一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。本发明专利技术能提高水能利用提高率计算结果的精确度，为水电站优化调度起到良好的指导作用。

【技术实现步骤摘要】
一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统
本专利技术涉及一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统，属于梯级水电站群优化调度

技术介绍
水能利用提高率是水电站的一个重要动能指标，对水电站的优化调度有重要影响。水能利用提高率是以当年来水按照调度图预测电量为基准，统计时段实际电量同考核电量的差值与考核电量的比值，即水能利用提高率＝(年度实际发电量－年度考核发电量)/年度考核发电量×100％。其中，考核发电量的计算结果是否精确关系着水能利用提高率的精确程度。目前国内考核电量的计算方法主要是根据历史水文资料，计算和编制水库调度图，并以此为依据，采用经验参数、经验公式进行计算，如水能公式计算考核电量。但此计算方法存在以下缺点：(1)该方法围绕常规调度的思路、与水电站优化调度的发展趋势不符。这种常规调度图虽然简单直观，能利用调度和决策人员的经验，对水库运行调度起到一定的指导作用，但是，其所利用的信息有限，理论上不够严密，所确定的运行调度策略和相应决策只能是相对合理的，难以达到全局最优，更难以处理多目标、多维变量等复杂问题；(2)该方法没有考虑来水和运行条件的根本性变化，排除了径流状态和电力系统因素；(3)考核电量的计算中，公式参数选择的随意性较大，不同的参数会导致计算结果的迥异，势必会放大或缩小考核差距。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统，能提高水能利用提高率计算结果的精确度，为水电站优化调度起到良好的指导作用。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，包括以下步骤：S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，水电站实际运行数据包括流域雨量、水位、机组发电流量、状态量、负荷和电量数据。前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，步骤S1还包括：收集水库各特性曲线资料，所述水库各特性曲线资料包括水库的库容曲线、下游水位流量关系曲线、各类型机组NHQ曲线、预想出力曲线和电站综合NHQ曲线。前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，对于调节性能好的水库，采用设计复核的水库调度图；对于调节性能差或无调节性能的水库，则采用其相应的特征水位按调度规则进行计算。前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，对于季及季以上调节水电站：(1)实际年发电量计算：根据采集的年内逐日逐时段各台机组负荷数据，剔除低出力机组的出力，形成电厂逐日总负荷过程并得出电厂逐月负荷过程，测算服务器计算出实际年发电量E年；(2)测算服务器进行考核电量计算的步骤如下：Step1：对来水流量进行丰平枯分级，遥测设备采集流域雨量、水位数据，按照入库流量频率，划分为：丰(丰级的入库流量频率≤10％)、偏丰(10％<偏丰级的入库流量频率≤37.5％)、平(37.5％<平级的入库流量频率≤62.5％)、偏枯(62.5％<偏枯级的入库流量频率≤90％)和枯(枯级的入库流量频率>90％)五级；Step2：在调度图各旬保证出力区的水位上下限范围内，将水位按照来水流量丰枯级别划分，即按丰(丰级的入库流量频率≤10％)、偏丰(10％<偏丰级的入库流量频率≤37.5％)、平(37.5％<平级的入库流量频率≤62.5％)、偏枯(62.5％<偏枯级的入库流量频率≤90％)和枯(枯级的入库流量频率>90％)各区间所占比例划分；Step3：根据来水流量丰枯级别，确定相应时段的末水位，该末水位根据来水流量在其相应丰平枯级别的频率范围内的百分比，取相应水位落点即可；Step4：由以上步骤确定的末水位，以及来水流量和时段初水位，按水量平衡计算求出时段出力N计算,t；Step5：取(保留一位小数)，并将作为时段考核出力N核,t；其中，为取整系数；Step6：读取Q入,t、γ核,t、K核,t，令上一时段末水位为本时段初水位Zt，取时段考核出力N核,t；Step7：假定时段出库流量为Q出,t＝Qfd,t＝Qmax；Step8：由水量平衡方程Q入,t-Q出,t＝(Vt+1-Vt)/Δt，计算得时段末库蓄水量Vt+1；若Vt+1＞Vmax,t，则将Vt+1-Vmax,t作为弃水量，并计算Q泄流,t，且Q出,t＝Qfd,t+Q泄流,t，并使得Vt+1＝Vmax；其中，Δt为计算采用的时段时间长度，一日为86400秒；Step9：由Vt+1查库容曲线得时段末库水位Zt+1，检查末水位是否满足时段末水位约束，如不满足，重新计算N核,t，使末水位满足要求；Step10：由Q出,t查下游水位流量关系曲线得时段平均下游水位Zx,t；Step11：计算水头H均,t＝(Zt+Zt+1)/2-Zx,t；其中，Zx,t为时段平均坝下水位；Step12：由H均,t查预想出力曲线得N预,t；Step13：由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t＝γ核,t×N预,t；Step14：N核,t＝min(Nt,Nmax,t)；Step15：计算发电流量Step16：如果|Q′fd,t+Q泄流,t-Q出,t|＜ξ(允许误差)，则记录Qfd,t、Q出,t、Vt+1，Zt+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q出,t，返回Step7；其中，ξ为允许的计算精度误差，1m3/s；Step17：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Zt+1，时段考核出力N核,t；Step18：考核电量为各时段电量之和，E核＝∑(N核,t×Δt)；其中，Q入，t：时段平均入库流量；Qfd,t：时段平均发电流量；Q泄流,t：时段弃水流量；Zt：本时段初水位；K核,t：时段核定综合出力系数；Vt：时段初库容；Vmax,t：时段可调库容；Vmax：最大库容；Nt：调度图指示出力；Nmax,t：时段可调出力；N预,t：时段预想出力；N核,t：时段考核出力；N保证,t：时段保证出力；Qmax：最大过机流量。前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，所述Step6中的水库实际入库流量Q入，t计算方法如下：根据发电流量和泄流流量计算方法，采用以上数据，应用水量平衡公式逐时段迭代反推入库流量。式中：α：单位换算系数；t时段平均入库流量；t时段平均出库流量；Vt、Vt+1：t时段初末库容；Δt：单位时段长(1小时或日)。计算中，常把分为发电流量和泄洪流量两个部分计算，即式中：t时段发电流量；t时段泄洪流量；则可用下式计算：由于水电站发电机组段尚未安装流量观测仪器，无法直接获取机组发电流量观测量，则水库发电流量可按如下步骤计算得出：t时段工作毛水头Ht为：式中：Ht：t时段工作毛水头；t时段坝上水位；t时段下游水位；根据电站综合NHQ曲线，由电站机组平均出力及毛水头查流量，即得t时段的电站平均发电流量加上水库泄洪流量即得t时段总出库流量根据水量平衡公式得t时段的入库流量前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，对于日调节水电站：(1)实际日发电量计算：采集的实际运行数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。

【技术特征摘要】
1.一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率；其中，对于日调节水电站，(1)实际日发电量计算：采集的实际运行数据包括水库日内各时段的初末水位、来水与出库、发电流量与弃水流量、发电量与发电用水量数据，通过上述数据得出电厂日内负荷过程，计算出实际日发电量E日；(2)测算服务器进行日考核电量计算的步骤如下：Step1：读取日均入库流量Q日、Z核、K核和γ核，日均出库流量等于日均入库流量；Step2：根据下游水位流量关系曲线，得日均下游水位Z下＝f(Q日)；Step3：计算日平均毛水头H均＝Z核－Z下；Step4：令Qfd＝Q日，若Q日＞Qmax，Qfd＝Qmax；Step5：计算日平均出力N水＝K核·Qfd·H均；Step6：查预想出力曲线，得日均预想出力N预＝f(H均)；Step7：由日负荷率γ核求得最大日均出力Nmax＝γ核·N预；Step8：若N水＞Nmax，令N核＝Nmax；否则令N核＝N水；Step9：日考核电量E核＝N核×24；其中，Q日：日平均入库流量；Qfd：日发电流量；γ核：日负荷率；Qmax：电站最大过机流量；K核：核定综合出力系数；Z核：核定初始水位；H均：日平均毛水头；N核：日考核出力；E核：日考核电量。2.根据权利要求1所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于：水电站实际运行数据包括流域雨量、水位、机组发电流量、状态量、负荷和电量数据。3.根据权利要求2所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于，步骤S1还包括：收集水库各特性曲线资料，所述水库各特性曲线资料包括水库的库容曲线、下游水位流量关系曲线、各类型机组NHQ曲线、预想出力曲线和电站综合NHQ曲线。4.根据权利要求3所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于：对于季及季以上调节水电站，(1)实际年发电量计算：根据采集的年内逐日逐时段各台机组负荷数据，剔除低出力机组的出力，形成电厂逐日总负荷过程并得出电厂逐月负荷过程，测算服务器计算出实际年发电量E年；(2)测算服务器进行考核电量计算的步骤如下：Step1：对来水流量按照入库流量频率划分为丰、偏丰、平、偏枯和枯五级，其中，丰级的入库流量频率≤10％，10％<偏丰级的入库流量频率≤37.5％，37.5％<平级的入库流量频率≤62.5％，62.5％<偏枯级的入库流量频率≤90％，枯级的入库流量频率>90％；Step2：在调度图各旬保证出力区的水位上下限范围内，将水位按照来水流量丰枯级别划分，即按丰、偏丰、平、偏枯、枯各区间所占比例划分；Step3：根据来水流量丰枯级别，确定相应时段的末水位，该末水位根据来水流量在其相应丰平枯级别的频率范围内的百分比，取相应水位落点即可；Step4：由以上步骤确定的末水位，以及来水流量和时段初水位，按水量平衡计算求出时段出力N计算,t；Step5：取并将作为时段考核出力N核,t；其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建炜，马光文，朱江，黄炜斌，李泽宏，周佳，唐玉兰，徐廷兵，王俊莉，
申请(专利权)人：贵州乌江水电开发有限责任公司，
类型：发明
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