基于水库优化调度的电站经济运行



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无论从电站的装机容量到设备的先进性、生产运行的自动化程度以及运行管理水平各方面都取得了长足的进步。中小型水电站在近二十年的开发热潮中更是得到飞速发展,但在运行管理上普遍存在调度不合理、水能资源利用不充分的问题,由此影响了中小水电站经济效益的发挥。


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主要表现为:

1.没有建立科学的运行制度,电站调度完全依靠经验进行,因而带有较强的主观任性,往往造成调度失误,浪费水资源;
 
2.一些电站的调度管理人员技术能力不强,缺乏整体意识,电力及水利目标得不到较好地兼顾,使得水资源得不到高效利用,同时还会影响到电能质量和电网的稳定运行;
 
3.以供定发,缺乏发供协调,常会造成水库过早放空或长期低水头运行,增加单位耗水量,机组运行工况恶化。
 
所以,寻找到一种易于电站管理人员掌握的科学调度方法,对于指导水库电站的运行是
很有必要的。行业里,把水库电站的运行调度分为常规调度及优化调度。

 

常规调度:是根据已有的实测水文资料,计算各种兴利调度线并与各种特征水位线相结合,计算和编制水库调度图,以此作为水电站水库控制运行的工具。
 
常规调度图简单直观,能利用调度和决策人员的经验,对调度起到一定的指导作用。但所利用的调度信息有限,理论不够严密,其确定的运行调度方式和相应的决策只能是粗线条的、相对合理的,难以达到水电站的最优运行,而对于多目标的复杂问题更是无法进行处理。

 

优化调度是运用系统工程理论和最优化技术,借助现代计算机的高速计算能力寻求达到极值的最优运行策略及相应决策。
 
简而言之,优化调度就是根据水库的入流过程和综合利用要求,考虑水电站水库以及发电机组的运行特征和实时状态,制订并实现水库的中长期调度方式及短期调度,以及机组负荷的合理分配,进而获得最大的经济效益。而且,优化调度增加的效益相当可观,国内外实践表明,水电站优化调度一般可增加1~7%的发电效益。


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我国从上世纪六十年代开始进行水库电站的优化调度研究,1981年由华中工学院张勇传院士提出有时段径流预报的马氏决策规划模型,用于柘溪水电站水库调度,并以此荣获中国科技进步二等奖。随后优化调度进入实用阶段,国内多数大中型水电站均采用优化调度进行电站的运行管理。
 
尽管优化调度理论指导实际水库调度及电站运行可获得巨大的经济效益,但在实际运用中还存在一些问题,多数项目依靠高校及科研机构开发及实施,项目普遍存在重理论轻实用、功能单一的问题,而很多项目采用定制开发的模式,造成项目开发成本较高,缺乏普遍适用性。另外用于优化调度的软件产品还存在使用场景单一、使用频率过低、操作复杂等诸多问题,而缺乏长期的数据采集及统计,使得优化结果难以验证,常会导致决策部门的误解,认为所谓最优是“纸上谈兵”,而会限制其作用的发挥。


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另一方面,优化调度软件的使用单位更多的为水库调度管理部门,其更多的关心水库安全性、可靠性,对调度的经济性关注度不足,从而造成决策部门运用优化调度的积极性,加之决策者大多对优化调度理论及计算机技术的了解不够,限制了其在中小电站的推广及应用。
 
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基于这些问题,我公司与华中科技大学水电与数字化工程学院紧密合作,取长补短,联合开发了一款适用于各型水电站的电站经济运行管理平台软件。它充分利用华科大在优化调度领域的多项领先的科研成果,并结合我公司在电站综合自动化及监控方面多年的技术积累,是一款多场景应用的电站信息化产品。它利用最新的互联网及计算机技术,实现了电站信息的共享,将优化调度与电站运行管理进行了有机结合,让电站管理及决策者能全方位、全天候地参与到水库电站的运行管理中,全面提高电站运行的经济性,提升现代化管理水平,进而获得更高的经济效益与社会效益。


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后面,我们将陆续推出关于优化调度研究的发展及现状、优化调度的原理以及电站经济运行管理平台的介绍文章,希望大家对电站经济运行的技术及产品有进一步的了解与认识,敬请关注