一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法技术

本发明专利技术提供了一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，通过对水电站机组开停机过程的分析，结合水头、机组振动区、负荷曲线，基于最小开停机操作原则研究实际复杂生产工况下不同时刻的理论最优开停机数量，实现开停机操作的智能指导、提前预警，同时在开机机组选择上根据机组运行状态数据及人工优先级设置提供开停机优先级选择。通过对调度计划负荷曲线各负时刻点负荷的趋势分析，确定任一时刻点唯一确定的负荷趋势，从而完成基于最小作原则下各时刻理论最优机组开机数计算，确定各时刻最优机组运行数量，通过未来时刻计算最优开机数与当前机组运行数量的对比完成开停机操作的辅助决策。机操作的辅助决策。机操作的辅助决策。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法


[0001]本专利技术涉及水轮机启停控制领域，具体涉及一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法。

技术介绍

[0002]由于水电站机组具有启停迅速，控制精度高，运转灵活，能够快速响应电力系统的负荷变化等特点，在电网中主要承担调峰、调频的任务。伴随经济的快速发展，电网负荷峰谷差不断增大，调峰幅度也随之增大。这不可避免的造成更加频繁的开停机操作，目前大型水轮发电机组在开停机操作上采用人工计算判断的方法，根据调度下发负荷曲线，机组振动区等约束条件，电厂运行值班人员根据不同计划负荷计算调整机组运行状态，面临频繁开停机操作的考验，据统计某大型水电站12台机组一年平均开停机次数5000余次，单日最多开停机30余次，操作人员根据不同时间段负荷计划以及当前水头出力范围计算机组并网运行数量，做出开停机操作综合决策判断，这种仅仅依靠人工计算判断机组开停机操作的方法，不仅存在计算偏差或开停机不及时造成负荷偏差的情况，还给运行值班人员造成了较大的工作压力，对电站的安全稳定运行带来不利影响。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，通过对机组开停机过程的分析，研究最符合实际复杂生产工况下的机组理论最优开停机数量，进而提出开停机辅助决策方法，在需要开停机操作前发出智能提醒，在开停机机组选择上提供优先级参考，为运行人员提供开停机辅助决策，减少操作风险，提高工作效率，减轻工作负担。
[0004]为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，通过对水电站机组开停机过程的分析，结合水头、机组振动区、负荷曲线，基于最小开停机操作原则研究实际复杂生产工况下不同时刻的理论最优开停机数量，实现开停机操作的智能指导、提前预警，同时在开机机组选择上根据机组运行状态数据及人工优先级设置提供开停机优先级选择。
[0005]一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，包括以下具体步骤：
[0006]步骤一，实时机组状态数据采集；
[0007]步骤二，数据有效性校验；
[0008]如果负荷数据有效性检验通过则进入到步骤三，否则负荷数据不在可运行区报警；
[0009]步骤三，负荷数据处理；
[0010]步骤四，某时刻负荷数据趋势判断；
[0011]步骤五，基于最少操作原则理论最优运行机组数；
[0012]步骤六，开停机优先级判断；
[0013]步骤七，开停机智能预警。
[0014]所述步骤一的具体操作为：通过水电站计算机监控系统AGC根据机组当前水情、机组容量和振动区，计算机组当前出力范围，综合测算出全厂可调节容量区间，通过数据通讯采集单机机组当前水头出力范围、全厂开机机组可调容量区间、机组开机数量、当日调度计划负荷曲线、全厂机组运行状态数据至服务器。
[0015]所述步骤二中数据有效性校验校核的具体过程为：校核各时刻计划负荷有效性，p
min
≤p(x)≤p
max
*N
max
则设值有效，否则设值无效，式中p(x)为某时刻负荷值，以单振动区为例p
min
为当前水头下单机机组振动区上沿，p
max
为当前水头下单机机组出力限制，N
max
为电站可投运机组数量，若p(x)＞p
max
*N
max
或p(x)＜p
min
则设值无效，发出报警。
[0016]所述步骤三中负荷数据处理具体过程为：调度根据负荷情况下发每日计划负荷至水力发电厂，通常下发计划负荷曲线以5分钟一个点表示，一天24小时共288个负荷点，将这288点保存至服务器数据库中，并采用两点插值法计算出每分钟负荷，因此每分钟负荷表述如下：
[0017][0018]式中，p(x)为某时刻负荷值，(x0,y0),(x1,y1)分别x时刻相邻两个调度下发负荷点。
[0019]所述步骤四中某时刻负荷数据趋势判断的具体过程为：由于同一个负荷值存在三种状态，即保持不变、负荷增加过程及负荷减小过程，同一个负荷不同状态下操作不同，若p(x)＝N*P
min
，式中N为当前时间机组运行数量，在负荷保持不变或增加状态下，机组无需开停机操作，在负荷减小过程中，需要进行停机操作；因此需要引入某时刻值p(x)的趋势判断，找到x时刻附近的5分钟负荷点(x
t
,y
t
),(x
t+5
,y
t+5
)，若y
t
≤p(x)＜y
t+5
且y
t
＜y
t+5
，则x时刻趋势为增负荷，若y
t+5
＜p(x)≤y
t
且y
t
＜y
t+5
，则x时刻趋势为减负荷，若y
t
＝p(x)＝y
t+5
，则x时刻趋势为稳定态，通过趋势分析每个时刻点都有唯一确定的状态，式中x
t
与x
t+5
为x时刻附近时间点，y
t
与y
t+5
为x
t
与x
t+5
对应时刻下发负荷值。
[0020]所述步骤五中基于最少操作原则理论最优运行机组数的具体过程为：基于最少操作原则计算各时刻不同负荷下理论最优开机数量，根据负荷点趋势分析可以确定各时刻点的趋势，计算不同趋势下各时刻的最优开机数；假设当前时刻运行机组数量为N，在x时刻趋势为增负荷或平稳态，则在x时刻理论最优开机数量Nx计算方法如下：
[0021]当(N
‑
1)*p
max
＜p(x)≤N*p
max
时，x时刻理论最优开机数量Nx＝N，否则判断
[0022]当0＜p(x)≤p
max
时，x时刻理论最优开机数量为Nx＝1；
[0023]当p
max
＜p(x)≤2*p
max
时，x时刻理论最优开机数量为Nx＝2，以此类推；
[0024]当N*p
max
＜p(x)≤(N+1)*p
max
时，x时刻理论最优开机数量Nx＝N+1；
[0025]当(N+1)*p
max
＜p(x)≤(N+2)*p
max
时，x时刻理论最优开机数量Nx＝N+2，以此类推；
[0026]若x时刻趋势为减负荷，则在x时刻理论最优开机数量计算方法如下：
[0027]当N*p
min
≤p(x)≤N*p
max
时，x时刻理论最优开机数量Nx＝N，否则判断p(x)＜N*p
min
时，若p
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，其特征在于，通过对水电站机组开停机过程的分析，结合水头、机组振动区、负荷曲线，基于最小开停机操作原则研究实际复杂生产工况下不同时刻的理论最优开停机数量，实现开停机操作的智能指导、提前预警，同时在开机机组选择上根据机组运行状态数据及人工优先级设置提供开停机优先级选择。2.根据权利要求1所述一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤一，实时机组状态数据采集；步骤二，数据有效性校验；如果负荷数据有效性检验通过则进入到步骤三，否则负荷数据不在可运行区报警；步骤三，负荷数据处理；步骤四，某时刻负荷数据趋势判断；步骤五，基于最少操作原则理论最优运行机组数；步骤六，开停机优先级判断；步骤七，开停机智能预警。3.根据权利要求1所述一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，其特征在于，所述步骤一的具体操作为：通过水电站计算机监控系统AGC根据机组当前水情、机组容量和振动区，计算机组当前出力范围，综合测算出全厂可调节容量区间，通过数据通讯采集单机机组当前水头出力范围、全厂开机机组可调容量区间、机组开机数量、当日调度计划负荷曲线、全厂机组运行状态数据至服务器。4.根据权利要求1所述一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，其特征在于，所述步骤二中数据有效性校验校核的具体过程为：校核各时刻计划负荷有效性，p
min
≤p(x)≤p
max
*N
max
则设值有效，否则设值无效，式中p(x)为某时刻负荷值，以单振动区为例p
min
为当前水头下单机机组振动区上沿，p
max
为当前水头下单机机组出力限制，N
max
为电站可投运机组数量，若p(x)＞p
max
*N
max
或p(x)＜p
min
则设值无效，发出报警。5.根据权利要求1所述一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，其特征在于，所述步骤三中负荷数据处理具体过程为：调度根据负荷情况下发每日计划负荷至水力发电厂，通常下发计划负荷曲线以5分钟一个点表示，一天24小时共288个负荷点，将这288点保存至服务器数据库中，并采用两点插值法计算出每分钟负荷，因此每分钟负荷表述如下：式中，p(x)为某时刻负荷值，(x0,y0),(x1,y1)分别x时刻相邻两个调度下发负荷点。6.根据权利要求1所述一种基于最小操作原则下发电机组开停机辅助决策方法，其特征在于，所述步骤四中某时刻负荷数据趋势判断的具体过程为：由于同一个负荷值存在三种状态，即保持不变、负荷增加过程及负荷减小过程，同一个负荷不同状态下操作不同，若p(x)＝N*P
min
，式中N为当前时间机组运行数量，在负荷保持不变或增加状态下，机组无需开停机操作，在负荷减小过程中，需要进行停机操作；因此需要引入某时刻值p(x)的趋势判断，找到x时刻附近的5分钟负荷点(x
t
,y
t
),(x
t+5
,y
t+5
)，若y
t
≤p(x)＜y
t+5
且y
t
＜y
t+5
，则x时
刻趋势为增负荷，若y
t+5
＜p(x)≤y
t
且y
t
＜y
t+5
，则x时刻趋势为减负荷，若y
t
＝p(x)＝y
t+5
，则x时刻趋势为稳定态，通过趋势分析每个时刻点都有唯一确定的状态，式中x
t
与x
t+5
为x时刻附近时间点，y
t
与y
t+5
为x
t
与x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，杨赛，孔令超，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：