CN102855393A - 一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明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领域。
背景技术
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。
发明内容
本发明的目的在于,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,本发明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:
Step 1: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(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%~37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%~62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5~90%内)和枯(入库流量频率≥90%)五级;
Step 2: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(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%~37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%~62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5~90%内)和枯(入库流量频率≥90%)各区间所占比例划分;
Step 3: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;
Step 4: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该时段出力N计算,t;
Step 6: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,取时段出力N核,t;
Step 7:假定时段出库流量为Q出,t=Qfd,t=Qmax;
Step 8: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;
Step 9: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;
Step 10: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;
Step 11:计算水头H均,t=(Zt+Zt+1)/2-Zx,t;
Step 12:由H均,t查预想出力曲线得N预,t;
Step 13:由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t=γ核,txN预,t;
Step 14:N核,t=min(Nt,Nmax,t);
Step 16: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Step 7;
Step 17: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,各时段的平均出力N核,t;
Step 18:考核电量为各时段电量之和,E核=∑(N核,txΔt);
其中,Q入,t:时段平均入库流量;Q出,t:时段平均出库流量;Qfd,t:时段平均发电流量;Q泄流,t:时段弃水流量;Zt:时段初坝上水位;Zt+1:时段末坝上水位;Zx,t:时段平均坝下水位;r核,t:时段核定负荷率;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;H均,t:时段平均毛水头;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;E核:时段考核电量;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Step 6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)。
式中:
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;
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:
Step 1:读取日均入库流量Q日、Z核、K核和γ核,对日调节电站而言,日均出库流量等于日均入库流量;
Step 2:根据下游水位流量关系曲线,得日均下游水位Z下=f(Q日);
Step 3:计算日平均毛水头H均=Z核-Z下;
Step 4:令Qfd=Q日,若Q日>Qmax,Qfd=Qmax;
Step 5:计算日平均出力N水=K核·Qfd·H均;
Step 6:查预想出力曲线,得日均预想出力N预=f(H均);
Step 7:由负荷率γ核求得最大日均出力Nmax=γ核·N预;
Step 8:若N水>Nmax,令N核=Nmax;否则令N核=N水;
Step 9:日考核电量E核=N核x24;
其中,Q日:日平均入库流量;Qfd:日发电流量;r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;Z下:日平均尾水水位;H均:日平均毛水头;N水:出库可发出力;N预:预想出力;Nmax:可调出力;N核:日考核出力;E核:日考核电量。
前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中,利用公式Kt=Nt/(HtQt)对各旬出力系数K值进行反向虑定,其步骤为:
第一步,根据水电站实际运行资料,求得电站的逐日发电流量Q日、逐日平均发电水头H日和逐日平均出力N日,然后求得计算旬时段内的旬平均发电流量Q旬、旬平均发电水头H旬和旬平均出力N旬;
第二步,利用公式N旬=K旬Q旬H旬,反求电站旬平均出力系数K旬,K旬如果小于出力系数下限Kmin,则K旬=Kmin,大于出力系数上限Kmax,则K旬=Kmax;其中, Xmax为始发电量的最大值,Xmin为始发电量的最小值;
第三步,根据上述步骤,计算求得一年36旬的出力系数K旬,该36个K旬值共同构成电站的综合出力系数,在计算各时段考核电量时,采用对应时段的出力系数K旬计算,即K核,t、K核均采用K旬。
测算服务器通过计算水库的末、初水位差得逐日平均发电水头H日,对逐日平均发电水头H日、逐日发电流量Q日及逐日平均出力N日进行累计平均。以旬为单位进行计算,得到的数据结果精度高,而仅仅计算K日是没有意义的,以月为单位进行计算,得到的结果又比较粗糙,准确率较低。
实现前述方法的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统,包括数据采集装置、测算服务器和遥测采集平台;数据采集装置包括遥测设备、超声波测流计、机组有功变送器、交流采样装置和电能量采集装置。超声波测流计测量机组发电流量;机组转速、机端电压和出口断路器计算得出机组状态量;机组有功变送器和交流采样装置采集负荷;电能量采集装置采集电量数据。
前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算系统中,遥测设备采集的流域雨量、水位数据通过GSM、海事卫星或者VHF信道被发送至遥测采集平台并存储在数据库中,机组发电流量、机组状态量、负荷数据通过UDP通讯方式传输到测算服务器;电量数据通过网络和MODLE方式传输到测算服务器。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、入库径流是一个很重要的影响因素。入库径流丰富能够提高水库的期末水位,这将使综合流量、梯级出力等得到满足,由于上游水库水头上升、出力加大,下游水库会相应减小出力,导致水位上升,这样一般会导致考核电量偏低。径流的年内分配对梯级考核电量的计算影响很大,由于径流年内的不均匀分配,即使年入库径流总量相同,其计算结果也会不同甚至相差很大。本发明通过优化调度,对梯级年径流进行重新分配,从而提高梯级总出力。
2、通过对电站调度出力过程进行精细模拟,有效避开经验参数对计算结果的随意干扰,使得计算结果更加符合实际。
3、计算考核电量时,考虑基于来水和电力负荷这两个重要影响因素,对水电站有关参数进行修正。有效地排除了机电、水工设施条件差异、各年来水过程不均的影响,为计算来水年际变化大的水能利用提高率提供了一个客观、合理的方法。
4、水库调度图的使用:首先对来水流量进行丰平枯分级;然后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进行划分;再根据来水流量丰枯级别,确定相应时段的末水位;最后根据水量平衡试算反推出出库流量、发电流量、出力等值。
5、出力系数K值反映了水电站把水能转化为电能的效率,分为瞬时出力系数和平均出力系数。瞬时出力系数只与机组特性有关,与机组运行方式无关,由于其存在不可预测的变化性,无法用于生产生活中的实际水能计算。平均出力系数受机组本身特性及其运行方式影响,可利用公式Kt=Nt/(HtQt)反向虑定得到。在目前水能计算中,通常取一固定不变的系数进行计算,该系数被称为电站综合出力系数。由于该概念忽略了出力系数的变化性,因此在水电站优化调度及水电站节能考核等需要精确计算的工作中,不宜继续使用综合出力系数计算方法,因为这种方法将导致较大的误差甚至错误。鉴于此因,本研究提出了一种既考虑了出力系数的变化,又计算简单可行的水电站综合出力系数K值的反向率定方法。
本发明使得梯级水电站群水能利用提高率提高了60%以上。
附图说明
图1是本发明实施例的系统工作流程图;
图2是本发明实施例的季及季以上调节水电站考核电量测算流程图;
图3是本发明实施例的日调节水电站考核电量测算流程图;
图4是本发明实施例的硬件结构示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1:一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法,如图1所示,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。
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。
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。
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)如图2所示,测算服务器进行考核电量计算的步骤如下:
Step 1: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(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%~37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%~62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5~90%内)和枯(入库流量频率≥90%)五级;
Step 2: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(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%~37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%~62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5~90%内)和枯(入库流量频率≥90%)各区间所占比例划分;
Step 3: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;
Step 4: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该时段出力N计算,t;
Step 6: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,取时段出力N核,t;
Step 7:假定时段出库流量为Q出,t=Qfd,t=Qmax;
Step 8: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;
Step 9: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;
Step 10: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;
Step 11:计算水头H均,t=(Zt+Zt+1)/2-Zx,t;
Step 12:由H均,t查预想出力曲线得N预,t;
Step 13:由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t=γ核,txN预,t;
Step 14:N核,t=min(Nt,Nmax,t);
Step 16: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Step 7;
Step 17: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,各时段的平均出力N核,t;
Step 18:考核电量为各时段电量之和,E核=∑(N核,txΔt);
其中,Q入,t:时段平均入库流量;Q出,t:时段平均出库流量;Qfd,t:时段平均发电流量;Q泄流,t:时段弃水流量;Zt:时段初坝上水位;Zt+1:时段末坝上水位;r核,t:时段核定负荷率;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;Zx,t:时段平均坝下水位;H均,t:时段平均毛水头;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;E核:时段考核电量;Qmax:最大过机流量。
所述Step 6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;
Vt、Vt+1:t时段初末库容;
Δt:单位时段长(1小时或日)。
式中:
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时段下游水位;
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)如图3所示,测算服务器进行日考核电量计算的步骤如下:
Step 1:读取日均入库流量Q日、Z核、K核和γ核。对日调节电站而言,日均出库流量等于日均入库流量;
Step 2:根据下游水位流量关系曲线,得日均下游水位Z下=f(Q日);
Step 3:计算日平均毛水头H均=Z核-Z下;
Step 4:令Qfd=Q日,若Q日>Qmax,Qfd=Qmax;
Step 5:计算日平均出力N水=K核·Qfd·H均;
Step 6:查预想出力曲线,得日均预想出力N预=f(H均);
Step 7:由负荷率γ核求得最大日均出力Nmax=γ核·N预;
Step 8:若N水>Nmax,令N核=Nmax;否则令N核=N水;
Step 9:日考核电量E核=N核x24;
其中,Q日:日平均入库流量;Qfd:日发电流量;r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;Z下:日平均尾水水位;H均:日平均毛水头;N水:出库可发出力;N预:预想出力;Nmax:可调出力;N核:日考核出力;E核:日考核电量。
利用公式Kt=Nt/(HtQt)对各旬出力系数K值进行反向虑定,其步骤为:
第一步,根据水电站实际运行资料,求得电站的逐日发电流量Q日、逐日平均发电水头H日和逐日平均出力N日,然后求得计算旬时段内的旬平均发电流量Q旬、旬平均发电水头H旬和旬平均出力N旬;
第二步,利用公式N旬=K旬Q旬H旬,反求电站旬平均出力系数K旬,K旬如果小于出力系数下限Kmin,则K旬=Kmin,大于出力系数上限Kmax,则K旬=Kmax;其中, Xmax为始发电量的最大值,Xmin为始发电量的最小值;
第三步,根据上述步骤,计算求得一年36旬的出力系数K旬,该36个K旬值共同构成电站的综合出力系数,在计算各时段考核电量时,采用对应时段的出力系数K旬计算,即K核,t、K核均采用K旬。
测算服务器通过计算水库的末、初水位差得逐日平均发电水头H日,对逐日平均发电水头H日、逐日发电流量Q日及逐日平均出力N日进行累计平均。以旬为单位进行计算,得到的数据结果精度高,而仅仅计算K日是没有意义的,以月为单位进行计算,得到的结果又比较粗糙,准确率较低。
实现前述方法的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统,如图4所示,包括数据采集装置、测算服务器和遥测采集平台;数据采集装置包括遥测设备、超声波测流计、机组有功变送器、交流采样装置和电能量采集装置。遥测设备采用南京南瑞集团公司水利水电分公司的ACS300MM型遥测水位站;超声波测流计使用南京申瑞电气系统控制有限公司的GER-9000型超声波流量计;机组有功变送器采用浙江涵普电力科技有限公司的FPWK301型有功功率变送器;电能量采集装置使用广州南方电力集团科技发展有限公司的EAC5000D型电能量采集装置。
该系统的工作原理:遥测设备采集的流域雨量、水位数据通过GSM、海事卫星或者VHF信道被发送至遥测采集平台并存储在数据库中;超声波测流计测量的机组发电流量,机端电压和出口断路器计算得出的机组状态量,以及机组有功变送器和交流采样装置采集的负荷数据通过UDP通讯方式传输到测算服务器;电能量采集装置采集的电量数据通过网络和MODLE方式传输到测算服务器;遥测采集平台将流域雨量、水位数据传输到测算服务器,测算服务器调用测算程序进行计算水能利用提高率,并将结果传输到梯级水电站群优化调度服务器中。
Claims (8)
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。
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:
Step 1: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%,偏丰级的入库流量频率为10%~37.5%,平级的入库流量频率为37.5%~62.5%,偏枯级的入库流量频率为62.5~90%,枯级的入库流量频率≥90%;
Step 2: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;
Step 3: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;
Step 4: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该时段出力N计算t;
Step 5:取并将作为时段考核出力N核,t;
Step 6: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,取时段出力N核,t;
Step 7:假定时段出库流量为Q出,t=Qfd,t=Qmax;
Step 8: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;
Step 9: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;
Step 10: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;
Step 11:计算水头H均,t=(Zt+Zt+1)/2-Zx,t;
Step 12:由H均,t查预想出力曲线得N预,t;
Step 13:由时段负荷率γ核,t计算得时段可调出力Nmax,t=γ核,txN预,t;
Step 14:N核,t=min(Nt,Nmax,t);
Step 16:如果|Q′fd,t+Q泄流,t-Q出,t|<ξ,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Step 7;
Step 17: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,各时段的平均出力N核,t;
Step 18:考核电量为各时段电量之和,E核=∑(N核,txΔt);
其中,Q入,t:时段平均入库流量;Q出,t:时段平均出库流量;Qfd,t:时段平均发电流量;Q泄流,t:时段弃水流量;Zt:时段初坝上水位;Zt+1:时段末坝上水位;r核,t:时段核定负荷率;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;Zx,t:时段平均坝下水位;H均,t:时段平均毛水头;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;E核:时段考核电量;Qmax:最大过机流量。
5.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:
Step 1: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;
Step 2:根据下游水位流量关系曲线,得日均下游水位Z下=f(Q日);
Step 3:计算日平均毛水头H均=Z核-Z下;
Step 4:令Qfd=Q日,若Q日>Qmax,Qfd=Qmax;
Step 5:计算日平均出力N水=K核·Qfd·H均;
Step 6:查预想出力曲线,得日均预想出力N预=f(H均);
Step 7:由负荷率γ核求得最大日均出力Nmax=γ核·N预;
Step 8:若N水>Nmax,令N核=Nmax;否则令N核=N水;
Step 9:日考核电量E核=N核x24;
其中,Q日:日平均入库流量;Qfd:日发电流量;r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;Z下:日平均尾水水位;H均:日平均毛水头;N水:出库可发出力;N预:预想出力;Nmax:可调出力;N核:日考核出力;E核:日考核电量。
6.根据权利要求4或5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:利用公式Kt=Nt/(HtQt)对各旬出力系数K值进行反向虑定,其步骤为:
第一步,根据水电站实际运行资料,求得电站的逐日发电流量Q日、逐日平均发电水头H日和逐日平均出力N日,然后求得计算旬时段内的旬平均发电流量Q旬、旬平均发电水头H旬和旬平均出力N旬;
第二步,利用公式N旬=K旬Q旬H旬,反求电站旬平均出力系数K旬,K旬如果小于出力系数下限Kmin,则K旬=Kmin,大于出力系数上限Kmax,则K旬=Kmax;其中, Xmax为始发电量的最大值,Xmin为始发电量的最小值;
第三步,根据上述步骤,计算求得一年36旬的出力系数K旬,该36个K旬值共同构成电站的综合出力系数,在计算各时段考核电量时,采用对应时段的出力系数K旬计算,即K核,t、K核均采用K旬。
7.实现权利要求1~6所述方法的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统,其特征在于:包括数据采集装置、测算服务器和遥测采集平台;数据采集装置包括遥测设备、超声波测流计、机组有功变送器、交流采样装置和电能量采集装置。
8.根据权利要求7所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统,其特征在于:遥测设备采集的流域雨量、水位数据通过GSM、海事卫星或者VHF信道被发送至遥测采集平台并存储在数据库中,机组发电流量、机组状态量、负荷数据通过UDP通讯方式传输到测算服务器;电量数据通过网络传输到测算服务器。
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