[发明专利]一种径流式水电站自动优化方法

摘要

本发明提供的一种径流式水电站自动优化方法，通过在前池设置水位检测模块，对不同来流下的前池水位进行检测，利用不同的流量分组实现不同出力计算，从而获取最优出力，通过实现机组的优化调整，提高了水电站的运行效益。

主权项

1.一种径流式水电站自动优化方法，该径流式水电站包括引水渠道、压力前池、调速器、水轮发电机组、尾水池，在该径流式压力前池中设置压力前池水位检测模块，其用于获取压力前池的实时水位，其特征在于：包括如下步骤：第一步，获取水电站压力前池当前水位以及引水渠道的实际来流量，所述水电站压力前池当前水位的获取通过压力前池水位检测模块直接获取，所述引水渠道的实际来流量可以通过水电站压力前池水位检测模块进行获取，所述压力前池水位检测模块检测压力前池水位变化，通过记录不同时刻的水位，通过压力前池水位与库容关系，换算成为当前压力前池的库容，利用不同时刻的压力前池的库容变化量，计算压力前池的库容变化率，所述压力前池的库容变化率即为引水渠道的实际来流量；第二步，对电站发电流量，进行机组流量分配，当引水渠道的实际来流量大于水电站满发流量时，水电站的发电流量等于水电站满发流量，多余水量弃水，当引水渠道的实际来流量小于水电站满发流量时，水电站的发电流量等于引水渠道的实际来流量，所述机组流量分配是根据机组台数，进行发电流量的分组，当机组台数为n台时，其发电流量分组为（x1，x2……xn），其中（x1，x2……xn）分别代表各机组的发电引用流量，所述各机组的发电引用流量的和等于水电站的发电流量，所述x1，x2……xn均选择大于等于0到小于等于电站发电流量，当x1，x2……xn等于0时，机组不开机；第三步，根据所述水电站压力前池的当前水位计算各机组对应不同分配流量下的机组发电水头，所述机组发电水头为压力前池的当前水位减去水电站发电的水头损失再减去水电站发电尾水位，所述水电站发电尾水位与水电站的发电流量有关，根据水电站的发电流量以及水电站的尾水位—发电流量关系计算水电站的尾水池的尾水位，对应不同的机组流量分配以及电站的发电流量，结合水电站的引水管道布置情况计算各台机组的发电水头损失，从而计算各机组对应不同分配流量下的机组发电水头；第四步：根据所述各机组对应不同分配流量下的机组发电水头、各机组对应的不同发电流量，依次代入其机组对应的水轮机效率曲线中进行水轮机效率计算，并以水轮机效率、发电机效率、该台机组的发电流量、发电水头计算水轮机的出力，通过对不同机组流量（x1，x2……xn）进行试算，以电站所有发电机组的出力之和，即水电站的总出力最大为目标，计算出水电站总出力最大时对应的机组流量分配；第五步，根据第四步计算出的水电站总出力最大时对应的机组流量分配进行控制出力，所述控制出力通过机组对应的流量‑开度曲线，将计算的流量转换为水轮机的开度，并将所述开度值传送到调速器上，利用调速器调整水轮机开度到最优流量分配对应的开度曲线；第六步，第五步调整结束后，对水电站n台机组进行分组，所述分组为2组，对所述第一组机组增加一定发电流量，对于所述第二组机组减小一定发电流量，所述第一组机组增加的发电流量等于第二组机组减小的发电流量，对所述第一组机组增加的发电流量平均分配到第一组机组的各台机组中，并将每台机组增加的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制，对所述第二组机组减小的发电流量平均分配到第二组机组的各台机组中，并将每台机组减小的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制；第七步，第六步调整后，检测水电站机组总出力，当总出力增加时，继续执行第六步中的调整，直到水电站机组总出力减小，此时，将机组稳定在水电站机组总出力减小的前一步调整状态，此时，即为水电站的最优出力状态，自动优化结束；若第六步调整后，检测水电站机组总出力，当总出力减小时，对第六步中对所述第二组机组增加一定发电流量，对于所述第一组机组减小一定发电流量，所述第二组机组增加的发电流量等于第一组机组减小的发电流量，对所述第二组机组增加的发电流量平均分配到第二组机组的各台机组中，并将每台机组增加的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制，对所述第一组机组减小的发电流量平均分配到第一组机组的各台机组中，并将每台机组减小的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制；继续检测水电站总出力，并执行该步骤中所述第二组机组增加一定发电流量、第一组机组减小一定发电流量的调整过程，直到水电站机组总出力减小，此时，将机组稳定在水电站机组总出力减小的前一步调整状态，此时，即为水电站的最优出力状态，自动优化结束。