一种多约束条件下水电站AGC分配优化方法与流程

本发明涉及水电站agc分配优化领域，具体而言，涉及一种多约束条件下水电站agc分配优化方法。

背景技术：

1、目前水电站基本均通过agc自动发电控制功能完成电厂发电机组的有功功率远程调节，以维持系统频率或确保区域之间预定的交换功率。针对高水头、大容量水电机组来说，agc控制尤为重要和复杂，同时制约agc控制的条件也很多，机组复杂振动区，容易诱发重大安全事故，电网和发电企业不得不采用保守控制策略安排发电，既减少了水电站的发电量，也不能充分发挥其灵活性对电网进行调峰、调频响应。该问题难点在于，西南机组振动区是出力、发电水头、发电流量、振动、摆度、瓦温、噪音和压力脉动七维不规则、不连续曲面，水电站在响应多个差异极大的电网负荷需求过程中，机组出力波动较大，容易频繁穿越、落入机组振动区；另一方面，梯级水电上下游水电站大都同时存在机组复杂振动区，由于水电站、机组时段间，以及梯级上下游间水力、电力高度耦合，加剧了避开机组振动区的困难。因此我们对此做出改进，提出一种多约束条件下水电站agc分配优化方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题，为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，步骤一、根据电厂水头落差大特点和试验数据，参照gb/t11348.5-2008和gb/t32584-2016标准进行划分，针对不同水头条件下实现机组振动区、限制运行区、运行区动态调整，agc装置根据当前水头对应的运行区间进行实时调整，保障机组在最优工况下运行；

2、步骤二、将“水头h”、“机组实发负荷p”、“机组振动”、“机组摆度”、“瓦温”、“噪音”(水轮机室)、“压力脉动”七个输入源引入agc程序中振动区、限制运行区、可运行区计算模块，程序针对不同水头下的机组各个实发负荷对应的振动数值进行统计，通过迭代循环计算方法，并主要基于机组各个工况下的振动、瓦温数据，以特定权重w(可人工调整)进行运算，计算出在当前水头下振动稳定、振动过大的区间，得出机组在当前水头下的运行区、限制运行区和振动区。机组振动测值的确定以gb/t11348.5-2008和gb/t32584-2016标准并由专业机构确定；

3、步骤三、根据当前水头下机组振动、摆度、瓦温、噪音、压力脉动对应的实发负荷进行计算、统计；然后，对不同水头区间的机组运行状态进行分段聚类，不断在线滚动校正；以振动、瓦温数据为主要计算指标，且振动、瓦温根据用户要求自行确定权重参数w；参照gb/t11348.5-2008和gb/t32584-2016标准进行划分的振动区间测值确定振动区分布，实现不同工况下振动区、限制运行区、可运行区动态调整；

4、步骤四、根据用水量与负荷位增长关系，优化机组开机台数、机组负荷分配策略，将用水量作为agc分配的条件之一，在满足调度要求的策略情况下优先合理调整用水量，保障电厂水能利用率。

5、作为本发明优选的技术方案，步骤五、将“水头h”、“机组实发负荷p”、“过机流量l”、三个输入源引入agc程序中，利用水头、流量和出力的关系：p＝9.81lhη式中η为水轮发电机组的总效率，通过程序实时运算得出当前水头和过机流量的情况下的对应的最大负荷，以此为参考尽量保证机组在该工况下运行，以最小的用水量发最多的电能。

6、作为本发明优选的技术方案，步骤六、根据机组在不同水头下划分的振动区间，利用预留裕度方式，在机组振动区边缘设置缓冲区，防止机组频繁进出振动区，导致机组负荷波动，对于机组是否处于振动区内，增加判定阈值x人工进行调整，当机组实际振动区为(a,b)时，增加判定阈值后的计算振动区为(a-x,b+x)，减少因机组负荷波动或一次调频动作而带来的频繁的agc负荷分配。

7、作为本发明优选的技术方案，所述步骤四，所述agc分配有功正荷值li,t＝li,0·li(t)/li(0)i＝1,2,…,n；t＝1,2,…,x其中，li(t)为第i级水电站典型日负荷曲线上第t时段的有功正荷值，li(0)为第i级水电站典型日负荷曲线上当前时刻的有功正荷值。

8、作为本发明优选的技术方案，所述步骤四，所述agc分配库水位越限值的分配函数p＝li*min{max{δi}}/2i＝1,…,x式中，p为分配函数，最小化库水位越限程度水电站的库水位越限值。

9、作为本发明优选的技术方案，δi为第i级水电站水位越限值。

10、作为本发明优选的技术方案，所述步骤五机组实发负荷p，机组实发功率与目标负荷相差较大时，减小压力偏差的权系数；当机组实发功率与目标负荷相差较小时，实发功率已接近目标负荷，增加压力偏差的权系数。

11、作为本发明优选的技术方案，所述步骤六增加判定阈值x，阈值在负荷变动过程中减小水能机组导叶的变化，让水电站和agc分配优化协调运行。

12、作为本发明优选的技术方案，还包括步骤七agc机组的数据通过agc分配优化模块进行对多约束条件下水电站进行agc分配优化。

13、作为本发明优选的技术方案，所述agc分配优化的过程中通过对用水量与负荷增长的关系，并进行优化用水量。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果：

15、在本发明的方案中：

16、1.通过agc分配系统由工业模块化、装置型硬件设备组成，采用专用控制器对agc分配等逻辑进行运算，提高运算速率，实现agc实时分配，解决定周期运算分配实时性不足的问题，满足调度agc考核指标要求；针对高水头大变幅水电厂不同水头条件下实现振动区、限制运行区、可运行区动态调整，保障机组运行工况；根据用水量与负荷等位增长关系，优化用水量；利用预留裕度方式，防止机组频繁进出振动区；

17、2.针对多水头、大容量的水力发电厂，采用工业模块化、装置型硬件设备，根据不同水头、不同工况下的用水量与负荷等位增长关系，采用实时运算、振动区边缘运行规避方法，建立多约束条件下水电站agc分配优化方法及系统，完善agc控制调节功能，保障系统安全稳定运行。

技术特征：

1.一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据电厂水头落差大特点和试验数据，针对不同水头条件下实现机组振动区、限制运行区、运行区动态调整，agc装置根据当前水头对应的运行区间进行实时调整，保障机组在最优工况下运行；

2.根据权利要求1所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，步骤五、将“水头h”、“机组实发负荷p”、“过机流量l”、三个输入源引入agc程序中，利用水头、流量和出力的关系：p＝9.81lhη式中η为水轮发电机组的总效率，通过程序实时运算得出当前水头和过机流量的情况下的对应的最大负荷，以此为参考尽量保证机组在该工况下运行，以最小的用水量发最多的电能。

3.根据权利要求2所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，步骤六、根据机组在不同水头下划分的振动区间，利用预留裕度方式，在机组振动区边缘设置缓冲区，防止机组频繁进出振动区，导致机组负荷波动，对于机组是否处于振动区内，增加判定阈值x人工进行调整，当机组实际振动区为(a，b)时，增加判定阈值后的计算振动区为(a-x，b+x)，减少因机组负荷波动或一次调频动作而带来的频繁的agc负荷分配。

4.根据权利要求3所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，所述步骤四，所述agc分配有功正荷值li，t＝li，0·li(t)/li(0) i＝1，2，…，n；t＝1，2，…，x其中，li(t)为第i级水电站典型日负荷曲线上第t时段的有功正荷值，li(0)为第i级水电站典型日负荷曲线上当前时刻的有功正荷值。

5.根据权利要求4所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，所述步骤四，所述agc分配库水位越限值的分配函数p＝li*min{max{δi}}/2 i＝1，…，x式中，p为分配函数，最小化库水位越限程度水电站的库水位越限值。

6.根据权利要求5所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，δi为第i级水电站水位越限值。

7.根据权利要求6所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，所述步骤五机组实发负荷p，机组实发功率与目标负荷相差较大时，减小压力偏差的权系数；当机组实发功率与目标负荷相差较小时，实发功率已接近目标负荷，增加压力偏差的权系数。

8.根据权利要求7所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，所述步骤六增加判定阈值x，阈值在负荷变动过程中减小水能机组导叶的变化，让水电站和agc分配优化协调运行。

9.根据权利要求8所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，还包括步骤七agc机组的数据通过agc分配优化模块进行对多约束条件下水电站进行agc分配优化。

10.根据权利要求9所述的一种多约束条件下水电站agc分配优化方法，其特征在于，所述agc分配优化的过程中通过对用水量与负荷增长的关系，并进行优化用水量。

技术总结
本发明提供了一种多约束条件下水电站AGC分配优化方法，通过AGC分配系统由工业模块化、装置型硬件设备组成，采用专用控制器对AGC分配等逻辑进行运算，提高运算速率，实现AGC实时分配，针对高水头大变幅水电厂不同水头条件下实现振动区、限制运行区、可运行区动态调整，保障机组运行工况；根据用水量与负荷等位增长关系，优化用水量；利用预留裕度方式，防止机组频繁进出振动区，针对大容量的水力发电厂，采用工业模块化、装置型硬件设备，根据不同工况下的用水量与负荷等位增长关系，采用实时运算、振动区边缘运行规避方法，建立多约束条件下水电站AGC分配优化方法及系统，完善AGC控制调节功能，保障系统安全稳定运行。

技术研发人员：袁湘华,李正凡,郗发刚,陈川,张会军,陈俊,张军华,孟宪宇,胡绍谦,卢海松,刘畅,贾泽冰,王鑫,管磊,邱起瑞,陈映喜,杨定祥,平金伟,张俊航,杨磊
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13