长引水系统电站过渡过程数字仿真

水力过渡过程计算是水电站和水力机组设计不可或缺的一项工作,也是保证电站尤其是长引水系统电站安全稳定运行的前提。为了确保电站甩负荷过渡过程的安全,以有压管道非恒定流微分方程组为基础,采用特征线法,对具有上游调压室,一洞三机布置的复杂引水管路系统建立了数学模型,并进行了机组甩负荷过渡过程仿真计算。最终,确定了合理的导叶关闭规律,给出了相关参数随时间变化的历程线,并计算了调压井的最高、最低涌浪,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,同时对类似工程也具有一定的参考价值。     

浅谈万安水电厂厂内经济运行

根据万安水电厂厂内经济运行面临的问题,完善水轮机过机流量实时精确测量,将机组尽可能安排于高效率期间运行,降低单位电能耗水率,以提高水电站经济运行水平。通过水轮机效率试验,获得机组运转特性,绘制机组动力特性曲线,优化机组开停机计划,并确定各机组间最优负荷分配(即最优经济运行方案),完善AGC的经济运行优化功能,获得水力机组及整个水电厂的动力特性等基础数据,建立厂内经济运行的最优数学模型和求解算法,制定厂内经济运行计划,利用水电厂自动发电控制AGC对水电站各机组进行实时控制,实现稳定、高效的厂内经济运行。     

长隧洞“一洞双机”电站水力波动负荷稳定控制

为了研究大型水电站2台发电机组共用一条长引水隧洞的特殊运行方式,保证机组在负荷波动较大的工况下仍能安全运行,且不对电网系统造成较大冲击,以锦屏“一洞双机”电站为例,提出了保证引水系统安全下的机组运行限制条件,同时对甩负荷情况及水力单元的隐患进行了分析和排查。阐述了应对“一洞双机”电站机组水力波动问题的解决思路,并从机组运行方式、调速器程序、监控系统负荷控制逻辑以及安控切机策略等方面提出了优化措施建议。可为制订类似长引水隧洞式“一洞双机”电站机组的负荷稳定控制策略提供实例参考。     

基于单机组试验选优的并联泵站群组合 优化运行算法研究

以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标,构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及机组转速4个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型,提出基于二级子系统试验选优的大系统二级分解-动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解,获得以单机组日提水耗电费用最小为目标,各时段水泵叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型,采用大系统试验选优法求解。进而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算,获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系,原模型即可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型,并采用动态规划方法求解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论,较由站内单工况优化运行下获得的并联泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例,优化结果表明:各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用较定角恒速运行分别平均节约8.41%、23.07%、32.79%。     

大规模水电站群短期优化调度方法Ⅱ：高水头多振动区问题

高水头多振动区是我国干流巨型梯级水电站群面l临的突出运行问题之一。由于水电站需要响应复杂的系统负荷变化,导致发电水头频繁波动且幅度较大,使得机组运行要频繁跨越多个不规则振动区,严重影响水电站群及电网的安全。针对此问题,提出了求解高水头多振动区的水电站群短期调峰优化方法。该方法以机组组合为基础,分别利用动态规划技术与组合数学理论生成各组合机组的发电特性曲线与振动区,并将振动区避开策略引入逐步优化算法未进行模型求解,较好地解决了高水头多振动区凋峰问题,能够高效地得到满足工程实际运行需要的计算结果,已在红水河等流域得到实际应用。     

基于MATLAB的水力过渡过程数字仿真

水力过渡过程,尤其是甩负荷过渡过程的计算,是水电站和水力机组设计不可或缺的一项工作,也是保证水电站安全稳定运行的前提。为了确保水电站甩负荷过渡过程的安全,基于MATLAB,采用以有压管道非恒定流微分方程组为基础的特征线法,对某个具有上游调压室,且为一洞三机布置的复杂引水管路系统进行了甩负荷过渡过程数字仿真。根据仿真结果,最终确定了合理的导叶关闭规律,给出了瞬态参量随时间变化的历程线,并计算了调压井的最高、最低涌浪,为该水电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,同时对类似工程也具有一定的参考价值。     

太平驿水电站水力过渡过程计算与实测

太平驿水电站引水系统为长隧洞、差动式调压室、２管４机，尾水隧洞按无压明流设计。本文介绍了电站水力系统的特点、水力过渡过程计算的数学模型要点、计算结果及分析，且引述了１、２号机组同时甩负荷试验调压室涌浪和机组转速、蜗壳压力的实测结果与计算结果的对比。     

基于动态规划的水电站机组间负荷分配程序开发

水电站机组间负荷分配计算中的阶段变量与状态变量的个数越多,计算量就越大,且计算程序也越复杂,因而仅用手工计算很难做到。为此,利用动态规划法建立了水电站厂内经济运行流量分配数学模型。使用编程软件Visual Basic开发了水电站机组间负荷分配程序;该程序界面友好,使用方便,且能大大提高计算速度。应用该程序,对水电站机组间的负荷分配进行了实际应用计算,得出了经济效益最优的负荷分配方案。     

水电站群长期典型日调峰电量最大模型研究

针对水电站群长期优化调度与典型日负荷分配的结合问题,建立了典型日调峰电量最大模型,采用逐次切负荷算法进行各长期调度时段典型日负荷分配,并将其嵌入长期优化调度模型。以各时段典型日剩余负荷过程最大值最小化作为优化目标,从而将长期优化调度和典型日负荷分配统一于一个模型中。通过凝聚函数法进行目标函数转换,以逐步优化算法求解。实例研究表明,该模型能够体现水电长期调度的电力电量平衡需求,结果比仅考虑平均负荷的模型更合理,并能够同时得到长期调度计划和典型日负荷分配方案,对电网水火电联合调度背景下的水电站群长期优化调度问题具有实际应用价值。     

水电站经济运行的一种简单数学模型

水电站经济运行是指当电力系统在某一时刻分配给水电站的负荷为常数时,水电站机组间最优负荷分配应满足通过各机组的总流量为最小条件。为此,应用数值逼近方法,根据等微增率原理,结合潇湘水电站的实际情况,给出了水电站经济运行的一种简单数学模型。     

石龙水电站扩容方案论证

石龙水电站是湖北省农村水电增效扩容改造试点之一,通过对该电站水轮发电机组运行现状进行分析,并结合目前国家电网对小水电的政策及要求,论证了其改造的必要性。其次通过计算分析,得出该电站目前没有额外增加装机容量的必要。同时石龙水电站也不具备通过增加电站引用流量或提高发电工作水头而实现扩容的条件,而应通过对电站的老旧机组及其附属设备等进行升级改造、对有压引水系统内表面进行清理及缺陷修补等,提高电能转换效率．从而达到增容的目的。     

构皮滩水电站水轮机参数选择

构皮滩水电站位于乌江干流中游的贵州省余庆县境内，是乌江干流开发中的控制性工程，其地理位置适中，调节性能好，是西南地区具有多年调节性能的水电工程，构皮滩水电站装机容量3000MW，装设5台单机容量600MW的水轮发电机组，对构皮滩水电水轮机的额定水头，比转速及比速系数，单位流量，单位转速，空化系数，效率，稳定性等逐一进行论述，介绍了基本参数和参数水平。     

基于布谷鸟搜索算法的水电站消纳风电调峰运行策略研究

为了研究水电站在消纳风电中的应用,利用水电转换公式将水流量及水头高度转化为水电站出力,并把风电出力的不确定性表示为一个具有零均值、呈正态分布的预测误差。构建风-水-火电力系统联合调度模型,该模型以系统成本最小为目标函数,包含了火电机组煤耗成本、水电站管理成本以及风电场管理成本和预测误差成本;模型以水力和火力发电约束、水流量约束、火电机组爬坡速率约束等为约束条件,采用布谷鸟搜索算法对其进行求解,得到了系统运行的经济最优策略。仿真结果表明,水电站能够在电力系统中发挥较好的调峰作用,弥补风电出力的随机波动,降低系统峰谷差率,减少火电机组出力的频繁变化,降低系统备用容量,增加电力系统的安全性、稳定性和供电可靠性。     

定-变速抽水蓄能机组调相-发电过渡过程动态特性研究

可变速抽水蓄能作为一种较新的机组形式,在参与电网调相调频、功率调节等方面相对传统定速机组具有独特优势。调相-发电过程作为抽水蓄能机组应对风光等间歇性可再生能源波动的典型过渡过程,对过流部件压力波动及机组运行稳定性有显著影响。目前抽水蓄能电站中广泛采用的一管多机布置形式存在水力干扰现象,一台机组的工况变化会影响其他机组的运行。同时,变速机组的引入会使机组展现出与传统机组不同的水力动态特性。为深入探究调相-发电过渡过程中不同机组布置形式下复杂管道系统的水力动态特性及相关稳定性问题,结合工程数据,基于特征线法和S函数等方法构建三种不同机组组合形式下一管双机抽水蓄能机组模型。针对不同机组布置形式,分别探究不同动作间隔下机组的蜗壳压力、尾水管压力及调压井流量等水力因素的动态特性及其对蓄能机组稳定性的影响。定量分析结果表明：在调相-发电工况下,工作水头及蜗壳压力先下降后上升,尾水压力、下游调压井水位及流量呈现正弦式衰减振荡;3种组合形式中定速-变速机组组合稳定性效果最佳,变速-变速组合的水力波动最大。本研究为定、变速组合的抽水蓄能电站安全稳定运行提供一定的理论依据。     

大型灯泡贯流式机组水机保护优化探索与实践

作为水电厂机组机械部分故障时的主要保护，水机保护配置的完善与否直接影响机组的安全稳定运行，特别是大电网、高电压、超高电压电网的迅速发展，对发电厂主设备的安全运行提出了更高的要求。因此，发电企业必须根据运行实践经验，优化机组水机保护的配置，降低机组的非计划停运几率，确保机组安全稳定运行。文章主要介绍某大型灯泡贯流式水电厂在优化机组水机保护配置方面的探索和实践经验。     

高海拔地区大容量机组尾水管进口压力的控制研究

为了使高海拔地区大容量机组水力过渡过程中尾水管进口压力满足规范要求,选择合理的导叶关闭过程至关重要,导叶关闭过程是水力过渡过程中解决水电站运行安全问题最经济、最常用的措施之一。结合某高海拔地区大容量机组水电站工程实例,采用特征线计算方法,应用过渡过程软件进行仿真计算研究。结果表明:对于高海拔地区大容量机组水电站,选择合理的导叶折线关闭规律,能有效地改善尾水管进口压力,从而满足按海拔高程修正后的控制标准。研究成果可为规范控制高海拔地区大容量机组水电站水力过渡过程中尾水管的进口压力提供参考。     

泵站进水流道三维紊流数值模拟及水力优化设计

采用直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和标准ｋ－ε紊流模型方程组的方法，对大中型泵站进水流道内的流场进行了数值模拟，并进而对具有复杂几何形状的进水流道进行了水力优化计算，经模型试验验证，说明水力优化设计的进水流道获得了十分优良的水力性能。     

多泥沙河流水电站机组检修策略的探讨

我国水电机组的检修多采用以定期检修为主的预防性检修,这样的检修原则是不适合多泥沙水电站机组检修的,所以探索出一套适合多泥沙水电机组的检修模式和策略是非常必要的,作者通过对世界上含沙量最大的黄河上水电站的调查研究,总结出了适合于多泥沙水电机组的检修模式和策略,这对于其他多泥沙河流上水电站机组的检修具有参考意义。     

Application Research of the Improved Overall Temporal and Spatial Economic Operation Model Based on Information Entropy in Large-Scale Hydropower Station

For the high dimensional and complex inner-plant economical operation problem of large hydropower station, an improved ant colony optimization with adaptive ability, inspiring ability and local search ability was proposed. Spatial optimal load distribution model and temporal unit commitment model was combined into an overall temporal and spatial economic operation model, in which an innovative ant colony model of multiple ant colonies, multiple outsets and multiple routes was adopted. Information entropy was applied to adjust the path selection strategy and pheromone updating strategy of ant colonies along with the change of its value during the iteration. Two inspiring factors were applied in the algorithm to guide the ant colonies to search for optimal paths in a more efficient and targeted way. Local search ability was guaranteed by local translation of unit start-stop points of the optimal solution in each iteration. In the optimal load distribution model, optimal distribution table was set in advance using dynamic programming, which only took account of the stable operation regions and avoided the cavitation and vibration areas for the security and stability of units. The proposed method is applied to the Three Gorges Hydroelectric plant. Compared with other methods under different water heads, this method shows optimized result under the premise of both calculation speed and stability.