸门多单元实时协同控制方法，包括：
[0006]基于目标库区的生态调度目标确定蓄水的下泄流量；
[0007]基于所述下泄流量对目标水库的闸群进行开度调节；
[0008]判断闸群进行开度调节后所述目标水库的水利水电枢纽机组的出力是否满足预设的出力稳定条件；
[0009]在所述水利水电枢纽机组的出力不满足预设的出力稳定条件时，对所述水利水电枢纽机组的导叶进行控制，以使水利水电枢纽机组的出力满足预设的出力稳定条件。
[0010]在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0011]获取针对所述目标库区的水利水库调度指令；
[0012]基于所述水利水库调度指令确定生态调度目标，其中，所述生态调度目标包括水位控制目标、拦蓄洪水目标、预留防洪库容目标、出库流量目标；
[0013]基于所述生态调度目标确定所述目标水库的水量变化目标值；
[0014]基于所述水量变化目标值确定蓄水的下泄流量。
[0015]在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0016]预先构建闸群启闭组合模型；
[0017]将所述下泄流量输入至所述闸群启闭组合模型中，计算得到闸群操作组合；
[0018]基于所述闸群操作组合对目标水库的闸群进行开度调节。
[0019]在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0020]预先构建水利水电枢纽机组
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闸门多单元的联动控制模型；
[0021]基于所述目标水库的闸群的当前开度值，通过所述联动控制模型计算得到水利水电枢纽机组的导叶开度值和所述目标水库的理论水位变化值；
[0022]基于所述导叶开度值对所述水利水电枢纽机组的导叶进行导叶开度调节。
[0023]在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0024]获取所述水利水电枢纽机组进行导叶开度调节后的所述目标水库的实际水位变化值；
[0025]判断所述实际水位变化值与所述理论水位变化值的差值是否处于预设阈值范围；
[0026]若所述差值处于预设阈值范围，则确定所述水利水电枢纽机组的出力满足预设的出力稳定条件；
[0027]若所述差值不处于预设阈值范围，则确定所述水利水电枢纽机组的出力不满足预设的出力稳定条件。
[0028]在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0029]对所述水利水电枢纽机组的导叶进行动态调控，并获取动态调控过程中的水位变化值，直至所述动态调控过程中的水位变化值与所述理论水位变化值的差值处于预设阈值范围，停止对所述水利水电枢纽机组的导叶的动态调控；
[0030]获取当前的所述水利水电枢纽机组的导叶的状态信息，并基于所述状态信息对所
述水利水电枢纽机组
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闸门多单元的联动控制模型进行参数优化。
[0031]在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0032]获取基于所述闸群操作组合对目标水库的闸群进行开度调节后的闸群当前开度信息；
[0033]判断所述当前开度信息与所述闸群启闭组合模型计算得到的闸群开度信息是否相同；
[0034]若不相同，则基于所述当前开度信息对所述闸群启闭组合模型进行参数优化。
[0035]第二方面，本专利技术实施例提供一种水电站枢纽机组
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闸门多单元实时协同控制装置，包括：
[0036]确定模块，用于基于目标库区的生态调度目标确定蓄水的下泄流量；
[0037]调节模块，用于基于所述下泄流量对目标水库的闸群进行开度调节；
[0038]判断模块，用于判断闸群进行开度调节后所述目标水库的水利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电站枢纽机组
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闸门多单元实时协同控制方法，其特征在于，包括：基于目标库区的生态调度目标确定蓄水的下泄流量；基于所述下泄流量对目标水库的闸群进行开度调节；判断闸群进行开度调节后所述目标水库的水利水电枢纽机组的出力是否满足预设的出力稳定条件；在所述水利水电枢纽机组的出力不满足预设的出力稳定条件时，对所述水利水电枢纽机组的导叶进行控制，以使水利水电枢纽机组的出力满足预设的出力稳定条件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于目标库区的生态调度目标确定蓄水的下泄流量，包括：获取针对所述目标库区的水利水库调度指令；基于所述水利水库调度指令确定生态调度目标，其中，所述生态调度目标包括水位控制目标、拦蓄洪水目标、预留防洪库容目标、出库流量目标；基于所述生态调度目标确定所述目标水库的水量变化目标值；基于所述水量变化目标值确定蓄水的下泄流量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述下泄流量对目标水库的闸群进行开度调节，包括：预先构建闸群启闭组合模型；将所述下泄流量输入至所述闸群启闭组合模型中，计算得到闸群操作组合；基于所述闸群操作组合对目标水库的闸群进行开度调节。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断闸群进行开度调节后所述目标水库的水利水电枢纽机组的出力是否满足预设的出力稳定条件，包括：预先构建水利水电枢纽机组
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闸门多单元的联动控制模型；基于所述目标水库的闸群的当前开度值，通过所述联动控制模型计算得到水利水电枢纽机组的导叶开度值和所述目标水库的理论水位变化值；基于所述导叶开度值对所述水利水电枢纽机组的导叶进行导叶开度调节。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述水利水电枢纽机组进行导叶开度调节后的所述目标水库的实际水位变化值；判断所述实际水位变化值与所述理论水位变化值的差值是否处于预设阈值范围；若所述差值处于预设阈值范围，则确定所述水利水电枢纽机组的出力满足预设的出力稳定条件；若所述差值不处于预设阈值范围，则确定所述水利水电枢纽机组的出力不满足预设的出力稳定条件。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴会超，尚毅梓，李晓飞，赵泽阳，刘志武，蒋定国，翟然，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：