本发明专利技术公开一种梯级水电站弃水优化方法与系统，其特征在于：可以根据水头和发电流量之间最佳协调关系来确定水电站最佳的动态弃水界限，该动态弃水界限随水电站水头及发电流量的变化处在动态的变化之中，通过将其融合到梯级水电站优化调度模型中，采用优化手段确定各水电站最佳的发电流量和弃水流量的大小，具体实现过程要和水电站数据采集系统和控制系统相配合。由于通过摒弃静态弃水策略中弃水就产生损失的传统观念，利用水电站弃水来实现水力资源在梯级水电站间的动态最佳再分配，提高机组运行的发电效率，从而提高了梯级水电站整体运行的经济性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用水电站水头与发电流量之间最佳协调关系来确定各梯级水电站最优弃水流量的方法及系统，可以提高单一水电站和梯级水电站运行的综合经济性， 该专利技术属于水力发电领域。
技术介绍
我国河流众多、水力资源丰富，由于其为一种可再生能源，用其产生电能具有清洁 无污染的特点，合理高效利用水力资源可以达到节约燃煤等非可再生资源、实现能源的可 持续利用及降低大气污染程度等目的。梯级水电站可以实现水力资源的重复再利用，已 经成为水力资源合理开发和高效利用的主要形式之一，在长江、黄河中游的干支流上已建 获正建一批大型的水电站，广西红水河也已经形成了一个大型的梯级水电系统。但梯级水 电站要实现水力资源的合理高效利用仍然面临着严峻的考验，受到众多因素例如水库来 水的季节性、随机性及空间分布的不均衡性等因素的存在，复杂的水力联系、电气联系，负 荷的随机性，电气结构，国家政策等的影响，而这些因素的存在都将影响水力资源在梯级水 电站的分配策略，其影响之一就是梯级水电站的弃水方法及弃水量的多少，最终影响水力 资源的利用效率及梯级水电站的运行经济性。 弃水已经成为影响水电站经济运行的重要因素，每年因为弃水而产生大量的电能 损失。造成弃水的因素很多，如负荷的不匹配、自动发电控制的投入、用电低谷期等，但 其中一个重要因素是弃水方法的不合理。目前，一个被广泛应用的弃水方法就是当水库的 水位达到设定的最高限制水位并且水电站入库流量大于其最大发电流量时产生弃水，该策 略的目的就是尽最大可能的将来水存储在水库中以满足未来用水的需要，尽最大可能利用 水轮机组产生泄水，即当水轮机组未达到最大的发电流量时让水力资源经水轮机组流向下 游以减少弃水。这是一种静态的弃水策略，无论对于单一水电站还是梯级水电站而言 具有一定的不合理性。构建一个合理的弃水方法将在很大程度上提高梯级水电站的发电效 益，具有重要的现实意义。 参考文献 黄强，畅春霞.水资源系统多维临界调控的理论和方法.北京中国水利 水电出版社，2007. 张周来.广西红水河年弃水电量损失惊人.新华网广西频道(www. gx. xinhuanet. com)， 2007年01月29日. Basu M，Chakrabarti R N，Chattopadhyay P K，et al. Simulated annealing based optimallong—term scheduling of variable head multi—reservoir power system . JOURNAL-INSTITUTION OF ENGINEERS INDIA PART EL ELECTRICALENGINEERING DIVISION,2006，87(6) :35-40. Naresh R，Sharma J. Two-phase neural network based solution technique for short termhydrothermal scheduling. IEE Proc—Gener Transm Distrib，1999，3146(6) :657-663. Naresh R，Shatma J. Hydro system scheduling using ANN approach .IEEE trans on powersystem，2000，15:388-395. 曾勇红，姜铁兵，张勇传.三峡梯级水电站蓄能最大长期优化调度模型及分解 算法.电网技术，2004，28(10) :5-8. 原文林，黄强，王义民，等.最小弃水模型在梯级水库优化调度中的应用. 水力发电学报，2008，27(3) :16-21. 吴杰康，陆文玲.基于效益分析的水火电力系统短期优化调度.电网技术， 2009,33(18) :25-31. 吴杰康，郭壮志，秦砺寒，等.基于连续线性规划的梯级水电站优化调度. 电网技术，2009，33(8) :24-29.
技术实现思路
基于上述分析，为实现水电站弃水的合理产生及水力资源在梯级水电站间的最佳分配，提高水力资源利用率及发电效益，本专利技术提出一种水电站动态弃水产生方法及系统。该方法利用水电站机组的动态最佳发电流量极限，在兼顾机组发电效率的基础上，建立梯级水电站的动态弃水模型，该模型与梯级水电站优化调度模型相融合，可以方便的确定梯级水电站最佳的发电流量、弃水流量、前池水位等参数，实现水力资源的最佳分配，提高梯级水电站运行的综合经济性。 本专利技术的技术方案如下 本专利技术的原理方法为根据水能到电能的转换机理，在分析水电站机组的水头、水头损失及机组出力之间关系的基础上，建立水电站机组获得最大出力的最佳的协调条件，通过上述条件可以方便有效的确定不同水头下机组获得最大出力时的发电流量，该流量随着水头的变化呈现动态的变化，并以此发电流量作为弃水产生的界限，通过将其和梯级水电站优化调度模型融合，确定各时段的最佳发电流量、弃水流量、前池水位等，从而提高发电机组的发电效率及用水的合理性。 实现的步骤如下 1、根据水电站水库特征参数，构建各梯级水电站的水头模型、水头损失模型，在此 基础上利用水能到电能的转换机理建立发电机组的出力模型； 2、利用优化方法中函数极值确定的必要条件，建立水电站机组获得最大出力时的 最优条件。 3、利用最优条件，在考虑机组发电效率的基础上构建梯级水电站动态弃水模型； 4、通过优化的手段来确定梯级水电站最优动态弃水量、发电流量及前池水位等的 实现方法。根据本专利技术作者的研究结果表明 1、以静态弃水为依据的水电站弃水方法，即尽量减少水电站弃水、最大限度的利 用水库存水，并不是一种合理的弃水产生方法，当发电水头与发电流量不匹配时，反而会降 低水电站机组的发电效率，最终影响梯级水电站的整体运行效益。 2、在梯级水电站中，水电站的弃水不能够单纯的看作是一种损失，对于单一水电站而言，弃水将造成自身水力资源的减少，但却可以实现水力资源在梯级水电站间的动态 合理再分配，可以提高水电站的整体发电效益，因此在梯级水电站运行时应考虑其必要的 弃水。具体实施例方式1、建立机组的出力模型 采用H表示水电站的发电净水头，Q为与之相应的发电流量，n为水能到电能转化 的效率，根据水能到电能的转化机理，在t。 ^的时间内水电站生产的电能可表示为<formula>formula see original document page 5</formula> AH为水电站的水头损失，对于已建水电站，水头损失AH主要与发电流量Q的大 小有关，Q越大，AH的值就越大，它们之间一般呈非线性关系。通常可将水头损失AH表示 为发电流量Q的二次函数关系，P。、 ！^、 ！32为水头损失的拟合系数，则AH可表示为<formula>formula see original document page 5</formula> Q工为水电站的入库流量，则水电站的总水头可用函数HjQp Q)表示，则水电站的 发电净水头为<formula>formula see original document page 5</formula&g本文档来自技高网...
【技术保护点】
梯级水电站动态弃水模型的确定方法，其特征在于利用水电站机组出力最大时的最优条件来确定水头和发电流量的最佳协调关系，以此为基础，在考虑机组发电效率的前提下确定梯级水电站的动态弃水模型。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰康，郭壮志，丁国强，何芬，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]
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