CN110460117A - 一种中小电站智能优化发电系统 - Google Patents

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杨锋
陈建
彭厚嘉
贺广武
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component

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Abstract

本发明公开了一种中小电站智能优化发电系统，包括有功负荷智能自主控制和功率因数无功自动调节，所述有功负荷智能自主控制通过实时读取前池水位及其变化率，通过数字滤波技术剔除水面波浪的影响，计算出前池水量变化趋势。该中小电站智能优化发电系统集成在水电站综合自动化系统上的一个功能模块，它依靠水电站综合自动化系统取得电站实时采集数据和实现对电站发电机组相关设备的实时智能控制，同时电站综合自动化系统透过本系统通过互联网与远端云平台连接，使水电站与云平台满足实时交互要求，实现了水电站的远程实时监控。

Description

一种中小电站智能优化发电系统
技术领域
本发明涉及发电系统技术领域，具体为一种中小电站智能优化发电系统。
背景技术
在水力发电领域我国有将近5万来座水电站，其中绝大多数是中小水电站，它们基本上都是径流式的，它们是没有调节水库缓冲而按来水流量发电的电站，此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择，当来水流量大于电站水轮机过水能力时，水电站满出力运行，多余的水量不通过机组发电，直接经泄水道泄向下游，称为弃水，当来水较少时，全部来水通过机组发电，但有部分装机容量因缺水而未被利用，这种发电运行方式即称径流式发电，电站来水量既和上游不定的下泄流量相关，又受区域降雨量影响，使得来水频繁快速变化，所以，来水情况基本上无法提前准确预测，只能是来了多少水就发多少电，目前这种水电站除非是长时间的枯水季节，即使在来水量不够未发电运行时也会安排人员发电轮值的，一般值班人员的精力主要花在根据来水开/停机组、根据水量变化调整机组负荷上，这需要值班人员24小时不间断地监盘控制，也会经常性地发生因值班人员操控不及时而引起水量不足机组管路震动或来水在溢流但机组却空余了大量容量等情况，给电站运营带来了经济损失，特别是来水量变化比较快的电站，对值班人员的要求就要高出很多，实时操控会比较频繁。
因电站操控需要时时有人盯盘，有很高的实时性要求，所以电站安排的值班人员至少都是两人一组，抬高了电站的运营成本，会经常性地发生值班人员操控不及时问题，当前池水量不够时，正在发电的水轮机管道进水口会露出水面，使得机组及管道发生震动，危害设备安全，当前池来水量过多发生溢流而正在发电的机组却空余了大量容量时，使得水能白白浪费，损失发电收益，无法把前池水位恒定在较高位置发电来提高水能利用水平；因为这需要有更高的操控敏感性，而值班人员一般均连续工作时间将近12个小时，支撑不了这种长时间高敏感度的实时操控，值班人员在根据前池水位调整负荷时，因来水量变化相对于操控来说要慢许多，这往往会导致人为的机组过调，使得机组负荷调整来回震荡，长此以往会影响设备正常使用寿命，为此，我们提出一种中小电站智能优化发电系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中小电站智能优化发电系统，以解决上述背景技术中提出的的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种中小电站智能优化发电系统，包括有功负荷智能自主控制和功率因数无功自动调节，所述有功负荷智能自主控制通过实时读取前池水位及其变化率，通过数字滤波技术剔除水面波浪的影响，计算出前池水量变化趋势，再根据前池水量变化趋势，确定机组出力的调节方向，同时分析当前正在发电的机组负荷是否满载或轻载，按优选条件确定机组的开/停，负荷自动调节则要优先避开机组运行的振动区、低效区，尽量使全站机组运行在高效区域，在满足优选条件的基础上，再利用自适应模糊PID抑制因系统扰动而产生的振荡，实时精简地调节机组负荷。
优选的，所述功率因数无功自动调节是根据给定的功率因数通过实时自动改变无功来锁定实时功率因数的变化范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该中小电站智能优化发电系统实现的智能优化发电功能可以自主根据前池水位变化趋势自动调节机组负荷及开/停机组，同时按预先给定值自动恒定功率因数在某一狭窄范围内，整个发电流程无需人工干预，这样就避免了因值班人员操控不及时而引起水量不足机组管路震动或来水在溢流但机组却空余了大量容量等情况，保证了设备安全，提高了发电收益，达到了电网要求。
2、因本系统是机器智能自主优化发电，不需要值班人员时时盯盘操控，减轻了值班人员劳动强度，因此可以减少冗余的值班人员，降低电站运营成本。
3、本系统可以通过中小电站智能优化发电设置，长期抬高前池正常发电的水头，相较于滞后的人工调节能提高电站水能利用水平。
4、本系统使用自适应模糊PID调节算法，相较于值班人员的调节更能自适应水位的变化规律，避免了来回震荡调节，影响设备正常使用寿命。
5、电站综合自动化系统可以透过本系统通过互联网与远端云平台连接，使电站与云平台满足实时交互要求，实现了水电站的远程实时监控。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明有功负荷智能自主控制流程图；
图3为本发明功率因数无功自动调节流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种中小电站智能优化发电系统，包括有功负荷智能自主控制和功率因数无功自动调节，其特征在于：有功负荷智能自主控制通过实时读取前池水位及其变化率，通过数字滤波技术剔除水面波浪的影响，计算出前池水量变化趋势，再根据前池水量变化趋势，确定机组出力的调节方向，同时分析当前正在发电的机组负荷是否满载或轻载，按优选条件确定机组的开/停，负荷自动调节则要优先避开机组运行的振动区、低效区，尽量使全站机组运行在高效区域，在满足优选条件的基础上，再利用自适应模糊PID抑制因系统扰动而产生的振荡，实时精准地调节机组负荷，功率因数无功自动调节是根据给定的功率因数通过实时自动改变无功来锁定实时功率因数的变化范围，集成在水电站综合自动化系统上的一个功能模块，它依靠水电站综合自动化系统取得电站实时采集数据和实现对电站发电机组相关设备的实时智能控制，同时电站综合自动化系统透过本系统通过互联网与远端云平台连接，使水电站与云平台满足实时交互要求，实现了水电站的远程实时监控。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种中小电站智能优化发电系统，包括有功负荷智能自主控制和功率因数无功自动调节，其特征在于：所述有功负荷智能自主控制通过实时读取前池水位及其变化率，通过数字滤波技术剔除水面波浪的影响，计算出前池水量变化趋势，再根据前池水量变化趋势，确定机组出力的调节方向，同时分析当前正在发电的机组负荷是否满载或轻载，按优选条件确定机组的开/停，负荷自动调节则要优先避开机组运行的振动区、低效区，尽量使全站机组运行在高效区域，在满足优选条件的基础上，再利用自适应模糊PID抑制因系统扰动而产生的振荡，实时精准地调节机组负荷。
2.根据权利要求1所述的一种中小电站智能优化发电系统，其特征在于：所述功率因数无功自动调节是根据给定的功率因数通过实时自动改变无功来锁定实时功率因数的变化范围。
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