本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
技術領域：
，具體而言，涉及一種水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法。
背景技術：
：當水庫需以最大能力發(fā)電加大過水時，調(diào)度工作者對機組的運行經(jīng)濟性考慮較少；而當水庫無最大過水要求時，調(diào)度工作者要求機組盡量在最優(yōu)工況下運行，以降低發(fā)電耗水率提高水能利用率，實現(xiàn)水庫節(jié)能增效的目的。96點發(fā)電計劃編制是電力系統(tǒng)調(diào)度運行中的重要工作,是指在一定的調(diào)度周期內(nèi)(通常是一天),以最小的能耗安排發(fā)電計劃,實現(xiàn)與給定負荷的平衡并滿足一定的約束條件和備用要求。如何根據(jù)當前電站運行條件，便捷求解出機組的最優(yōu)工況，并用于指導水電廠短期調(diào)度中，構建出考慮機組最優(yōu)出力的96點發(fā)電計劃模型，并選取合適的算法求解模型編制實用化程度更高的96點發(fā)電計劃，對實現(xiàn)水資源充分利用，提高水電站運行經(jīng)濟效益有著重大意義?，F(xiàn)行的發(fā)電計劃優(yōu)化方法有：1、兼顧節(jié)能環(huán)保的多目標日發(fā)電計劃模型，結合最優(yōu)潮流并引入基于滿意度和貼近度將多目標轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化模型求解，并可根據(jù)決策者的主觀愿望對目標滿意度進行調(diào)整，制定出以經(jīng)濟成本低并兼顧污染氣體排放量少為目標的日發(fā)電計劃；2、節(jié)能調(diào)度發(fā)電計劃模型，根據(jù)全網(wǎng)負荷、分區(qū)負荷預測以及節(jié)能發(fā)電序位表,確定機組開機方式，采用等微增率法確定機組的發(fā)電量，引入設備利用率系數(shù)分配機組發(fā)電曲線以滿足系統(tǒng)安全運行和調(diào)峰要求，并修正機組發(fā)電曲線以滿足運行約束條件,最終得到機組發(fā)電曲線；3、電網(wǎng)安全約束松弛的日發(fā)電計劃模型，通過松弛機組發(fā)電量約束、環(huán)保約束、網(wǎng)絡約束、機組速率約束和機組調(diào)節(jié)范圍約束等,提高算法收斂性能，最終求解出日發(fā)電計劃；4、基于優(yōu)化排序法的日發(fā)電計劃模型，采用優(yōu)化排序法，并考慮動態(tài)調(diào)整原則和多中選優(yōu)原則對日發(fā)電計劃的計算進行優(yōu)化?，F(xiàn)行發(fā)電計劃優(yōu)化方法大多是針對發(fā)電計劃的求解方法的改進，很少考慮最優(yōu)運行工況對機組運行的影響考，使得編制出來的發(fā)電計劃與機組實際運行中偏差較大，可能使得機組處于振動區(qū)運行或者低效率區(qū)間運行，既影響機組的安全運行，又無法實現(xiàn)機組的高效運行。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的發(fā)電計劃與實際運行偏差大的技術問題，提出了一種考慮最優(yōu)工況對機組運行影響的水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法，具體包括如下步驟：步驟1：通過電站機組實際運行數(shù)據(jù)繪制機組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線；步驟2：根據(jù)所述機組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線，考慮機組振動區(qū)和機組最大出力，求出機組各上游水位下的最優(yōu)運行出力值，繪制最優(yōu)運行出力-上游水位特性曲線；步驟3：引入水電機組最優(yōu)運行出力約束，以耗水量最小為目標，構建出考慮機組最優(yōu)出力的96點發(fā)電計劃編制模型，求解所述編制模型獲取96發(fā)電計劃。進一步地，所述步驟1具體包括：通過電站機組實際運行數(shù)據(jù)繪制機組出力-水頭-耗水率/效率特性曲線，根據(jù)水頭與上游水位的關系求出機組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線，其中水頭與上游水位的關系為h上＝h尾+h，h表示水頭，h上表示上游水位，h尾表示尾水位。進一步地，所述尾水位取電站額定發(fā)電流量的1/3倍對應尾水位曲線中的水位值。進一步地，所述機組振動區(qū)和機組最大出力，均為當前上游水位下出力限制值。進一步地，在構建所述96點發(fā)電計劃編制模型時還考慮了常規(guī)96點發(fā)電計劃模型的約束條件，具體包括：水量平衡約束、梯級水電廠水量聯(lián)系約束、水庫蓄水量約束、各水電廠機組過水能力約束、各水電廠出力約束。進一步地，求解所述編制模型獲取96發(fā)電計劃的步驟包括：利用動態(tài)規(guī)劃算法求解獲取所述96發(fā)電計劃。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果：1、根據(jù)機組實際運行資料，考慮機組振動區(qū)和機組最大出力計算機組最優(yōu)出力，使得計算結果更加實用化。2、通過引入機組最優(yōu)出力這一約束條件編制發(fā)電計劃，計算結果更加符合實際情況。附圖說明通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：圖1為本發(fā)明一些實施例中的水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明一些實施例中的水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明一些實施例中某水庫出力-水頭-耗水率(n-h-μ)特性曲線；圖4為本發(fā)明一些實施例中某水庫出力-上游水位-耗水率(n-h上-μ)特性曲線；圖5為本發(fā)明一些實施例中某水庫最優(yōu)出力-上游水位(n最優(yōu)-h上)特性曲線圖；圖6為本發(fā)明一些實施例中某水庫某天考慮機組最優(yōu)出力的96點發(fā)電計劃。具體實施方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。實施例一本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的電力優(yōu)化方法未曾考慮機組當前狀態(tài)下最優(yōu)運行出力，從而造成水能資源未充分利用及設備損傷等問題，本實施例提供了一種水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法，如圖1所示，包括如下步驟：s110通過電站機組實際運行數(shù)據(jù)繪制機組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線。具體地，通過電站機組實際運行數(shù)據(jù)繪制機組出力-水頭-耗水率/效率特性曲線，根據(jù)水頭與上游水位的關系求出機組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線，其中水頭與上游水位的關系為h上＝h尾+h，h表示水頭，h上表示上游水位，h尾表示尾水位。通過實際運行資料，使得結果更加符合實際情況。所述尾水位取電站額定發(fā)電流量的1/3倍對應尾水位曲線中的水位值，所述電站額定發(fā)電流量等于所有機組額定發(fā)電流量之和。s120：根據(jù)所述機組出力-上游水位-耗水率/效率特性曲線，考慮機組振動區(qū)和機組最大出力，求出機組各上游水位下的最優(yōu)運行出力值，繪制最優(yōu)運行出力-上游水位特性曲線。考慮機組振動區(qū)和機組當前最大出力來求解出的機組各上游水位下的最優(yōu)運行出力值，計算結果符合實際運行要求，實用化程度更高，具體地，所述機組振動區(qū)和機組最大出力，均為當前上游水位下出力限制值。s130引入水電機組最優(yōu)運行出力約束，以耗水量最小為目標，構建出考慮機組最優(yōu)出力的96點發(fā)電計劃編制模型，求解所述編制模型獲取96發(fā)電計劃。在構建所述96點發(fā)電計劃編制模型時還考慮了常規(guī)96點發(fā)電計劃模型的約束條件，具體包括：水量平衡約束、梯級水電廠水量聯(lián)系約束、水庫蓄水量約束、各水電廠機組過水能力約束、各水電廠出力約束。編制的發(fā)電計劃可使機組持續(xù)處于最優(yōu)工況運行，降低發(fā)電耗水率，提升機組運行效率，增加電站發(fā)電效益。求解所述編制模型獲取96發(fā)電計劃的步驟包括：利用動態(tài)規(guī)劃算法求解獲取所述96發(fā)電計劃，或者采用動態(tài)規(guī)劃算法相關的改進算法，或者采用其他智能算法。本發(fā)明實施例中的水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法考慮了機組振動區(qū)和機組的最大出力和采用了機組實際運行資料來編制發(fā)電計劃使得所制得的發(fā)電計劃更加符合實際情況。實施例二本發(fā)明本實施例提供了一種考慮機組最優(yōu)出力的發(fā)電計劃優(yōu)化方法，所述方法的步驟如下：步驟1：通過收集電站機組實際運行資料，繪制機組出力-水頭-耗水率/效率(n-h-μ/η)特性曲線，并將水頭h換算成上游水位h上，形成機組出力-上游水位-耗水率/效率(n-h上-μ/η)特性曲線。其中h上計算公式如下：h上＝h尾+h(1)式中：h尾：尾水位。步驟2：考慮機組振動區(qū)、機組最大出力，根據(jù)步驟1繪制的n-h上-μ/η特性曲線，求解出機組各上游水位下的最優(yōu)運行出力值，繪制n最優(yōu)-h上特性曲線。步驟3：引入水電機組最優(yōu)運行出力約束，以耗水量最小為目標，構建出考慮機組最優(yōu)出力的96點發(fā)電計劃編制模型，并選取合適的算法求解模型，得到實用化程度更高的電站96點發(fā)電計劃。依據(jù)實際運行資料，繪制n-h-μ/η特性曲線，并將水頭換算成上游水位，形成n-h上-μ/η特性曲線，使得計算結果更加符合實際情況?？紤]機組振動區(qū)和機組當前最大出力求解出的機組各上游水位下的最優(yōu)運行出力值，計算結果符合實際運行要求，實用化程度更高。考慮機組最優(yōu)出力的96點計劃模型，編制的發(fā)電計劃可使機組持續(xù)處于最優(yōu)工況運行，降低發(fā)電耗水率，提升機組運行效率，增加電站發(fā)電效益。進一步地，所述步驟1中，尾水位取電站額定發(fā)電流量(等于所有機組額定發(fā)電流量之和)的1/3倍對應尾水位曲線中的水位值?？紤]到最大出力和振動區(qū)一般在限制區(qū)附近，所述步驟2中，機組振動區(qū)和機組最大出力，均為當前上游水位下出力限制值。為了使本發(fā)明的方法能夠廣泛運用，所述96點發(fā)電計劃編制模型的其他約束條件與常規(guī)96點發(fā)電計劃模型一致。所述步驟3中，合適的算法為動態(tài)規(guī)劃算法及其相關改進算法，或智能算法。本發(fā)明本實施例中的水電發(fā)電計劃優(yōu)化方法考機組最優(yōu)出力，能夠保證較高發(fā)電效率，同時能夠保護機組。實施例三參見圖2，本實施例中考慮機組最優(yōu)出力的發(fā)電計劃優(yōu)化方法的步驟如下：步驟1：通過收集電站機組實際運行資料，繪制機組出力-水頭-耗水率/效率(n-h-μ/η)特性曲線，并將水頭h換算成上游水位h上，形成機組出力-上游水位-耗水率/效率(n-h上-μ/η)特性曲線。其中h上計算公式如下：h上＝h尾+h(2)式中：h尾：尾水位，取電站額定發(fā)電流量(等于所有機組額定發(fā)電流量之和)的1/3倍對應尾水位曲線中的水位值。以西南地區(qū)某水庫為例，根據(jù)實際運行資料繪制的機組出力-水頭-耗水率特性曲線如圖3所示。根據(jù)實際情況計算1/3額定流量對應的尾水位為975.43m，將水頭按照公式1換算成上游水位，形成機組出力-上游水位-耗水率特性曲線，如圖4所示。步驟2：考慮機組振動區(qū)、機組最大出力，根據(jù)步驟1繪制的n-h上-μ/η特性曲線，求解出機組各上游水位下的最優(yōu)運行出力值，繪制出的n最優(yōu)-h上特性曲線如圖5和表1所示：表1某水庫最優(yōu)出力-上游水位(n最優(yōu)-h上)特性曲線表上游水位(m)最優(yōu)出力(mw)1076≤z<10871301087≤z<10961501096≤z<11101701110≤z<1140200步驟3：引入水電機組最優(yōu)運行出力約束，以耗水量最小為目標，構建出考慮機組最優(yōu)出力的96點計劃編制模型，并選取離散微分動態(tài)規(guī)劃方法求解，得與實際情況更符合的96點發(fā)電計劃，如表2和圖6所示：表2某水庫某天考慮機組最優(yōu)出力的96點發(fā)電計劃注：當前上游水位為1103.5m，水庫今日電量為697萬kw.h。本發(fā)明不同于傳統(tǒng)方法，通過引入機組最優(yōu)出力，構建考慮機組最優(yōu)出力的發(fā)電計劃編制模型，推求水庫96點發(fā)電計劃。本發(fā)明提出一種計算結果更加符合實際、實用化程度更高的考慮機組最優(yōu)出力的發(fā)電計劃優(yōu)化方法。在本發(fā)明中，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12