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水电站群水电联合优化调度控制系统
发布时间:(2010-4-23 7:36:00 )阅读次数:5220
 

1.系统研发背景

在流域梯级滚动开发及节能减排等宏观政策背景下,伴随着电力体制改革的不断深入和电力市场的逐步规范,各大流域发电公司已经开始将如何搞好水电站群水电联合优化调度作为非常重视的课题之一。积极开展流域水电站群水电联合优化调度研究,寻求一系列符合电网实际和水电站特性的优化调度规则,搞好流域水电站群的防洪和发电优化调度工作,在实际生产中发挥流域电站群水电联合优化调度的优势,可创造出十分巨大的经济效益和社会效益,前景十分良好。

2.理论研究内容

系统全面集成了水电站群水电联合优化调度中的洪水预报模块、中长期径流预报模块、发电优化调度模块、防洪优化调度等一系列模块,使得系统能够进行滚动预报、滚动修正、滚动调度等复杂功能,更好地辅助调度人员制定合理正确的调度方案。各子系统模块松散耦合于整个优化调度系统,并形成独立的子系统产品,其主要研究内容如下:

2.1短期洪水预报及风险分析

针对流域自然地理特征及水文气象环境,充分研究暴雨洪水分布规律,结合数值气象模型以及气象预报结果提升降雨预报的精度,增加洪水预报的预见期;研究大流域多节点复杂河网拓扑机制,提高长河道、多节点复杂河网的河道洪水演算预报精度,改进实时校正算法,有效提高实时洪水预报精度;考虑气候变化、人类活动对洪水预报精度的影响,开展水库来水预报风险分析,水库防洪泄洪能力风险分析,水库多目标风险分析以及风险分析不确定性等方面研究。

2.2中长期径流预报

结合流域水文气象资料,在传统预报方法的基础上,运用模糊分析、灰色预测技术、人工神将网络、投影寻踪预测技术、小波分析等研究方法论,建立相应的非线性模型及耦合预报模型,并对模型进行比较研究,分析模型的适用性,选择最优的中长期径流预报模型,以提供年、月或旬的径流预报信息,更好的协调防洪、发电、生态及各部门用水矛盾,以获取最大综合效益

2.3水电站群联合发电优化调度

建立兼顾水电机组频繁启停、负荷波动、站间负荷转移等电力调度因素的优化调度模型,寻找能够考虑大量调度约束的,满足滚动调度的大型水电站群短期发电调度快速求解算法;改进目前容易导致放空末级水库的最大蓄能调度模型,建立兼顾对后期发电影响的实时发电优化调度模型;研究实时优化调度与短期发电优化调度、电厂AGC的协调机制,建立动态调度体系。

2.4水电站群联合防洪优化调度

根据梯级各水电站当前库水位及流域面临的预报洪水情况,确定梯级各水库合理的拦蓄洪水量,并根据错峰调度的原则确定各水库的合理调洪过程;分析各闸门开度不连续特性及各闸门之间操作规则对防洪调度产生的影响,研究考虑大规模闸门群开启特性及操作规则的洪水优化调度方法;建立在整个调度过程中对各级水库面临风险进行识别、评价及预警的风险控制机制,并在此基础上以任何时刻流域面临的总体风险最小的原则提出安全调度方法。

3.系统特色

系统全面考虑了与横向(流域水情测报系统、流域监控系统、机组状态监测系统等)、纵向(上级调度部门的类似系统)的系统间集成问题,首次构建了流域水电站群水电联合优化调度控制的架构体系,形成多子系统间的闭环调度控制,在大幅提高调度自动化水平的同时也提高了优化调度的效果。

率先在水电站群水电联合优化调度中引入并全面采用了反馈机制。反馈机制使得本系统随着运行时间的增加,辅助制定的调度方案将逐步变得更加合理、仿真计算与实际更加接近,从而更加有利于调度人员总结成功的调度经验。

搭建通用性的水电站群水电联合优化调度软件系统。系统采用模型库、算法库、数据对象库分离的软件架构体系,不同的模型和不同的算法之间可以按照预先设定的规则进行多对多的任意搭配,所有的模型和算法都只需要开发一次,大幅减少了系统开发的工作量,同时也使得系统的架构体系十分清晰,维护及二次开发十分方便、高效。

4.效益分析

水电站群水电联合优化调度可提高水资源的利用效率,大幅提高水电站群的年发电量,减少火电机组发电,降低污染物排放,提高电网的安全运行水平;通过联合生态调度,有效地保护库区的生物资源,防止泥沙淤积、库区滑坡等地质灾害,保护库区的生态环境等。总之,实行水电站群水电联合优化调度将在发电、防洪、航运、生态环境保护等方面产生巨大的直接经济效益和间接效益。

水电站(群)水电联合优化调度系统体系结构

  水电站(群)水电联合优化调度系统调度方案明细界面



※ 信息来源: 水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心  信息负责人:  本站编辑  
 


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