水電站水庫調度中的影響因素、運行與現代智能算法

顏竹青

摘要： 如何合理的安排水電站的運行和水庫水位，讓水電站和電網得到可能情況中的最大經濟效益，這是水電站的運行目標和調度任務。使用階梯發電站可以讓水資源有效的到節約，同時也能夠夠供給足夠的電量給予電網。真正做到用最少的水資源發出最大的發電量。這樣可以為企業減少運營成本，讓誰供電企業實現利益最大化，更是符合整個國民經濟利益的。對于水發電企業來說意義重大。

關鍵詞：水電站；水庫調度；影響；運行；優化

一、調度對水電站水庫的影響因素

對水電站水庫調度的優化程度，通常會受到一些因素的影響。具體來說有一下的幾個因素會影響到調度的結果。

1機組振動。

所謂機組振動就是當將水泵安裝在梁板上的時候水泵的泵殼是暴露在外的。當機組運行的時候泵殼就開始帶動梁板振動，而梁板的振動也會反過來加劇水泵的振動。如果機組停止運行，在水的沖擊力之下，只會讓這種振動更加劇烈。這樣有可能造成水泵的位移。在這種情況下就會影響到整個機組的運行狀態。甚至為機組的日后使用埋下安全隱患。

2沖擊輸電線路和站內電氣設備的影響

所謂沖擊輸電線路和站內電氣設備的影響就是指在日常的工作中，因為機組的開機運行和停機關閉比較頻繁。這種頻繁的開機和關機的情況就會對電路形成負面影響。具體來說，這樣會讓電路內形成負荷變化。負荷變化會對輸電線路和站內的電設備產生影響，從而對電網和站內的電器設備安全程度造成嚴重的影響。這種影響同樣也會埋下安全隱患。

3、水泵性能差異也是一種影響。水泵的相應參數會有一定的差異存在其中。如果水庫水比較少時就會有諸多的現象讓水力噪聲比較大。這些現象包括葉片上的失速，葉片回流，葉片空化等等現象。這樣會出現高頻脈動造成水泵振動增加。如果水庫的水較多時，就會讓水泵的葉片出現脫疏、空化現象。無論是哪一個都是安全隱患。都會對水庫水泵產生不良影響，從而影響水泵的效率。

4水錘和負壓導致的安全隱患現象。這種現象出現在引水鋼管中。機組的開開停停就會讓水錘和負壓兩種情況產生，容易發生事故。這樣就會為引水鋼管埋下安全隱患。在稱情況下停機的時候，水振動和關閥水錘的情況應該是如下描述的：當機器停下的時候，轉輪的出口處就會產生振動現象，這種現象振動的幅度和強度都比較大。當閥門的開度調整到更小的時候，振動現象就會更加劇烈。

二、運行和調度對水電站水庫的影響因素

水電站的運行方式是根據電網的調度的改變而改變的。這就需要電網中各類電站的運行方式，特別是其中占據核心部分的水電站和蓄電站的運行方式進行合理的安排。通過合理安排水電站和蓄電站的運行方式，就能夠降低電網的生產費用，從而提高經濟效益。在水庫調度上，應當以發電調度為主的前提之下，兼顧防洪部門、給水部門、航運部門、排沙部門，防凌部門等等多個部門的多重要求。力圖在一次的調度中讓多個部門的一項或者幾項要求都得到滿足。發電調度的宗旨就是優化水庫管理，，在蓄水和泄水能力上進行庫容調節。

水庫群發電調度就是如同字面意思一樣。在調度的過程中，需要考慮階梯級水電站和電網中的各個水電站之間可能會有的補償調節。這種補償調節的思考加入就能夠讓電網在泄水量一定的情況下達成發電量最大的可能。這種補償調節的效益是客觀的也是客觀的，是在設計環節上不可或缺的。隨著電網覆蓋面的擴大，水文補償效益會在不同流域上的水電站和水庫之間經常性產生。另外，在大批的徑流式水電站和由儲蓄庫容的水電站之間經常存在著客觀的庫容效益來相互補償。

三、梯階水電站：優化調度求解算法

1，現代智能優化算法

現代優化的智能算法已經越來越多了。進化算法和遺傳算法還有混沌優化都屬于其中的優化智能算法。除了這三種算法之外，還有人工神經網絡算法和蟻群優化算法等等也是現代只能優化算法。在這里，蟻群優化算法和人工神經網絡算法常常被階梯水電站用來解決優化調度問題。但是這些都不是我們著重介紹的。我們需要介紹的算法為遺傳算法。遺傳算法越來越多的別利用到解決階梯水電站的優化調度問題里。在這一類問題中，遺傳優化算法已經是一種被經常使用的算法了。

2，經典算法

優化調度水電站本身是一個復雜問題，而優化調度梯級水電站更是一個非線性的問題。這個問題往往還非常復雜。在經典算法中，我們需要求解的要素很多。這些要素往往包括線性的和非線性的規劃內容，還包括了混合整數的規劃作用，以及更多的規劃問題。在我們進行實際算法求解的時候，很少單一運用單一算法進行求解。因為在求解的過程中不同算法有個各自優勢，但是也有各自的不足。由于各個算法的特點，沒有一個算法是可以解決任何問題的完美算法。或多或少都會存在著一些缺點。在對水電站進行調度優化的時候，就要根據水電站的具體情況和我們想要取得的效果，選擇適合的方法來進行運算。

3，混合算法

我們剛剛說過，不論是哪一種算法都有其局限性和缺點存在其中。沒有單一完美的算法。每一種算法都有自己的長處，但是每一種算法也都有著自己的不足。可是，將一種或者幾種算法綜合運用起來就能夠形成我們說的混合算法。這種算法可以在發揮每一種算法的優勢的同時避免算法本身的缺點。讓各個算法之間取長補短。這就是混合算法。在實際應用中，更多的是進行混合算法，將兩種或者兩種以上算法混合起來，充分利用各個算法之間的優勢，更好的完成低級水電站的優化調度工作。

總結

在最近的幾年時間中，人們的環保意識已經越來越強了。對于階梯式發電能夠減少環境污染這個意識已經已經形成了一定范圍內的共識。這就對階梯發電提出了更高的要求，讓階梯發電需要不斷的優化電力調度和聯合優化調度，不斷提高電力的使用率。這樣就能夠適應現代社會對于電力企業越來越高的要求。階梯水電實施調度優化的同時也可以降低發電成本，提供安全可靠的電源，還能夠在發掘發電潛力帶來更高經濟效益的同時實現對水資源的高效利用。因此一定要將階梯水電站的實施優化調度和經濟原型研究，保證水電站運行安全，減少水輪機損耗。

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