多约束的小型水电站厂内定负荷运行优化模型

以小型水电站的实际特性为依据,在满足电站日常要求下考虑多种约束条件,建立小型水电站厂内定负荷运行优化模型,采用递推优选法对模型进行求解。以四川龙潭水电站为实例,采用该模型对水电站机组运行参数进行优化,优化后日发电耗流量由7.459 m3/（kW·h）下降至7.349 m3/（kW·h）,且所有机组均处在建议的运行工况区。对于小型水电站厂内优化运行问题,所采用的计算模型求解精度高、结果稳定,能有效避开机组振动区。     

考虑振动区的水电机组组合优化研究

水轮机在实际运行中存在振动区,水电机组需避免在此区间运行。为此建立了考虑水轮机振动区的水电机组组合优化的发电量最大数学模型,利用分支定界法确定了机组的运行区间,并采用动态规划方法求最优解。实例应用结果表明,分支定界与动态规划相结合的方法适合于水电机组的实际运行情况,且提高了求解精度。     

基于机组可调区间的水电站调峰日计划编制方法

当电网负荷预测不准确或由于气温、降雨等扰动因素影响负荷变化时,基于确定电网负荷曲线的水电站调峰日计划编制将与实际需求不匹配,易导致次日电调部门频繁下达指令使机组跨越振动区次数增加。对此,在考虑次日电网负荷波动对水电站经济运行影响的基础上,给出机组可调区间的概念并提出一种水电站日计划编制方法,即外层利用启发式逐次切负荷策略调峰,内层通过动态规划求解满足可调区间需求的较优负荷分配方案。经过清江梯级水电站的模拟应用,所提方法能有效应对次日负荷波动,减少机组跨越振动区次数,具有一定的借鉴意义和工程应用价值。     

动态规划法在水电站厂内经济运行中的应用

利用动态规划建立了水电站厂内经济运行有功负荷分配数学模型。详细分析了动态规划法应用于水电站厂内经济运行的实施方案。方案同时考虑了机组检修和振动对有功负荷分配的影响。结合刘家峡水电站进行实例计算，结果表明，对机组台数较少的水电站，基于动态规划的水电站厂内经济运行实施方案不仅能够提高经济效益，而且能够保证系统运行的实时性。     

天生桥一级水电厂AGC振动区处理策略

一般情况下,自动发电控制(AGC)对于振动区的处理原则是避免机组运行在振动区。由于天生桥一级机组的振动区极为特殊,过大的振动区范围导致其可调范围较小,因此南方电网允许天生桥一级水电厂AGC可以短时间内运行在振动区。文中根据机组在振动区运行的累积时间或机组进入振动区运行的优先级,采取机组轮流进入振动区运行的策略,不仅可以有效避免对南方电网稳定断面潮流的影响,而且有利于电网的稳定运行。     

考虑尾水位影响的水电机组三维振动区精细划分

常规的水电机组振动区划分通常依赖于稳定性试验,只能获取机组在有限水头下的稳定性表现,且其振动区划分未考虑尾水位变化带来的影响,划分结果缺乏全面性。为此,分析挖掘水电机组海量状态监测数据,提出考虑尾水位影响的三维振动区划分方法,基于机组实测状态监测数据,利用BP-Garson算法分析振动敏感性工况参数,选择尾水位作为第三维坐标,以负荷—水头—尾水位坐标进行振动区立体划分。实际应用结果表明,该方法可提高振动区划分的准确度,与常规的划分方法相比具有优越性,对尾水位变动较大电站的运行具有重要指导意义。     

基于差分进化算法的水电站短期经济运行研究

以水电站运行成本最小为目标,提出了一种用差分进化算法（differential evolution, DE）实现大型水电站最优运行的方法。差分进化算法是一种基于群体的多目标进化算法,通过群体内个体间的合作与竞争产生的群体智能指导优化搜索。将改进的方法应用于水电站经济运行,模型考虑了机组能量特性差异,并能在旋转备用、启停成本、气蚀振动区、机组可用性等约束条件下,制定出电站日内96段最优运行计划。计算表明,该方法避免了动态规划等算法处理多约束、大型优化问题的困难,同时提高了进化算法的精度。     

某250MW水电机组振动区划分及AGC避振方法应用

水电厂自动发电控制(AGC)的投入对机组的安全稳定运行造成一定影响,通过划分机组振动区能够有效提高AGC的避振运行。为此,采用真机试验方法对250 MW混流式机组开展不同水头下的稳定性试验,将运行区域划分为禁运区、不推荐运行区、推荐运行区,并对AGC运行过程中的多种避振运行问题进行优化处理,包括机组有功梯度调节限值的设置、实时计算并上报调度机组联合振动区、给定有功负荷落在不推荐运行区等。结果表明,振动区的划分不仅有利于保障机组的安全稳定运行,且为调度中心的负荷调度调整提供了参考。     

去学水电站厂房振动响应混沌特性分析

为研究去学水电站厂房振动系统的混沌特性,明晰振动系统产生混沌现象的原因,采用饱和关联维数和最大Lyapunov指数两种方法,定量分析水电站厂房振动响应的混沌特性。利用完备总体经验与奇异值联合模态分解(简称CEEMDAN-SVD)提取代表不同成分的分量信号,计算不同分量的混沌特性指标,分析水电站厂房产生混沌现象的原因。结果表明,水电站厂房振动系统具有混沌特性,且尾水脉动是水电站厂房振动系统产生混沌特性的主要原因,而机组运行的振动激励掩盖了部分尾水脉动的混沌特征。研究结果为优化水电站厂房机组的开度与开启方式提供了理论基础,为监测及预警水电站厂房的运行状态提供了新思路。     

基于改进狼群算法的水电站厂内优化运行研究

针对水电站厂内运行中机组负荷分配问题的高维度、多约束的特点,提出了一种基于差分进化算法的自适应狼群算法,结合水电站厂内优化运行的优化目标和约束条件,以龙潭水电站日常运行数据为基础,采用该算法进行求解,并与遗传算法和原狼群算法计算结果进行比较。结果表明,该算法在计算耗时和收敛精度上均较遗传算法和原狼群算法有一定的改善,能满足电站实时性和精度要求,具有良好的全局搜索能力,在计算高维多机组负荷分配问题时能快速有效摆脱局部最优情况趋向全局最优解。     

云南省水电集群出力特性

目前云南省电力供需形势分析时,仅将全省单个电站或流域的出力特性简单叠加作为全省水电出力特性,未将全省水电作为一个整体深入研究,忽略了不同河流水文的差异。为此,统计了云南省六大水系上多座水电站近54年的来水情况,分析了流域内和流域间的来水补偿特性,提出了基于年均发电量的全省水电集群方法,并以实例验证了集群后全省水电出力曲线与单电站出力曲线简单叠加的区别。     

Comparison of particle swarm optimization and dynamic programming for large scale hydro unit load dispatch

Dynamic programming (DP) is one of classic and sophisticated optimization methods that have successfully been applied to solve the problem of hydro unit load dispatch (HULD). However, DP will be faced with the curse of dimensionality with the increase of unit number and installed generating capacity of hydropower station. With the appearance of the huge hydropower station similar to the Three George with 26 generators of 700 MW, it is hard to apply the DP to large scale HULD problem. It is crucial to seek for other optimization techniques in order to improve the operation quality and efficiency. Different with the most of literature about power generation scheduling that focused on the comparisons of novel PSO algorithms with other techniques, the paper will pay emphasis on comparison study of PSO with DP based on a case hydropower station. The objective of study is to seek for an effective and feasible method for the large scale of hydropower station of the current and future in China. This paper first compares the performance of PSO and DP using a sample load curve of the Wujiangdu hydropower plant located in the upper stream of the Yangtze River in China and contained five units with the installed capacity of 1250 MW. Next, the effect of different load interval and unit number on the optimal results and efficiency of two methods has also been implemented. The comparison results show that the PSO is feasible for HULD. Furthermore, we simulated the effect of the magnitude of unit number and load capacity on the optimal results and cost time. The simulation comparisons show that PSO has a great advantage over DP in the efficiency and will be one of effective methods for HULD problem of huge hydropower stations.     

大型水电站地下厂房结构动力特性研究

以某在建大型水电站地下厂房结构为例,建立了地下厂房结构的三维有限元计算模型,全面分析了不同的边界条件、风罩形式、材料下的机组支承结构的自振特性并进行了共振校核,采用谐响应法计算结构的动态响应,对最大振幅进行了校核。结果表明,该模型为地下厂房结构的优化设计、改进抗振特性及确保机组安全运行提供了理论依据。     

枫树坝水电厂#1机组振动故障分析与处理

针对枫树坝水电厂#1机组上机架水平振动异常偏大的问题,分析了导致机组振动故障的原因,采用影响系数法对机组进行了动平衡配重试验,将机组上机架振动降至理想水平,有效地降低了机械及电磁力不平衡的影响,并通过稳定性试验验证了机组在带负荷工况下运行良好,振动值保持在较低范围内。     

基于ABAQUS的抽水蓄能电站机组支撑结构刚度分析

鉴于机组支撑结构在水电机组稳定运行中起关键性作用,以国外某抽水蓄能电站为例,采用有限元软件ABAQUS的线性静力分析及完全动力分析等对原型和改型后两种不同形式的机组支撑结构的静力刚度进行了校核,并采用动力法进行谐响应分析得到不同工况下支撑结构的位移幅值。结果表明,两种支撑结构的静力刚度均满足设计要求,但在最恶劣工况时,改型后的支撑结构与原型支撑结构相比,在最危险截面处的水平位移幅值减小约18%,说明机组支撑结构的水平抗剪能力在机组安全运行中起决定性作用。     

基于MWMPE算法的水电站厂房运行状态安全监测

为实现水电站厂房的整体运行状态安全监测.解决多通道振源耦合及单通道测量范围有限等问题,以去学水电站厂房振动响应为例,基于多通道加权多尺度排列熵(MWMPE)算法对不同工况下的多通道振动数.据进行信息融合,再分析融合后的熵值曲线是否与实际运行工况一致,最后利用熵值曲线分析结构整体的运行状态。结果表明,MWMPE避免了跨通道信号的丢失、放大了局部波动,信息量更丰富,适宜于处理多测点非线性、非平稳信号;MWMPE算法可更全面地监测水电站厂房结构整体的运行状态。MWMPE算法的提出为水工结构的整体安全监测提供了新思路,为水工结构的安全诊断及后期运行管理提供了理论依据和应用基础。     

混流式水轮机机组运行稳定性区域检测

水电机组在带负荷运行过程中,水力机械振动会引起机组不稳定运行。为了掌握水电厂机组运行稳定性情况,需对其进行变负荷真机试验。在某水电厂3#混流式水轮机机组空载、满负荷等13种运行工况下进行试验,现场实测各运行工况下振动、摆度和压力脉动的变化,并分析机组运行稳定性及存在的缺陷。结果表明,从机组振动、摆度、压力脉动数据和现场评估综合分析,该试验机组稳定运行区间为25～40 MW。研究为机组安全、稳定运行提供了一定的技术依据。     

基于电价影响的水电站装机容量选择

针对不同电价对水电站装机容量影响的决策问题，通过水力发电过程相关物理参数的数学建模，揭示了水电站投入产出关系曲线的凸性，利用经济学的边际分析原理，得出在利润最大化的原则下，水电站年化投资的边际单位电度成本等于电价时，水电站取得最优投资和最优装机容量，从而阐明了电价与水电站装机容量相互影响的内在规律，为选择水电站装机容量提供了技术经济理论依据。