本發(fā)明涉及一種基于標(biāo)準(zhǔn)出力曲線的水電廠機組優(yōu)化方法,屬于水電廠機組優(yōu)化調(diào)控領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在水力發(fā)電系統(tǒng)中,對機組出力調(diào)節(jié)控制的優(yōu)劣直接關(guān)系到電站的生產(chǎn)運營情況。目前,水電遠程集控中心監(jiān)控系統(tǒng)或水電廠監(jiān)控系統(tǒng),對機組的出力調(diào)節(jié)主要通過人為參與,當(dāng)水頭在逐漸變化的過程中,只能憑借經(jīng)驗預(yù)測機組當(dāng)前可以承受多大的負荷運行,沒有一個可以參考的指標(biāo),更無法直觀觀察機組在當(dāng)前水頭的允許出力標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種基于標(biāo)準(zhǔn)出力曲線的水電廠機組優(yōu)化方法。
為了達到上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種基于標(biāo)準(zhǔn)出力曲線的水電廠機組優(yōu)化方法,包括,
額定水頭數(shù)據(jù)采集:采集機組額定水頭下,滿負荷出力對應(yīng)的最大導(dǎo)葉開度;
小于額定水頭數(shù)據(jù)采集:采集小于機組額定水頭下,導(dǎo)葉達到最大開度時的機組出力;
根據(jù)額定水頭數(shù)據(jù)以及小于額定水頭數(shù)據(jù),擬合機組標(biāo)準(zhǔn)出力方程;
利用發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)出力方程,計算當(dāng)前水頭下機組的標(biāo)準(zhǔn)出力,繪制標(biāo)準(zhǔn)出力曲線;
將當(dāng)前水頭機組實際出力曲線與標(biāo)準(zhǔn)出力曲線比較,判斷機組是否處于最優(yōu)出力狀態(tài),通過實時調(diào)節(jié)機組出力,對機組進行優(yōu)化。
采集額定水頭數(shù)據(jù)時,采集不同時段的多個最大導(dǎo)葉開度,取平均值。
采集小于額定水頭數(shù)據(jù)時,采集多個機組出力,取平均值。
機組標(biāo)準(zhǔn)出力方程為,
其中,P為當(dāng)前水頭H下機組標(biāo)準(zhǔn)出力,P0為機組額定出力,k為出力系數(shù),Hx為空載水頭,H0為額定水頭。
當(dāng)H<H0時,采用算術(shù)平均算法確定k和Hx,具體如下,
根據(jù)兩點確定一條直線,將采集的(H1,P1),(H0,P0);(H2,P2),(H0,P0);…;(Hn,Pn),(H0,P0)擬合出條n直線,其中,P1為水頭H1下機組出力,P2為水頭H2下機組出力,Pn為水頭Hn下機組出力,H1、H2、…、Hn均小于H0;
根據(jù)n直線分別計算出各自的出力系數(shù)和空載水頭,然后取n個出力系數(shù)的平均值得到k,取n個空載水頭的平均值得到Hx。
利用發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)出力方程,計算當(dāng)前水頭下機組的標(biāo)準(zhǔn)出力,依時間繪制標(biāo)準(zhǔn)出力曲線。
本發(fā)明所達到的有益效果:本發(fā)明將當(dāng)前水頭機組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線作為機組負荷調(diào)節(jié)的參考標(biāo)準(zhǔn),可直觀觀察當(dāng)前機組出力狀態(tài),通過實時調(diào)節(jié)機組出力,使其達到最佳狀態(tài),為機組優(yōu)化調(diào)度,降本增效提供依據(jù),并可作為機組出力效率的生產(chǎn)管理指標(biāo)。
附圖說明
圖1為機組水頭特性曲線。
圖2為機組運轉(zhuǎn)綜合特性曲線。
圖3為本發(fā)明的方法流程圖。
圖4為機組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
機組水頭特性曲線是表示機組出力與水頭的關(guān)系曲線,如圖1所示,根據(jù)機組水頭特性曲線可知機組出力與水頭呈正相關(guān),各導(dǎo)葉開度下的曲線從相應(yīng)空載水頭點開始引出,近似直線關(guān)系,導(dǎo)葉開度越大,其直線相對越陡。結(jié)合機組運轉(zhuǎn)綜合特性曲線,如圖2所示,水頭較高時,機組出力較大,此時出力受電機容量限制,其限制線是一條豎直線;水頭較低時,機組出力較小,即使調(diào)整導(dǎo)葉開度,出力也不一定達到額定值,此時出力受最大導(dǎo)葉開度下的出力水頭關(guān)系直線限制。將不同水頭下機組出力上限作為標(biāo)準(zhǔn)出力,機組實際出力越接近標(biāo)準(zhǔn)出力,則機組發(fā)電效率越高。
根據(jù)上述分析,具體方案如圖3所示,一種基于標(biāo)準(zhǔn)出力曲線的水電廠機組優(yōu)化方法,包括以下步驟:
步驟1,額定水頭數(shù)據(jù)采集:采集機組額定水頭下,滿負荷出力對應(yīng)的最大導(dǎo)葉開度。
為了盡可能減少數(shù)據(jù)誤差,保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,對機組額定水頭下滿負荷出力對應(yīng)最大導(dǎo)葉開度,采集不同時段的多個最大導(dǎo)葉開度(至少為10個),取平均值。
步驟2,小于額定水頭數(shù)據(jù)采集:采集小于機組額定水頭下,導(dǎo)葉達到最大開度時的機組出力。
與額定水頭數(shù)據(jù)采集類似,對小于機組額定水頭下導(dǎo)葉達到最大開度時的機組出力,采集多個機組出力,取平均值。
步驟3,根據(jù)額定水頭數(shù)據(jù)以及小于額定水頭數(shù)據(jù),擬合機組標(biāo)準(zhǔn)出力方程。
機組標(biāo)準(zhǔn)出力方程為:
其中,P為當(dāng)前水頭H下機組標(biāo)準(zhǔn)出力,P0為機組額定出力,k為出力系數(shù),Hx為空載水頭,H0為額定水頭。
當(dāng)H<H0時,采用算術(shù)平均算法確定k和Hx,具體如下:
S1,根據(jù)兩點確定一條直線,將采集的(H1,P1),(H0,P0);(H2,P2),(H0,P0);…;(Hn,Pn),(H0,P0)擬合出條n直線,其中,P1為水頭H1下機組出力,P2為水頭H2下機組出力,Pn為水頭Hn下機組出力,H1、H2、…、Hn均小于H0;
S2,根據(jù)n直線分別計算出各自的出力系數(shù)和空載水頭,然后取n個出力系數(shù)的平均值得到k,取n個空載水頭的平均值得到Hx。
步驟4,利用發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)出力方程,計算當(dāng)前水頭下機組的標(biāo)準(zhǔn)出力,依時間繪制標(biāo)準(zhǔn)出力曲線,如圖4所示。
步驟5,將當(dāng)前水頭機組實際出力曲線與標(biāo)準(zhǔn)出力曲線比較,判斷機組是否處于最優(yōu)出力狀態(tài),通過實時調(diào)節(jié)機組出力,對機組進行優(yōu)化。
上述方法將當(dāng)前水頭機組標(biāo)準(zhǔn)出力曲線作為機組負荷調(diào)節(jié)的參考標(biāo)準(zhǔn),可直觀觀察當(dāng)前機組出力狀態(tài),通過實時調(diào)節(jié)機組出力,使其達到最佳狀態(tài),為機組優(yōu)化調(diào)度,降本增效提供依據(jù),并可作為機組出力效率的生產(chǎn)管理指標(biāo)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進和變形,這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。