一种水电站优化运行方法技术

本发明专利技术提供一种水电站优化运行方法，其适用于水库式水电站来流量较小的非汛期科学运行，通过设定不同库水位的运行规律，并进行功率的合理分配，在满足设定功率系数的运行要求下，合理调整机组不同时段和状态下的功率分配，实现机组与水量、功率的优化匹配，提高水库水电站的运行效率和运行性能。水电站的运行效率和运行性能。

【技术实现步骤摘要】
一种水电站优化运行方法
[0001]
：本专利技术涉及水利工程领域，具体涉及一种水电站优化运行方法。
[0002]
技术介绍
：水电站是现代工程中常见的电力结构形式，通过水工建筑物将水资源转化为可以利用的水能资源，继而通过电站设备将其转化为电能。水库式水电站在运行过程中还需要对有功功率和无功功率进行合理优化分配，以提高水库式水电站的运行性能，现有的水库式水电站运行并没有可科学合理的运行方法和模式，导致水库水电站在运行时难以满足运行要求，造成水电站运行设备能效降低。
[0003]对于水库式水电站，当来流量小于水电站最小开机流量时，水电站一般处于停机状态，如何开机以适应小流量下的调度运行，尤其是结合功率分配并没有可以指导的运行规则，基于此，本专利技术对该技术问题进行研究，提出一种科学合理高效的运行方法。
[0004]
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术的问题，提供一种水电站优化运行方法。
[0005]本专利技术提供一种水电站优化运行方法，所述水电站为水库式水电站，所述水电站包括多台机组，其中额定出力最小的机组为第一机组，所述第一机组为单台机组，所述优化运行方法适用于水库来流量小于所述第一机组最小开机流量的工况，所述水库装设有库水位监测装置，用于实时获取水库的库水位H，所述第一机组装设有有功功率监测装置和无功功率监测装置，用于获取第一机组的实时有功功率N和实时无功功率P，所述第一机组设置有功功率调节装置和无功功率调节装置，第一机组的所述有功功率调节装置用于调节第一机组的有功功率，第一机组的所述无功功率调节装置用于调节第一机组的无功功率，其特征在于：设定第一机组运行的功率系数为K，所述功率系数K为所述第一机组运行的累计无功值除以累计有功值，所述累计无功值为第一机组开机运行后各运行时段的无功功率乘以对应的时段数，所述累计有功值为第一机组开机运行后各运行时段的有功功率乘以对应的时段数；所述优化运行方法包括如下步骤：
[0006]S1：实时监测库水位H，当库水位大于设定高水位H1时，开启第一机组，并使第一机组的有功功率调整至第一机组的额定出力，按照第一系数K1调整第一机组的无功功率，按照所述第一系数K1调整的无功功率等于所述第一系数K1乘以第一机组的额定出力，所述第一系数K1小于所述功率系数K；
[0007]S2：实时监测库水位，当库水位低于设定低水位H2时，将第一机组的有功功率调整至设定出力，所述设定出力小于所述第一机组的额定出力，按照第二系数K2调整第一机组的无功功率，按照所述第二系数K2调整的无功功率等于所述第二系数K2乘以第一机组的设定出力，所述第二系数K2大于所述功率系数K；
[0008]S3：当步骤S1中第一机组开启后，实时统计所述第一机组的累计有功值和所述累计无功值，并计算实时系数K3，所述实时系数K3等于所述实时统计的所述第一机组的累计无功值除以所述实时统计的所述第一机组的累计有功值，当所述K3等于所述功率系数K时，关闭所述第一机组；
[0009]S4：待第一机组关闭后，水库库水位上涨，重复执行所述步骤S1
‑
S3。
[0010]作为优选，当额定出力最小的机组台数大于等于两台时，选择效率最高的额定出力最小的机组为第一机组。
[0011]作为优选，所述效率最高通过运行试验确定或者结合机组的引水布置和机组运行特性确定。
[0012]作为优选，所述设定低水位H2小于所述设定高水位H1。
[0013]作为优选，所述设定出力为所述额定出力的60％或70％。
[0014]作为优选，所述第二系数K2大于功率系数K，所述功率系数K大于所述第一系数K1。
[0015]本专利技术的工作原理如下：
[0016]对于水库式水电站，其在枯水期或者非汛期，来水量较少，尤其是北方地区，其降雨减少，导致水库来水量锐减，当水库来水量小于最小机组的开机流量时，水电站无法开机利用该小流量，此时应当充分利用水库的调蓄能力，蓄水至高水位，再进行发电，在这种运行工况下，即便水电站开机运行，也是仅仅只开单台机组运行，一般其只开启装机容量最小的机组，当最小机组有多台时，可以选择效率最高的那台机组或者任一最小机组或者运行者习惯开启投入运行的机组。
[0017]当只投入单台机组运行时，应该保证在相当的高水位运行，一旦库水位下降，应该降低负荷甚至关机，但对于有无功功率要求时，应该保证机组在较高的有功功率值时，匹配较低的无功功率，而当在较低的有功功率时，应该匹配较高的无功功率，通过该手段，保证水电站机电设备处于一个相对较高的运行效率区间，但这种方式无法保证在设定时间段的无功值与有功值的比值，因此，需要实时进行该值的计算，当满足要求时，再停机运行。由于该工况下，水库来水量都很少，因此，一旦开机，库水位会下降，而一旦停机，库水位会上升直至满足开机水位。
[0018]在进行库水位调度时，还应该通过库水位变化进行有功功率的调整，在高水位时，水头较高，让机组满发至额定出力，此时无功功率匹配较少，而当库水位下降至一定水位时，选择降低有功功率的方式，同时匹配较高的无功功率值，在该运行调度时，为了满足设定的累计有功值和无功值的系数要求，则不再设定停机水位，停机水位以累计无功值和累计有功值计算的系数满足即可，这种方式可以保证水电站每次开机运行，均能满足设定的累计无功值和有功值的系数比，可以满足水电站承担的电网要求，且运行的有功功率、无功功率等均可以实现与水资源的优化匹配。
[0019]通过该运行方法的设置，可以实现机组不同功率下的功率合理分配，以此提高水能和设备的利用效率，通过库水位和实时累计值的判断追踪，实现水库水电站在小流量下的合理开机运行，提高水库水电站的运行效率。
[0020]本专利技术的优点在于：
[0021]本专利技术提供一种水电站优化运行方法，其适用于水库式水电站来流量较小的非汛期科学运行，通过设定不同库水位的运行规律，并进行功率的合理分配，在满足设定功率系数的运行要求下，合理调整机组不同时段和状态下的功率分配，实现机组与水量、功率的优化匹配，提高水库水电站的运行效率和运行性能。
[0022]具体实施方式：以下针对说明书内容，对本专利技术限定的结构，进行具体的解释说明。
[0023]本专利技术提供一种水电站优化运行方法，所述水电站为水库式水电站，所述水电站包括多台机组，其中额定出力最小的机组为第一机组，所述第一机组为单台机组，所述优化运行方法适用于水库来流量小于所述第一机组最小开机流量的工况，所述水库装设有库水
位监测装置，用于实时获取水库的库水位H，所述第一机组装设有有功功率监测装置和无功功率监测装置，用于获取第一机组的实时有功功率N和实时无功功率P，所述第一机组设置有功功率调节装置和无功功率调节装置，第一机组的所述有功功率调节装置用于调节第一机组的有功功率，第一机组的所述无功功率调节装置用于调节第一机组的无功功率，其特征在于：设定第一机组运行的功率系数为K，所述功率系数K为所述第一机组运行的累计无功值除以累计有功值，所述累计无功值为第一机组开机运行后各运行时段的无功功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电站优化运行方法，所述水电站为水库式水电站，所述水电站包括多台机组，其中额定出力最小的机组为第一机组，所述第一机组为单台机组，所述优化运行方法适用于水库来流量小于所述第一机组最小开机流量的工况，所述水库装设有库水位监测装置，用于实时获取水库的库水位H，所述第一机组装设有有功功率监测装置和无功功率监测装置，用于获取第一机组的实时有功功率N和实时无功功率P，所述第一机组设置有功功率调节装置和无功功率调节装置，第一机组的所述有功功率调节装置用于调节第一机组的有功功率，第一机组的所述无功功率调节装置用于调节第一机组的无功功率，其特征在于：设定第一机组运行的功率系数为K，所述功率系数K为所述第一机组运行的累计无功值除以累计有功值，所述累计无功值为第一机组开机运行后各运行时段的无功功率乘以对应的时段数，所述累计有功值为第一机组开机运行后各运行时段的有功功率乘以对应的时段数；所述优化运行方法包括如下步骤：S1：实时监测库水位H，当库水位大于设定高水位H1时，开启第一机组，并使第一机组的有功功率调整至第一机组的额定出力，按照第一系数K1调整第一机组的无功功率，按照所述第一系数K1调整的无功功率等于所述第一系数K1乘以第一机组的额定出力，所述第一系数K1小于所述功率系数K；S2：实时监测库水位，当库水位低于设定低水位H2时，将第一机组的有功功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：田开迪，刘玉倩，周子俊，郝方，李勇，张自浩，
申请(专利权)人：黄河水资源保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：