CN115498704A - 一种流域梯级电厂低谷开机控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制方法、装置和系统，所述方法包括：根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间；当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失；将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。本发明解决了现有技术中梯级电厂低谷开机控制方法存在控制精度低和通用性差的问题，不仅可以使梯级电厂的水库水位控制在警戒水位以下，防止出现严重影响经济效益的泄洪风险，还对梯级流域电厂的低谷开机进行精准管控，提高了梯级电厂发电效益。

Description

一种流域梯级电厂低谷开机控制方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及流域电厂发电控制技术领域，具体涉及一种流域梯级电厂低谷开机控制方法、装置和系统。

背景技术

流域梯级电厂共有3级电厂(也可以有多级电厂)，A电厂位于最上游，水库为多年调节水库，发电机组为混流式发电机组，单机容量为460MW，该发电机组具有较宽的振动区间(145MW---300MW)，机组发电后通过开关站并入到500KV电网。B电厂位于中游，水库为年调节水库，发电机组为混流式发电机组，单机容量为300MW，该发电机组具有较宽的振动区间(75MW---180MW)，机组发电后通过开关站并入到220KV及500KV电网。C电厂位于下游，水库为日调节水库，发电机组为轴流转桨式发电机组，单机容量为86MW，该发电机组具有禁止运行区间(0MW---30MW)，机组发电后通过开关站并入到220KV电网。依次类推，可以有多级电厂，并且流域梯级电厂水库形式不同，并入不同电压等级的电网或者并入不同调度等级的电网。

每日晚10点至凌晨6点为低谷开机时段，每个电厂的发电效益是影响低谷开机的重要因素，以发电效益为目标进行梯级电厂低谷开机策略编制或者发电计划编制等时，主要就是平衡梯级电厂水库水位，使梯级电厂水库水位保持在一个较高的水平，然后再进行梯级电厂发电机组发电效益的计算，从而编制出发电效益最高的梯级电厂运行方式；目前，通常采用工作人员凭经验进行梯级电厂低谷开机控制，从而存在控制精度低和通用性差的问题，不能满足电厂的控制需求。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供的一种流域梯级电厂低谷开机控制方法、装置和系统，其解决了现有技术中梯级电厂低谷开机控制方法存在控制精度低和通用性差的问题。

第一方面，本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制方法，所述方法包括：获取在低谷时段的当前电网负荷指令、每个梯级电厂的当前水库水位以及每个梯级电厂的发电机组负荷运行区间，其中所述发电机组负荷运行区间包括禁止运行区间、限制运行区间和正常运行区间；根据每个梯级电厂的当前水库水位，判断所有梯级电厂中是否存在超过相对应警戒水位的电厂；当不存在超过警戒水位的电厂时，根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间；当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失；将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。

可选地，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失，包括：根据所述当前电网负荷指令中的电网负荷，获取每个梯级电厂的发电机组在限制运行区间的第一发电耗水量和在正常运行区间的第二发电耗水量；根据每个梯级电厂的第一发电耗水量与第二发电耗水量的差值，得到每个梯级电厂的耗水量差值；根据每个梯级电厂的耗水量差值与第二发电耗水量的比，得到每个梯级电厂的发电损失。

可选地，当存在相匹配的正常运行区间时，所述方法还包括：确定与所述相匹配正常运行区间对应的梯级电厂为低谷开机电厂。

可选地，将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂之后，所述方法还包括：根据所述当前电网负荷指令的电压参数和当前低谷开机电厂的输出电压的比较结果，对所述低谷开机电厂的发电机组进行调压操作。

可选地，当存在超过警戒水位的电厂时，所述方法还包括：根据每个梯级电厂的当前水库水位，获取到第一目标电厂和第二目标电厂，其中所述第一目标电厂为当前水库水位超过相对应警戒水位的电厂，所述第二目标电厂为所述第一目标电厂的下级电厂；根据所述当前电网负荷指令中的电网负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水位得到所述第二目标电厂的预计水库水位；若所述第二目标电厂的预计水库水位在预设范围内时，确定所述第一目标电厂为低谷开机电厂。

可选地，若所述第二目标电厂的预计水库水位不在预设范围内时，所述方法还包括：将所述电网负荷指令中的电网负荷分成第一负荷和第二负荷；根据所述第一负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第一目标电厂的当前水库水库，得到所述第一目标电厂的第一预计水位；根据所述第二负荷、所述第二目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水库，得到所述第二目标电厂的第二预计水位；当所述第一预计水位和所述第二预计水位都在相对应的预设范围内时，确定所述第一目标电厂和所述第二目标电厂都为低谷开机电厂。

可选地，根据所述电网负荷指令中的电网负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水位得到所述第二目标电厂的预计水库水位，包括：根据所述电网负荷指令中的电网负荷和所述第一目标电厂的发电流量，获取发电用水量；根据所述发电用水量和第二目标电厂的水库库容，得到所述第二目标电厂的水库变化量；根据所述第二目标电厂的当前水库水位和水库变化量，得到所述第二目标电厂的预计水库水位。

可选地，所述方法还包括：获取预设时间段的预计降雨量；根据所述预计降雨量和每个梯级电厂的水库容量，得到每个梯级电厂的预计水位变化量；根据每个梯级电厂的预计水位变化量和相对应的初始水库水位，得到每个梯级电厂在预设时间段的当前水库水位。

第二方面，本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制装置，所述装置包括：数据获取模块，用于获取在低谷时段的当前电网负荷指令、每个梯级电厂的当前水库水位以及每个梯级电厂的发电机组负荷运行区间，其中所述发电机组负荷运行区间包括禁止运行区间、限制运行区间和正常运行区间；第一判断模块，用于根据每个梯级电厂的当前水库水位，判断所有梯级电厂中是否存在超过相对应警戒水位的电厂；第二判断模块，用于当不存在超过警戒水位的电厂时，根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间；发电损失计算模块，用于当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失；确定模块，用于将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。

第三方面，本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制系统，所述控制系统包括流域梯级电厂低谷开机控制装置；电网负荷指令接收装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于接收电网负荷指令，并将所述电网负荷指令传输至所述流域梯级电厂低谷开机控制装置；流域梯级电厂实时负荷监测装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于监视流域梯级电厂发电运行机组的实时负荷；数据库，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于存储电网负荷指令及流域梯级电厂发电运行机组的实时负荷；开停机决策装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于控制流域梯级电厂开停机；负荷分配调整装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于根据流域梯级电厂低谷开机控制装置输出的分配方案进行流域梯级电厂负荷调整。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本实施例通过对梯级电厂的水库水位和发电机组的负荷运行区间进行多级判断，从而确定出发电损失最小的梯级电厂为低谷开机电厂，这样不仅可以使梯级电厂的水库水位控制在警戒水位以下，防止出现严重影响经济效益的泄洪风险，还对梯级流域电厂的低谷开机进行精准管控，提高了梯级电厂发电效益。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的一种流域梯级电厂低谷开机控制方法的流程示意图；

图2所示为本发明实施例提供的另一种流域梯级电厂低谷开机控制方法的流程示意图；

图3所示为本发明实施例提供的又一种流域梯级电厂低谷开机控制方法的流程示意图；

图4所示为本发明实施例提供的一种流域梯级电厂低谷开机控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一方面，本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制方法，具体包括以下实施例：

图1所示为本发明实施例提供的一种流域梯级电厂低谷开机控制方法的流程示意图，如图1所示，所述控制方法具体包括以下步骤：

步骤S101，获取在低谷时段的当前电网负荷指令、每个梯级电厂的当前水库水位以及每个梯级电厂的发电机组负荷运行区间。

在本实施例中，所述当前电网负荷指令包括电网负荷和输送时长，所述电网负荷也就是电网的电量需求量，输送时长也就是需要在一定时长内输送完毕，例如电网负荷为1000W，输送时长为2小时，那么需要梯级电厂在2小时内输出1000W到国网。其中，每个梯级电厂都有相对应的蓄水水库，且每个梯级电厂的水库容量可以相同也可以不同。

在本实施例中，所述发电机组负荷运行区间包括禁止运行区间、限制运行区间和正常运行区间，禁止运行区间指发电机组无法运行的电荷区间，限制运行期间是指单机容量较大的发电机组小负荷运行的电荷区间，正常运行区间为发电机组正常运行的电荷区间。

步骤S102，根据每个梯级电厂的当前水库水位，判断所有梯级电厂中是否存在超过相对应警戒水位的电厂。

步骤S103，当不存在超过警戒水位的电厂时，根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间。

步骤S104，当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失。

在本实施例中，当存在相匹配的正常运行区间时，所述方法还包括：确定与所述相匹配正常运行区间对应的梯级电厂为低谷开机电厂。

在本实施例中，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失，包括：根据所述当前电网负荷指令中的电网负荷，获取每个梯级电厂的发电机组在限制运行区间的第一发电耗水量和在正常运行区间的第二发电耗水量；根据每个梯级电厂的第一发电耗水量与第二发电耗水量的差值，得到每个梯级电厂的耗水量差值；根据每个梯级电厂的耗水量差值与第二发电耗水量的比，得到每个梯级电厂的发电损失。

需要说明的是，大型混流式发电机组一般情况下有两个限制运行区间，发电机组无法在限制运行区间内长期运行，只可以短暂的穿越过限制运行区间。在限制运行区间内，发电机组运行工况较差、振动加剧、摆度加剧，严重影响发电机组的安全稳定运行。因为有限制运行区间的限制，发电机组在位于两个限制运行区间内进行小负荷运行时，负荷调整性能严重不足，可能会造成发电机组无法满足负荷指令的情况；一般情况下，低谷期间，电网用电需求较小，发电机组处于旋转备用状态，即小负荷运行状态，一般都会运行在两个限制运行区间内的范围。运行在两个限制运行区间内，发电机组的工况虽然不佳，但可以长期运行。靠近上面的限制运行区间，发电机组工况相对于小负荷来说较好。因此，在低谷开机期间，电网负荷需求不高的时候，尽量将发电机组的负荷提高至第一限制运行区间下方。

低谷期间，发电机组的运行负荷较小，一般容量较大的发电机组的运行负荷都在两个限制运行区间内，在这个区间内，需要进行增负荷调整时，就需要穿过限制运行区间，不需要进行负荷调整时，尽量使发电机组的运行负荷靠近第一限制运行区间的下限。在这两个限制运行区间范围内，根据发电机组的实际运行情况，可能存在一个小负荷运行区间、一个限制运行区间下的高效运行区间，也可能都是小负荷运行区间。因为低谷运行时间较长，在这个区间内运行时，尽量提高其运行负荷，使其靠近限制运行区间的下限运行。

步骤S105，将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。

相比于现有技术，本实施例具有如下有益效果：

本实施例通过对梯级电厂的水库水位和发电机组的负荷运行区间进行多级判断，从而确定出发电损失最小的梯级电厂为低谷开机电厂，这样不仅可以使梯级电厂的水库水位控制在警戒水位以下，防止出现严重影响经济效益的泄洪风险，还对梯级流域电厂的低谷开机进行精准管控，提高了梯级电厂发电效益。

图2所示为本发明实施例提供的一种流域梯级电厂低谷开机控制方法的流程示意图，如图2所示，当存在超过警戒水位的电厂时，所述控制方法还包括以下步骤：

步骤S201，根据每个梯级电厂的当前水库水位，获取到第一目标电厂和第二目标电厂。

在本实施例中的第一目标电厂为当前水库水位超过相对应警戒水位的电厂，所述第二目标电厂为所述第一目标电厂的下级电厂；其中，所述警戒水位为水位较高的警戒水位，也就是当前所有的水库水位中存在超过警戒水位的电厂为第一目标电厂；根据流域梯级电厂的上下游设置，位于所述第一目标电厂下游的电厂为第二目标电厂。

需要说明的是，部分梯级电厂水位较高时，需要及时控制其水位，避免因水位过高而造成的泄洪。不论在汛期还是非汛期，低谷时段还是高峰时段，都要优先控制梯级电厂水库水位，避免泄洪情况的发生。因此，在水位较高，距离限制水位一定距离时就需要开始通过发电进行水库水位控制。部分梯级电厂水库水位较高时，在通过发电控制水位时，需要注意上下游电厂的发电情况下，相邻的两级电厂，其中上游在低谷发电时，会造成下游电厂水位持续上涨，容易造成水位越限或者泄洪的情况。因此，在进行梯级电厂低谷开停机策略编制时，需要注意上下游发电对梯级电厂水库水位的影响。

因此，当所述第一目标电厂为最下级电厂时，则没有第二目标电厂，则直接确定所述第一目标电厂为低谷开机电厂；当所述第一目标电厂不是最下级电厂时，在第一目标电厂在低谷开机后，第一目标电厂的水库中的水会流向其下游电厂，从而使第二目标电厂的水库水位上涨。

步骤S202，根据所述当前电网负荷指令中的电网负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水位得到所述第二目标电厂的预计水库水位。

在本实施例中，根据所述电网负荷指令中的电网负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水位得到所述第二目标电厂的预计水库水位，包括：根据所述电网负荷指令中的电网负荷和所述第一目标电厂的发电流量，获取发电用水量；根据所述发电用水量和第二目标电厂的水库库容，得到所述第二目标电厂的水库变化量；根据所述第二目标电厂的当前水库水位和水库变化量，得到所述第二目标电厂的预计水库水位。

需要说明的是，通过电网负荷乘以发电流量得到第一目标电厂的发电用水量，发电用水量除以第二目标电厂的水库库容得到第二目标电厂的水库变化量，将第二目标电厂的当前水库水位加上水库变化量，得到第二目标电厂的预计水库水位；其中，所述发电流量指发单位负荷电量使用的水量。

步骤S203，若所述第二目标电厂的预计水库水位在预设范围内时，确定所述第一目标电厂为低谷开机电厂。

需要说明的是，所述预设范围就是第二目标电厂对应的警戒水位以下；在本实施例中，若所述第二目标电厂的预计水库水位在预设范围内时，也就是说当所述电网负荷指令中的电网负荷都由第一目标电厂进行提供时，不仅第一目标电厂的水位可以下降且还不会使其下游电厂的水位超过相对应的警戒水位，从而达到了对梯级流域电厂的低谷开机进行精准控制的目的，还防止电厂的水库水位过高出现泄洪的风险。

图3所示为本发明实施例提供的又一种流域梯级电厂低谷开机控制方法的流程示意图，如图3所示，若所述第二目标电厂的预计水库水位不在预设范围内时，所述控制方法还包括以下步骤：

步骤S301，将所述电网负荷指令中的电网负荷分成第一负荷和第二负荷；

步骤S302，根据所述第一负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第一目标电厂的当前水库水库，得到所述第一目标电厂的第一预计水位；

步骤S303，根据所述第二负荷、所述第二目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水库，得到所述第二目标电厂的第二预计水位；

步骤S304，当所述第一预计水位和所述第二预计水位都在相对应的预设范围内时，确定所述第一目标电厂和所述第二目标电厂都为低谷开机电厂。

需要说明的是，若所述第二目标电厂的预计水库水位不在预设范围内时，也就是当前电网负荷指令中的电网负荷全部由第一目标电厂发电时会使下级电厂的水位超过警戒水位，那么需要第一目标电厂和第二目标电厂同时开机运行，从而达到降低第二预计水位。其中，可以调节第一目标电厂和第二目标电厂承载电网负荷比例，达到调节预计水位的目的，因此，所述第一负荷可以等于、小于或大于所述第二负荷。

在本发明的另一个实施例中，所述方法还包括：获取预设时间段的预计降雨量；根据所述预计降雨量和每个梯级电厂的水库容量，得到每个梯级电厂的预计水位变化量；根据每个梯级电厂的预计水位变化量和相对应的初始水库水位，得到每个梯级电厂在预设时间段的当前水库水位。

需要说明的是，强降雨发生在夜间时，对低谷开停机策略影响较大，此时需要通过加大梯级电厂发电运行负荷来快速降低降雨产生的水库水位快速上涨，确保梯级电厂水库水位处于正常运行水位以下。这种情况下，梯级电厂均会进行大负荷发电，就已经不是低谷开停机策略的范围内。低谷期间，流域内发生强降雨，加之梯级电厂水库水位较高，比较容易造成泄洪的情况。此时，需要通过加大梯级电厂发电量(运行负荷)，快速降低梯级电厂水库水位。

因此，在强降雨期间进行低谷开机控制包括：(1)计算预计降雨量：根据在流域梯级电厂控制面积内安装的雨量站点，进行各区域的雨量监测；在进行各梯级电厂的降雨入库计算时，根据在该梯级电厂范围内的雨量站点的降雨量，及其所占面积与该梯级电厂控制面积的比重，进行该电厂的降雨量计算；计算出降雨量后便可以相应的计算出后续的降雨入库流量、降雨产生的水量等数据。(2)计算降雨产生的电厂水库水位上涨量：计算出当前降雨产生的水量后，就可以根据该电厂当前水位下的库容情况计算出降雨产生的水量导致的水库水位上涨情况。(3)计算各电厂发电后下游水库水位上涨量：按照近期或者前日低谷发电情况为依据，主要是运行负荷情况，进行各梯级电厂的发电水位上涨情况，主要计算时该电厂不发电，其上一级电厂发电，计算该电厂的水位变化情况，依次计算出各梯级电厂此种情况的水位变化情况。(4)计算降雨产生的水位变幅叠加发电产生的水位变幅：依据上述计算出的低谷发电造成的水位变化情况与降雨产生的水位变化，进行叠加计算，计算出降雨加上低谷发电后各梯级电厂的水位变幅情况。(5)计算总的水位变幅对梯级电厂低谷开机运行发电效益的影响：计算出各种情况下的水位变幅后，在各梯级电厂水库水位均处于安全运行水位以下时，可以考虑优先降低水位较高的电厂水位，也可以按照经济效益情况确定低谷开机情况。(6)确定梯级电厂低谷开停机运行方式：确定梯级电厂低谷开机策略，包含开机电厂及该电厂的开停机运行方式。

在本发明的另一个实施例中，在确定所述第一目标电厂为低谷开机电厂之后，所述方法还包括：根据所述当前电网负荷指令中的输送时长，得到所述第一目标电厂的低谷开机时长；根据所述第一目标电厂的当前水库水位与警戒水位的差值，以及所述低谷开机时长，得到所述第一目标电厂在每个预设区间的目标控制水位；根据所述每个预设区间的目标控制水位，控制相对应发电机组的运行。

可选地，所述方法还包括：根据当前预设区间的目标控制水位和实际运行水位，得到当前预设区间的控制偏差；将所述当前预设区间的控制偏差与下一个预设区间的目标控制水位进行融合处理后，再作为下一个预设区间的目标控制水位。

需要说明的是，梯级电厂在实际运行过程中，需要根据实际运行情况、降雨情况、电网发电需求情况、检修情况、天气情况等因素进行水位控制目标确定，因实际发电情况较为复杂，因此，水位控制目标也是随之变化的。梯级电厂水位控制目标是滚动修正的，实际工作中，无固定时间对其进行修正，一般是在有需要的情况下就对梯级电厂水库水位控制目标进行修正，例如：今日有强降雨，就需要对控制目标进行修正；今日开始持续高温，就需要对控制目标进行修正；今日开始蓄水，就需要对控制目标进行修正。因此，梯级电厂水库水位控制目标是滚动修正、滚动优化的。

在本实施例中，水库水位控制目标的计算依据为后期降雨量情况、安全运行水位情况、梯级电厂水库之间水位平衡等，计算方法不同，约束条件也不同。相同点就是要保证梯级电厂水库水位位于安全水位以下，即不能超过最高安全运行水位。

梯级电厂在无降雨的情况下，保持梯级电厂水库水平平衡，即保持除最上一级电厂的水库水位不变。无降雨时，只有梯级电厂发电情况影响到水库水位，确保某电厂水库水位保持不变，即该电厂的入库流量(平均流量)与出库流量(平均流量)相等，也可以说是进入该电厂水库的水量等于流出该电厂水库的水量，该厂的入库流量就是上一级电厂的发电流量，该厂出库流量就是本厂的发电流量。

梯级电厂的发电量F_i(i为梯级电厂编号)，梯级电厂发电量对应的发电流量(平均流量)Q_i(i为梯级电厂编号)，梯级电厂的入库流量(平均流量)Q_i+1(i+1为该梯级电厂的上一级电厂编号)，为控制梯级电厂水库水位平衡，需要使Q_i＝Q_i+1。

各梯级电厂之间因水头大小、发电机组形式等因素，发电耗水量不同，即同样100MW的出力各电厂的发电流量是不同的，为使某个电厂发电流量与入库流量(上一级电厂的发电流量)相匹配，即相等，就会使该电厂与上一级电厂发电时的出力之间有个系数β_i(i为梯级电厂编号，β_i表示i电厂与上一级电厂之间的系数)，为控制梯级电厂水库水位平衡，需要使F_i+1＝F_iβ_i。

一般情况下，实际运行水位很难100％达到水位控制目标，实际运行水位越接近控制目标，控制效果越好。实际运行水位可能超过控制目标，也可能不超过控制目标。超过水位控制目标成为正偏差，低于水位控制目标成为负偏差。正负偏差只是计算水位偏差的数字的正负关系，不代表控制的好坏。水位控制的偏差率越小，水位控制的越好。例如：水位控制目标为195米，经过工作人员优化调度后，实际运行水位为194.8米，则水位偏差为负偏差，或者经过工作人员优化调度后，实际运行水位为195.3米，则水位偏差为正偏差，这两个实际运行水位都低于安全运行水位，按照偏差率来看，194.8米控制的更好一些；其水位控制偏差率的计算公式为：

其中，H_k表示水位控制目标，H_i表示实际运行水位，(H_i-H_k)表示水位控制偏差；水位控制目标是滚动计算的，水位控制偏差率也是随之滚动计算。偏差率表示水位控制的效果，不管是正偏差还是负偏差，只要是偏差率越小，就证明控制水位的精确度越高。在正偏差时，需要考虑到该电厂的安全运行水位，正偏差较大时，在该电厂水库水位较高时，就需要及时降低水位，确保安全运行水位。

在本发明的另一个实施例中，将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂之后，所述方法还包括：根据所述当前电网负荷指令的电压参数和当前低谷开机电厂的输出电压的比较结果，对所述低谷开机电厂的发电机组进行调压操作。

需要说明的是，梯级电厂调压主要发生的时段为夏季及冬季，夏季用电需求较大，低谷(后半夜)期间线路电压较低，需要梯级电厂部分发电机组进行调压，即发出较多的无功功率以提升线路电压，冬季用电需求较小，低谷(后半夜)期间线路电压较高，需要梯级电厂部分发电机组进行调压，即吸收较多的无功功率以降低线路电压。因电网系统等原因，其他低谷时段可能会有调压的情况。低谷期间，发电机组为系统调压时，电网负荷需求不大，加之主要进行调压，发电机组的运行负荷较低，有时还需要以小负荷进行长时间运行，对发电效益影响较大。发电机组在吸收无功功率进行调压时，发电机组是以进相状态运行，其稳定性会变差，在低谷期间，负荷不能太大，这就导致值班人员需要加强对调压运行的发电机组进行加强监视。

是否需要梯级电厂发电机组进行调压，主要依据有两个：(1)系统电压异常，即系统电压接近上限或者下限，或者已经越过上限、下限，此时需要及时进行调压，电网系统工作人员未下令通知进行调压时也需要及时向其进行汇报通知，视具体情况决定是否进行调压。(2)电网系统有多个调压设备，由电网工作人员决定是否由电厂进行调压。

低谷期间发电需求较小，但在调压期间，尽量提高发电机组的运行负荷，一方面时避免发电机组小负荷运行，另一方面是提高发电机组运行负荷后，发电机组的稳定性提高，有利于发电机组调压期间的安全稳定运行。

第二方面，本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制装置，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取在低谷时段的当前电网负荷指令、每个梯级电厂的当前水库水位以及每个梯级电厂的发电机组负荷运行区间，其中所述发电机组负荷运行区间包括禁止运行区间、限制运行区间和正常运行区间；

第一判断模块，用于根据每个梯级电厂的当前水库水位，判断所有梯级电厂中是否存在超过相对应警戒水位的电厂；

第二判断模块，用于当不存在超过警戒水位的电厂时，根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间；

发电损失计算模块，用于当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失；

确定模块，用于将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。

第三方面，本发明提供一种流域梯级电厂低谷开机控制系统，如图4所示，所述系统包括上述实施例的流域梯级电厂低谷开机控制装置；

电网负荷指令接收装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于接收电网负荷指令，并将所述电网负荷指令传输至所述流域梯级电厂低谷开机控制装置；

流域梯级电厂实时负荷监测装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于监视流域梯级电厂发电运行机组的实时负荷；

数据库，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于存储电网负荷指令及流域梯级电厂发电运行机组的实时负荷；

开停机决策装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于控制流域梯级电厂开停机；

负荷分配调整装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于根据流域梯级电厂低谷开机控制装置输出的分配方案进行流域梯级电厂负荷调整。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取在低谷时段的当前电网负荷指令、每个梯级电厂的当前水库水位以及每个梯级电厂的发电机组负荷运行区间，其中所述发电机组负荷运行区间包括禁止运行区间、限制运行区间和正常运行区间；

根据每个梯级电厂的当前水库水位，判断所有梯级电厂中是否存在超过相对应警戒水位的电厂；

当不存在超过警戒水位的电厂时，根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间；

当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失；

将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。

2.如权利要求1所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失，包括：

根据所述当前电网负荷指令中的电网负荷，获取每个梯级电厂的发电机组在限制运行区间的第一发电耗水量和在正常运行区间的第二发电耗水量；

根据每个梯级电厂的第一发电耗水量与第二发电耗水量的差值，得到每个梯级电厂的耗水量差值；

根据每个梯级电厂的耗水量差值与第二发电耗水量的比，得到每个梯级电厂的发电损失。

3.如权利要求1所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，当存在相匹配的正常运行区间时，所述方法还包括：确定与所述相匹配正常运行区间对应的梯级电厂为低谷开机电厂。

4.如权利要求1所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂之后，所述方法还包括：

根据所述当前电网负荷指令的电压参数和当前低谷开机电厂的输出电压的比较结果，对所述低谷开机电厂的发电机组进行调压操作。

5.如权利要求1所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，当存在超过警戒水位的电厂时，所述方法还包括：

根据每个梯级电厂的当前水库水位，获取到第一目标电厂和第二目标电厂，其中所述第一目标电厂为当前水库水位超过相对应警戒水位的电厂，所述第二目标电厂为所述第一目标电厂的下级电厂；

根据所述当前电网负荷指令中的电网负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水位得到所述第二目标电厂的预计水库水位；

若所述第二目标电厂的预计水库水位在预设范围内时，确定所述第一目标电厂为低谷开机电厂。

6.如权利要求5所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，若所述第二目标电厂的预计水库水位不在预设范围内时，所述方法还包括：

将所述电网负荷指令中的电网负荷分成第一负荷和第二负荷；

根据所述第一负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第一目标电厂的当前水库水库，得到所述第一目标电厂的第一预计水位；

根据所述第二负荷、所述第二目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水库，得到所述第二目标电厂的第二预计水位；

当所述第一预计水位和所述第二预计水位都在相对应的预设范围内时，确定所述第一目标电厂和所述第二目标电厂都为低谷开机电厂。

7.如权利要求5所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，根据所述电网负荷指令中的电网负荷、所述第一目标电厂的发电流量和所述第二目标电厂的当前水库水位得到所述第二目标电厂的预计水库水位，包括：

根据所述电网负荷指令中的电网负荷和所述第一目标电厂的发电流量，获取发电用水量；

根据所述发电用水量和第二目标电厂的水库库容，得到所述第二目标电厂的水库变化量；

根据所述第二目标电厂的当前水库水位和水库变化量，得到所述第二目标电厂的预计水库水位。

8.如权利要求5所述的流域梯级电厂低谷开机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取预设时间段的预计降雨量；

根据所述预计降雨量和每个梯级电厂的水库容量，得到每个梯级电厂的预计水位变化量；

根据每个梯级电厂的预计水位变化量和相对应的初始水库水位，得到每个梯级电厂在预设时间段的当前水库水位。

9.一种流域梯级电厂低谷开机控制装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取在低谷时段的当前电网负荷指令、每个梯级电厂的当前水库水位以及每个梯级电厂的发电机组负荷运行区间，其中所述发电机组负荷运行区间包括禁止运行区间、限制运行区间和正常运行区间；

第一判断模块，用于根据每个梯级电厂的当前水库水位，判断所有梯级电厂中是否存在超过相对应警戒水位的电厂；

第二判断模块，用于当不存在超过警戒水位的电厂时，根据每个梯级电厂的发电机组正常运行区间，判断所有梯级电厂中是否存在与所述当前电网负荷指令中的电网负荷相匹配的正常运行区间；

发电损失计算模块，用于当不存在相匹配的正常运行区间时，根据每个梯级电厂的发电机组限制运行区间，计算每个梯级电厂的发电损失；

确定模块，用于将发电损失最小的梯级电厂确定为低谷开机电厂。

10.一种流域梯级电厂低谷开机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括权利要求9所示的流域梯级电厂低谷开机控制装置；

电网负荷指令接收装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于接收电网负荷指令，并将所述电网负荷指令传输至所述流域梯级电厂低谷开机控制装置；

流域梯级电厂实时负荷监测装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于监视流域梯级电厂发电运行机组的实时负荷；

数据库，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于存储电网负荷指令及流域梯级电厂发电运行机组的实时负荷；

开停机决策装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于控制流域梯级电厂开停机；

负荷分配调整装置，与所述流域梯级电厂低谷开机控制装置相连，用于根据流域梯级电厂低谷开机控制装置输出的分配方案进行流域梯级电厂负荷调整。

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