一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法及系统，本发明专利技术涉及设备自动化管理技术领域，包括：获取水轮发电机群的自动补气数据，计算总出力和每台机的出力分配，新增基于自动补气速率的二次分配策略，计算出所述水轮发电机群自动补气的总补气速率最小的出力分配方式。本发明专利技术提供的优化自动补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的方法，采用了基于优化自动补气的负荷调整策略，使得水电站在总出力满足发电计划的同时，所有机组的自动补气总补气量最小，从而让水轮发电机群整体的运行工况在较好区间内。机群整体的运行工况在较好区间内。机群整体的运行工况在较好区间内。

【技术实现步骤摘要】
一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法及系统


[0001]本专利技术涉及设备自动化管理
，具体为一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法及系统。

技术介绍

[0002]混流式水轮机在非最优工况运行时，由于水流沿法向出口遭到破坏，转轮出口水流进入尾水管时有一个圆周分速度，形成有一定频率的旋转涡带。此涡带中心具有很大的真空，当其周期性地碰触尾水管管壁时，会使尾水管内出现周期性的压力脉动和空腔气蚀。发生空腔气蚀是因为机组轴向，横向振动增大，尾水管壁振动剧烈，尾水管内产生强烈的噪音及周期性的水流冲击，严重时甚至发生共振。气蚀对水轮机过流表面的破坏过程会缩短机组的检修周期，增加检修的复杂性，耗费大量的人力、物力，减少发电量。为减少尾水管压力脉动和空腔气蚀，通常设置大轴补气装置，补入适量的空气，以增加水的弹性，减轻机组振动，改善水轮机的运行状态。补气按其补气原理分为自动补气和强迫补气两种方式，一般均采用自动补气。对于采用自动补气方式的水轮发电机，自动补气的补气速率很大程度上能够反映当前机组的运行工况。而当前使用的AGC程序中缺少相关的能够使水轮发电机群的总补气速率最小的分配策略。这可能使水轮发电机群中的某台或某几台长时间运行在较差工况下，产生较大噪音和额外的能量损耗，对水轮机的机械部分产生不良影响，威胁人员与设备的安全。
[0003]本专利技术通过在现有的AGC程序中增加基于优化自动补气的负荷调整策略，使水电站的在总出力满足发电计划的同时，所有机组的自动补气总补气量最小，从而让水轮发电机群整体的运行工况在较好区间内。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：当前使用的AGC程序中缺少相关的能够使水轮发电机群的总补气速率最小的分配策略。这可能使水轮发电机群中的某台或某几台长时间运行在较差工况下，产生较大噪音和额外的能量损耗，对水轮机的机械部分产生不良影响，威胁人员与设备的安全。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法，包括：
[0008]监测自动补气装置的补气速率；
[0009]计算总出力和每台机的出力分配；
[0010]新增基于自动补气速率的二次分配策略，计算总补气速率最小的出力分配方式；
[0011]将出力分配值下发给各机组。
[0012]作为本专利技术所述的优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的一种优选方案，其中，所述获取水轮发电机群的自动补气数据包括通过在自动补气装置的进气部位安装风速传感器来测量自动补气装置的补气速率。
[0013]作为本专利技术所述的优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的一种优选方案，其中，所述自动补气数据表示为：
[0014]v＝f(p，h)
[0015]其中，h为当前水头，p为当前机组出力；对每台发电机进行测量可得到：
[0016][0017]水轮发电机群的自动补气总补气速率表示为：
[0018]V＝v1+v2+
……
+v
n
＝F(p1,p2,
……
,p
n
,h)。
[0019]作为本专利技术所述的优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的一种优选方案，其中，在现有AGC程序中增加基于自动补气速率的二次分配策略，修改AGC控制循环，根据发电机的容量和响应速度分配输出功率控制实现对水轮发电机群的负荷进行优化再分配，所述二次分配策略包括：电站水轮发电机组的总出力为P＝p1+p2+
……
+p
n
，自动补气的总补气速率为V＝F(p1,p2,
……
,p
n
,h)，将P＝p1+p2+
……
+p
n
作为边界条件求解V为最小值的情况，得到各台机组对应的出力，将计算所得出力值发给机组。
[0020]作为本专利技术所述的优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的一种优选方案，其中，所述出力值下发给机组包括：确定每台发电机群的额定出力和最小负荷，根据自动补气速率最小值以及系统的负荷需求，计算出当前系统所需的最小总出力，将系统所需的最小总出力分配给各机组，对于每台机组，将其按照固定值进行分配。
[0021]作为本专利技术所述的优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的一种优选方案，其中所述计算所得出力值发给机组包括：根据计算得出各机组对应的出力值进行调整，当机组处于75％额定出力功率以下，则调整负荷调整方法，确定机组输出的目标出力，增加发电机的转速和功率输出，增大阀门开启程度从而增加水流量。当机组处于75％额定出力功率以上，则减轻补气阀的开度，当机组处于75％额定出力功率则机组保持最优状态。
[0022]作为本专利技术所述的优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法的一种优选方案，其中，当机组处于75％额定出力功率以下时，对发电机组调频，确定发电机的额定功率和输出频率一致，调整发电机组转速使其达到60HZ，加大输出频率，与负荷需求匹配，当机组处于75％额定出力功率以上时，调整发电机组转速达到50HZ。
[0023]本专利技术的另外一个目的是提供一种优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整系统，其能通过对AGC分配的出力值进行优化，解决了噪音过大、额外的能量损耗的问题。
[0024]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整系统，包括：
[0025]水力模块，自控模块，监测模块；
[0026]作为本专利技术所述的一种优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整系统的一种
优选方案，其中，所述水力模块，用于将水轮机的机械能转化为电能输出；
[0027]作为本专利技术所述的一种优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整系统的一种优选方案，其中，所述自控模块，用于实现水轮机的自动化控制和保护；
[0028]作为本专利技术所述的一种优化补气的混流式水轮发电机群的负荷调整系统的一种优选方案，其中，所述监测模块，用于及时监测和预警可能出现的问题并采取响应的维修措施。
[0029]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
[0030]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0031]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的优化自动补气的混流式水轮发电机群的负荷调整方法，采用了基于优化自动补气的负荷调整策略，使得水电站在总出力满足发电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法，其特征在于：包括：监测自动补气装置的补气速率；计算总出力和每台机的出力分配；新增基于自动补气速率的二次分配策略，计算总补气速率最小的出力分配方式；将出力分配值下发给各机组。2.如权利要求1所述的一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法，其特征在于，所述监测自动补气装置的补气速率包括：通过在自动补气装置的进气部位安装风速传感器来监测自动补气装置的补气速率。3.如权利要求2所述的一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法，其特征在于，所述自动补气装置的补气数据表示为：v＝f(p，h)其中，h为当前水头，p为当前机组出力；对每台发电机进行测量可得到：水轮发电机群的自动补气总补气速率表示为：V＝v1+v2+
……
+v
n
＝F(p1,p2,
……
,p
n
,h)。4.如权利要求3所述的一种优化补气的混流式水轮发电机群负荷调整方法，其特征在于：在AGC程序中增加基于自动补气速率的二次分配策略，修改AGC控制循环，根据发电机的容量和响应速度分配输出功率控制实现对水轮发电机群的负荷进行优化再分配，所述二次分配策略包括：电站水轮发电机组的总出力P＝p1+p2+
……
+p
n
，自动补气的总补气速率为：V＝F(p1,p2,
……
,p
n
,h)将P＝p1+p2+
……
+p
n
作为边界条件求解自动补气速率为最小值的情况，得到各台机组对应的出力p1、p2、
……
、p
n
，将计算所得出力值下发...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈哲之，徐晓伟，周向东，解志，杨升正，
申请(专利权)人：三峡金沙江云川水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：