水电站短期经济运行.ppt

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1、二、水电站短期经济运行的内容1、制定计划期（未来一日或一周内多日）的经济运行方式（计划）。“以电定水”、“以水定电”2、短期经济运行方式的实时控制与调整。以所编制的计划期内水电站经济运行方式（计划）为指导，根据面临时段及其后时段负荷等信息的可能变化，随时修正原计划（方式），以调整水电站及其各机组面临时段的决策和剩余计划期的经济运行方式，调整方法可以采用以上计划制定方法。同时，还须考虑电力频率和电压的变化情况，调整相应的无功功率。水电站负荷调整一般由厂内经济运行的自动控制系统实现。第二节水电站短期经济运行的“以电定水”模式一、优化课题与准则（一）优化课题（

2、二）优化准则二、优化数学模型三、数学模型求解方法（一）优化课题“以电定水”模式的基本课题是：对于计划期T（总时段数，时间范围为t0~tT），在已知水电站总负荷过程和预测入库流量过程等条件下，寻求使所采用的优化准则达到极值的水电站各时段工作机组的最优台数、组合及有功负荷在工作机组间的最优分配，以及相应的水库蓄泄状态变化过程和泄流设施控制过程。（二）优化准则常用准则包括：计划期T内的水电站输入能Ein(T)最小计划期T内的水电站效率最大计划期T内的水电站能量损失△E(T)最小计划期T内的水电站引用水量W(T)最小二、优化数学模型（一）目标函数式1离散形式为为

3、时段水电站总的输入功率，；分别为时段号机组的输入功率，，发电流量，，和机组（段）水头，；表示时段以秒为单位的时段长，，为表述方便，用表示时段以小时为单位的时段长，。式2离散形式为为时段水电站总的引用流量，；分别为时段号机组的工作流量、启动损失流量、空载流量及调相损失流量，。式3（二）约束条件1、电力系统约束（产出型约束）2、水库特性约束3、水电站特性约束4、综合利用约束5、初始条件约束6、非负约束1、电力系统约束t时段水电站总负荷（出力）第i号机组出力式42、水库特性约束（1）水库水量平衡约束令：则有t时段末库蓄水量t时段初库蓄水量t时段平均入库流量t时

4、段平均出库流量t时段弃水流量式5（2）库容曲线约束t时段末水库上游水位库容曲线函数式6（3）库水位或库蓄水量约束：t时段末水库上游允许最低水位t时段末水库上游允许最高水位t时段末水库上游允许最小蓄水量t时段末水库上游允许最大蓄水量式7（4）泄流设施泄流能力约束：水库泄洪设施个数每种泄洪设施的孔数泄洪设施的最大泄洪流能力函数式8（5）下游水位流量关系约束t时段下游平均水位下游水位流量关系函数式93、水电站特性约束（1）机组（段）水头：式10（2）机组预想出力限制：式11（3）机组出力限制：决定于机组运行条件和电力线路限制等。如果电网不给定上线，则取预想出力

5、值。式12（4）机组耗流量特性：若采用目标函数式（页7），则不需要该约束式。式134、综合利用约束（1）出库流量限制：t时段下游综合利用要求的最小下泄流量式14（2）下游航运约束，表示为：航运要求的水位允许最大日变幅，一般还有水位允许最大1小时变幅限制。式155、初始条件约束计划期初始库水位式166、非负约束各种变量必须为非负值。约束条件的类型和数量主要与水电站的具体情况有关。除上述比较通用的约束外，对整个水电站还可能增加输电线路过载能力及水利系统的其他要求等限制条件，为保证机组和整个水电站安全可靠工作，还可能对机组台数、组合、启停次序及机组连续工作时间

6、和停机时间提出相应的约束要求。三、数学模型求解方法（一）模型变量分析长中短期水电站水库运行调度优化模型均具有相同的变量特点，为了选择各种时间尺度模型求解中的状态变量和决策变量，在介绍模型求解方法之前，这里首先讨论一下模型变量关系，并确定关键性变量。1、模型已知数据（1）水电站水库基本特性：库容曲线、下游水位流量关系各机组水头损失函数预想出力函数耗流量特性函数各泄流设施的最大泄流能力函数（2）实时（或预测）数据：各时段（t=1~T）长，电网给的时段负荷和入库流量，时段末水库上游允许最低和最高水位、，各机组的最小和最大出力、，下游综合利用要求的最小下泄流量，

7、航运要求的下游最低水位和允许最大日变幅，计划期初始库水位。2、模型未知变量（1）水库类变量：各时段末水库上游水位和蓄水量，各时期段水库下游水位、弃水流量（2）水电站机组类变量：各时段各机组水头损失、水头、预想出力、机组出力及发电流量3、模型关键性变量讨论（1）时段末库蓄水量。如果已知，查库容曲线可以得到，根据水库水量平衡方程式可以反算总出库流量，由总出库流量查下游水位流量关系曲线得下游水位，而弃水流量和总发电流量如何分配，则决定于水电站运行方式，即必须知道各机组出力或发电流量。所以，水库类关键变量是或。（2）时段机组发电出力或流量。如果已知各机组发电流量

8、，可根据水库类关键变量和式10计算水头损失和水头，由再根据预想出力函数式(11)