專利名稱：用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，特別涉及國內(nèi)水電站流域控制中用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，屬于水電行業(yè)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，各水電梯級流域都在實(shí)行“流域開發(fā)，滾動(dòng)發(fā)展”的開發(fā)戰(zhàn)略，但是在流域水電開發(fā)過程中存在著梯級水電站都依靠經(jīng)驗(yàn)做發(fā)電計(jì) 劃，不僅浪費(fèi)了優(yōu)先的水力資源，而且不利于真?zhèn)€梯級電站群的可持續(xù)發(fā)展。此外，各電站在運(yùn)行過程中任何一個(gè)發(fā)生事故都會(huì)影響其他電站的發(fā)電運(yùn)行，對于電力調(diào)度也造成不必要的影響。由于國內(nèi)流域經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制工業(yè)化尚處于發(fā)展階段，對某些特定的控制模式還有空白，在處理下級電站最大發(fā)電流量較上級電站最大發(fā)電流量小的工況時(shí)，基本是靠運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來按照某種比例來固定關(guān)聯(lián)電站的出力關(guān)系來控制下級電站水位在安全范圍內(nèi)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力還不能有效的利用電站的可調(diào)裕度。國內(nèi)水電站流域控制在處理下級電站發(fā)電流量較小的工況時(shí)的不足有(1)、軟件本身無下級電站對上級電站的反向調(diào)節(jié)功能；
(2)、基于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)由電站運(yùn)行人員手動(dòng)匹配關(guān)聯(lián)電站的出力比；(3)、關(guān)聯(lián)電站可調(diào)范圍不夠靈活；(4)、運(yùn)行人員監(jiān)盤壓力大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，其通過梯級各水電廠聯(lián)合調(diào)度與優(yōu)化運(yùn)行，確定水庫及機(jī)組的合理運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)流域各級水庫與機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高水電廠效率，減少頻繁人工調(diào)節(jié)，創(chuàng)造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，由主機(jī)服務(wù)器，歷史服務(wù)器，語音工作站，工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)組成，其特征在于主機(jī)服務(wù)器，歷史服務(wù)器，語音工作站，工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上；
主機(jī)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備工作方式，具有通用字符標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(帶鼠標(biāo))，液晶顯示器，其管理“各電站”的運(yùn)行自動(dòng)化，即各電站的自動(dòng)發(fā)電控制(AGC);自動(dòng)電壓控制(AVC);主機(jī)服務(wù)器與各電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，獲取各電站實(shí)時(shí)電力信息，下發(fā)控制調(diào)節(jié)命令；
歷史服務(wù)器采用Mysql數(shù)據(jù)庫軟件均安裝在2套冗余服務(wù)器中，將各電站監(jiān)控系統(tǒng)、梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)所有設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存；
操作員工作站對電廠的生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行做實(shí)時(shí)監(jiān)視，取得所需的各種信息，操作員工作站給不同職責(zé)的運(yùn)行人員提供多組不同安全等級的操作權(quán)限，各級別操作權(quán)限下應(yīng)能識別若干個(gè)具有各自口令的用戶，進(jìn)入前，授權(quán)運(yùn)行人員必須登記“用戶名”、“ 口令”，通過口令操作使得每個(gè)用戶可以進(jìn)行獨(dú)立的進(jìn)入和退出；操作員工作站的圖形系統(tǒng)為全圖形中文動(dòng)態(tài)畫面，具有完備的手段實(shí)現(xiàn)圖形漫游、變焦和任意移動(dòng)，能方便地對圖形進(jìn)行建立、擴(kuò)充、放大、平移、增/刪、翻動(dòng)等，操作員工作站能自動(dòng)或經(jīng)運(yùn)行人員的召喚，實(shí)時(shí)顯示“各電站”內(nèi)主系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、主要設(shè)備的動(dòng)態(tài)操作過程、事故和故障、有關(guān)參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面，以及趨勢曲線、各種一覽表、測點(diǎn)索引等，定時(shí)刷新畫面上的設(shè)備狀況和運(yùn)行數(shù)據(jù)，且對事故報(bào)警的畫面具有最高優(yōu)先權(quán)，可覆蓋正在顯示的其它畫面，事故時(shí)自動(dòng)推出畫面和處理指導(dǎo)；并可經(jīng)運(yùn)行人員的召喚，顯示有關(guān)歷史參數(shù)和表格；工程師工作站對系統(tǒng)維護(hù)，管理人員進(jìn)行修改系統(tǒng)參數(shù)、修改定值，增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報(bào)表；
語音工作站完成語音/電話報(bào)警、電話查詢、事故自動(dòng)尋呼(ON-CALL)及手機(jī)短信報(bào)警等功能；
GPS系統(tǒng)中配有2臺GPS主機(jī)及I臺冗余切換裝置、I套信號擴(kuò)展裝置，在信號擴(kuò)展裝置中含有4個(gè)RS232，8個(gè)RJ-45接口，2臺GPS主機(jī)分別接受衛(wèi)星信號通過切換裝置將信號傳送至信號擴(kuò)展裝置中，并分別通過以太網(wǎng)接口接入2套主交換機(jī)，通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行時(shí)鐘對時(shí)。其具體的操作步驟如下
I)主機(jī)服務(wù)器接收實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)傳送來的網(wǎng)調(diào)EMS系統(tǒng)下達(dá)的全流域電站總出力，同時(shí)采集現(xiàn)場各電站、各機(jī)組的出力、狀態(tài)信息以及水調(diào)系統(tǒng)中的流域水雨情信息，參考?xì)v史服務(wù)器中存儲的各種控制策略等歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)過全流域總出力、水頭、機(jī)組效率、機(jī)組聯(lián)合振動(dòng)區(qū)、下泄流量、下游水庫水位差等經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行邊界條件計(jì)算出流域內(nèi)各電站及各臺機(jī)組出力的控制目標(biāo)，根據(jù)以下目標(biāo)函數(shù)的運(yùn)算公式進(jìn)行計(jì)算
權(quán)利要求
1.用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，由主機(jī)服務(wù)器，歷史服務(wù)器，語音工作站，工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)組成，其特征在于主機(jī)服務(wù)器，歷史服務(wù)器，語音工作站，是工程師工作站，操作員工作站、，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上； 主機(jī)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備工作方式，具有通用字符標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(帶鼠標(biāo))，液晶顯示器，其管理“各電站”的運(yùn)行自動(dòng)化，即各電站的自動(dòng)發(fā)電控制(AGC);自動(dòng)電壓控制(AVC);主機(jī)服務(wù)器與各電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，獲取各電站實(shí)時(shí)電力信息，下發(fā)控制調(diào)節(jié)命令； 歷史服務(wù)器采用Mysql數(shù)據(jù)庫軟件均安裝在2套冗余服務(wù)器中，將各電站監(jiān)控系統(tǒng)、梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)所有設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存； 操作員工作站對電廠的生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行做實(shí)時(shí)監(jiān)視，取得所需的各種信息，操作員工作站給不同職責(zé)的運(yùn)行人員提供多組不同安全等級的操作權(quán)限，各級別操作權(quán)限下應(yīng)能識別若干個(gè)具有各自口令的用戶，進(jìn)入前，授權(quán)運(yùn)行人員必須登記“用戶名”、“ 口令”，通過口令操作使得每個(gè)用戶可以進(jìn)行獨(dú)立的進(jìn)入和退出；操作員工作站的圖形系統(tǒng)為全圖形中文動(dòng) 態(tài)畫面，具有完備的手段實(shí)現(xiàn)圖形漫游、變焦和任意移動(dòng)，能方便地對圖形進(jìn)行建立、擴(kuò)充、放大、平移、增/刪、翻動(dòng)等，操作員工作站能自動(dòng)或經(jīng)運(yùn)行人員的召喚，實(shí)時(shí)顯示“各電站”內(nèi)主系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、主要設(shè)備的動(dòng)態(tài)操作過程、事故和故障、有關(guān)參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面，以及趨勢曲線、各種一覽表、測點(diǎn)索引等，定時(shí)刷新畫面上的設(shè)備狀況和運(yùn)行數(shù)據(jù)，且對事故報(bào)警的畫面具有最高優(yōu)先權(quán)，可覆蓋正在顯示的其它畫面，事故時(shí)自動(dòng)推出畫面和處理指導(dǎo)；并可經(jīng)運(yùn)行人員的召喚，顯示有關(guān)歷史參數(shù)和表格； 工程師工作站對系統(tǒng)維護(hù)，管理人員進(jìn)行修改系統(tǒng)參數(shù)、修改定值，增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報(bào)表； 語音工作站完成語音/電話報(bào)警、電話查詢、事故自動(dòng)尋呼(ON-CALL)及手機(jī)短信報(bào)警等功能； GPS系統(tǒng)中配有2臺GPS主機(jī)及I臺冗余切換裝置、I套信號擴(kuò)展裝置，在信號擴(kuò)展裝置中含有4個(gè)RS232，8個(gè)RJ-45接口，2臺GPS主機(jī)分別接受衛(wèi)星信號通過切換裝置將信號傳送至信號擴(kuò)展裝置中，并分別通過以太網(wǎng)接口接入2套主交換機(jī)，通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行時(shí)鐘對時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的具體的操作步驟如下 .1)主機(jī)服務(wù)器接收實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)傳送來的網(wǎng)調(diào)EMS系統(tǒng)下達(dá)的全流域電站總出力，同時(shí)采集現(xiàn)場各電站、各機(jī)組的出力、狀態(tài)信息以及水調(diào)系統(tǒng)中的流域水雨情信息，參考?xì)v史服務(wù)器中存儲的各種控制策略等歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)過全流域總出力、水頭、機(jī)組效率、機(jī)組聯(lián)合振動(dòng)區(qū)、下泄流量、下游水庫水位差等經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行邊界條件計(jì)算出流域內(nèi)各電站及各臺機(jī)組出力的控制目標(biāo)，根據(jù)以下目標(biāo)函數(shù)的運(yùn)算公式進(jìn)行計(jì)算 式中N為水電站的個(gè)數(shù)；Zui為第i級電站上游水位；Zsi為第i級電站上游設(shè)定水位；Qi為第i級電站發(fā)電流量；當(dāng) I Zui - Zsi 彡 Λ Zi 時(shí)，4 =1;當(dāng) I Zui - Zsil <Λ Zi 時(shí)，4 =O ； Λ Zi 為第i級電站上游設(shè)定水位的死區(qū)值； 約束條件 電網(wǎng)負(fù)荷平衡 N Σ Pi = Ps(2) i = I 式中Pi為第i級水電站出力；Ps為整個(gè)梯級電網(wǎng)調(diào)度給定負(fù)荷； 水量平衡條件 Kj+1 = Vi,t +(0M,t ~ Qi,t⑶ 式中Vi，t為第t時(shí)段初i水庫庫容；Vi，t+1為第t時(shí)段末i水庫庫容；Λ t為時(shí)段間隔；QINi，t為第i級電站t時(shí)段入庫流量；Qi，t為第i級電站t時(shí)段綜合利用流量； 式中為第i級電站t時(shí)段的區(qū)間天然來水、力第i-Ι級電站到第i級電站的水流流達(dá)時(shí)間； 水庫庫水位約束 Lui < Z ω· < Yui(5) 式中Iiii為第i級電站上游水位下限；Zai為第i上限； 電站出力約束 Pimin ^ Pi ^ Pijl(6) Pijh ^ Pi ^ Pikl(7) Pimh ^ Pi ^ Pimax(8) 式中Pijl為第i級電站第j個(gè)不可運(yùn)行區(qū)域的出力下限；Pijh為第i級電站第j個(gè)不可運(yùn)行區(qū)域的出力上限；m為不可運(yùn)行區(qū)的個(gè)數(shù)；j=fm ；k=j+l ； 2)將上述的運(yùn)算得到的控制目標(biāo)通過東北電科院集控系統(tǒng)或統(tǒng)一平臺I區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)作用到各現(xiàn)地控制單元，實(shí)現(xiàn)對機(jī)組出力、啟/停狀態(tài)及各電站所有被控對象的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠及有效地控制，達(dá)到梯級電站水能利用率最大化的目標(biāo)；形成的控制策略存儲至歷史服務(wù)器中用于下次形成控制策略的參考及歷史查詢；操作員工作站為系統(tǒng)提供人機(jī)界面，并將顯示信息送入大屏幕投影中，操作員通過其實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；當(dāng)故障或事故發(fā)生時(shí)由語音工作站發(fā)出語音報(bào)警，并將故障或事故信息統(tǒng)一送入歷史服務(wù)器中，單向傳送至III區(qū)(附圖
中沒有表示)綜合報(bào)警系統(tǒng)，發(fā)出短信和網(wǎng)絡(luò)報(bào)警；工程師工作站用于各服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)；GPS系統(tǒng)10并聯(lián)在主控制線路上為各臺服務(wù)器、工作站提供統(tǒng)一的時(shí)鐘，為系統(tǒng)故障及事故分析提供依據(jù)；通過小庫容電站對上級大庫容電站的反向調(diào)節(jié)，將負(fù)荷差值安全、平滑轉(zhuǎn)移到其他可調(diào)電站。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)服務(wù)器，歷史服務(wù)器，語音工作站，是工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上；通過小庫容電站對上級大庫容電站的反向調(diào)節(jié)，將負(fù)荷差值安全、平滑轉(zhuǎn)移到其他可調(diào)電站。能有效地通過下級電站的流量來控制上級電站機(jī)組流量；降低了耗水率，提高電站經(jīng)濟(jì)效益，有效地減少了成本回收時(shí)間，符合當(dāng)前低炭經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢。
文檔編號H02B15/02GK102738789SQ201210085398
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者于海東, 單鵬珠, 吳正義, 夏守筠, 姚峰, 姚貴宇, 崔孝強(qiáng), 張金華, 徐麟, 楊克, 王永潭, 王立勇, 程國清, 路振剛, 閻應(yīng)飛 申請人:吉林松江河水力發(fā)電有限責(zé)任公司