關(guān)于小水電機(jī)組最優(yōu)有功分配控制系統(tǒng)分析

吳柏英

摘要：本文通過(guò)探究水電站最優(yōu)有功控制分配算法，闡述了小水電站中的最優(yōu)控制分配系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)，對(duì)于此種類型的結(jié)構(gòu)來(lái)講，本身是以效率曲線擬合分析模塊為主進(jìn)行構(gòu)設(shè)的，并且是從效率擬合分析系統(tǒng)運(yùn)行情況來(lái)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)。從最優(yōu)有功分配控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況可以看出，其產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)極高，拓展性強(qiáng)，比較適合應(yīng)用在較為復(fù)雜的環(huán)境中，和以往人工操作方式相比較來(lái)看，受到的應(yīng)用度更高一些。

關(guān)鍵詞：小水電機(jī)組;最優(yōu)有功分配;控制系統(tǒng);應(yīng)用情況

現(xiàn)階段，在農(nóng)村生產(chǎn)期間，小水電站產(chǎn)生的作用是極高的，其可以保持生態(tài)均衡發(fā)展。不過(guò)，在我國(guó)大多數(shù)水電站運(yùn)行期間，還面臨著諸多的問(wèn)題，比如發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益不高等，基于此，采取何種方式來(lái)制定小水電站廠內(nèi)運(yùn)行方案，在合理優(yōu)化的過(guò)程中提升經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前人員關(guān)注的首要現(xiàn)象。

1、對(duì)于小水電機(jī)組最優(yōu)有功分配情況的闡述

所謂水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，主要是指在提升電能生產(chǎn)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，對(duì)調(diào)度電廠中的發(fā)電生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行合理的優(yōu)化和調(diào)整，希望在這一基礎(chǔ)上提升經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)相關(guān)的研究表明，一直到現(xiàn)在為止，我國(guó)建設(shè)的小水電站比例逐漸增多，整體裝機(jī)容量幾乎達(dá)到了幾千萬(wàn)HW，年均發(fā)電量為幾千億KW.h。一般情況下，在江河流域較多并且落差高的范圍內(nèi)建設(shè)大水電，而小水電則屬于我國(guó)調(diào)整水資源的關(guān)鍵，其能夠從一定程度上和社會(huì)要求相一致。從中看出，在電力系統(tǒng)內(nèi)部，小水電站起著決定性的作用，加大對(duì)小水電站最優(yōu)有功分配控制力度是很有必要的，這是促使小水電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

現(xiàn)階段，我國(guó)相關(guān)人員紛紛對(duì)水電站最優(yōu)有功分配現(xiàn)象進(jìn)行了探究，舉例說(shuō)明，①某大學(xué)制定了有關(guān)于梯級(jí)水電站有功功率的最優(yōu)分配準(zhǔn)則，也就是說(shuō)，梯級(jí)各電站平均消耗量不高，以此為梯級(jí)水電站穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的幫助。②探究引水式水電站，為了達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的目的，專門制定了運(yùn)行機(jī)組間有功負(fù)荷最優(yōu)分配的綜合性控制方式，在引水式水電站中對(duì)此項(xiàng)控制方式進(jìn)行合理的應(yīng)用，既可以提升引水式水電站的準(zhǔn)確性，還能夠確保安全性。③采取經(jīng)過(guò)優(yōu)化之后的粒子群算方式來(lái)建設(shè)完善的水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有功負(fù)荷分配數(shù)學(xué)模型，然后加以論證，經(jīng)過(guò)相關(guān)的計(jì)算結(jié)果可以看出，該方式運(yùn)行起來(lái)比較的簡(jiǎn)單和方便，有著很好的性能。不過(guò)，對(duì)于上述研究方式來(lái)講，尚處于初期探究環(huán)節(jié)，在水電站中的應(yīng)用少之又少。大多數(shù)小水電站存在的自動(dòng)化水平不高以及管理效率低下等諸多的問(wèn)題，實(shí)施起來(lái)有著諸多的難度。

當(dāng)小型水電站處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，我國(guó)電網(wǎng)對(duì)于相關(guān)的小型水電站工程實(shí)施了增容改造工作，然后在開展該項(xiàng)項(xiàng)目的過(guò)程中增設(shè)了可以提升效率測(cè)量的設(shè)備，然后安裝了小水電機(jī)組效率在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及規(guī)范性的曲線擬合系統(tǒng)，對(duì)于最優(yōu)有功分配控制系統(tǒng)來(lái)講，本身是在擬合分析系統(tǒng)的過(guò)程中成立的，并且，獲取的數(shù)據(jù)是效率擬合分析系統(tǒng)提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，基本的區(qū)別表現(xiàn)為應(yīng)用層的最優(yōu)有功分配控制情況。

2、采取的最優(yōu)有功控制分配算法

在最優(yōu)水能利用率負(fù)荷分配系統(tǒng)運(yùn)行期間，一般是在接受電網(wǎng)調(diào)度全廠負(fù)荷要求或者是了解到計(jì)劃負(fù)荷曲線之后，從各項(xiàng)機(jī)組的耗水情況、負(fù)荷相應(yīng)速率以及調(diào)節(jié)余量等多方面入手，合理的劃分全廠機(jī)組最優(yōu)負(fù)荷，明確遵循節(jié)能調(diào)度過(guò)程中的相關(guān)管理理念。本文以試點(diǎn)水電站進(jìn)行舉例說(shuō)明，明確探究了當(dāng)處于不同負(fù)荷分配現(xiàn)狀下，應(yīng)當(dāng)采取何種類型的控制方式，然后獲取最佳的調(diào)度數(shù)據(jù)，詳細(xì)的對(duì)其進(jìn)行歸納和總結(jié)，明確最為合理的協(xié)調(diào)控制形式。

從水電站機(jī)組實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)狀可以看出，其屬于一項(xiàng)高維數(shù)并且非線性的優(yōu)化環(huán)節(jié)，特別是在電站中包含的機(jī)組數(shù)量比較多而且機(jī)組動(dòng)力性能不一樣的情況下，面臨的優(yōu)化問(wèn)題是比較嚴(yán)峻的。基于電站相關(guān)準(zhǔn)則，普通的發(fā)電耗水量不多，在這一現(xiàn)狀下，有的企業(yè)過(guò)于重視發(fā)電的耗水量而不關(guān)注水電機(jī)組運(yùn)行成本的輸出，長(zhǎng)時(shí)間下來(lái)的話，使得水電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性隨之下降，而低谷環(huán)節(jié)中，一直處于低負(fù)荷的運(yùn)行現(xiàn)象，機(jī)組振動(dòng)、水輪轉(zhuǎn)輪運(yùn)行速度較慢等，均是面臨的難點(diǎn)問(wèn)題。此外，在小水電站運(yùn)行期間，還普遍存在著重視建設(shè)而忽視管理的不良現(xiàn)象，這一情況不利于小水電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，基于此，就需要合理的分配負(fù)荷，控制好小水電機(jī)電，保持一定的協(xié)調(diào)性。此外，在具體尋優(yōu)期間，對(duì)于耗水量和機(jī)組效率來(lái)講，均可以借助曲線擬合分析系統(tǒng)來(lái)獲取，而振動(dòng)指標(biāo)則是采取手動(dòng)輸入或者是數(shù)據(jù)通訊的方式從機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部獲取，最優(yōu)有功分配環(huán)節(jié)是一項(xiàng)高維數(shù)和非線性以及多約束的優(yōu)化環(huán)節(jié)，其不能夠使用相對(duì)簡(jiǎn)單和方面的方式進(jìn)行計(jì)算，而是需要使用遺傳算法來(lái)解答，以此進(jìn)行最優(yōu)有功分配。

3、最優(yōu)有功控制分配系統(tǒng)的制定

3.1技術(shù)的性能

當(dāng)前，可以以機(jī)組效率曲線為主，對(duì)廠內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行合理的分配，以此在減少機(jī)組消耗量的基礎(chǔ)上提升機(jī)組水能利用效率，在制定廠內(nèi)負(fù)荷最優(yōu)分配模型的過(guò)程中，需要從各臺(tái)機(jī)組耗水量、負(fù)荷相應(yīng)速率以及調(diào)節(jié)余量等多方面入手，進(jìn)行有效的探究，自主分配全廠機(jī)組最優(yōu)負(fù)荷。在機(jī)組負(fù)荷分配模型落實(shí)的過(guò)程中，還需要明確了解到機(jī)組振動(dòng)現(xiàn)象、轉(zhuǎn)輪空蝕情況以及溫度等方面，按照機(jī)組效率曲線來(lái)達(dá)到全廠機(jī)組最優(yōu)負(fù)荷分配的目的。在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和不同用戶提出的應(yīng)用需求中，比較適合應(yīng)用最優(yōu)有功控制分配模型，其有著極高的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的特征體現(xiàn)出來(lái)，比如技術(shù)新型、方便升級(jí)和配置，能夠進(jìn)行自動(dòng)性的拓展等。對(duì)于最優(yōu)有功控制分配模型來(lái)講，其實(shí)是依靠多種方式來(lái)實(shí)施的，其和以往傳統(tǒng)的人工處理方式相比較來(lái)看，自身的創(chuàng)新性更好，并且應(yīng)用較為普遍。模型一般是在收集平臺(tái)樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)施外部計(jì)算工作，單獨(dú)安裝設(shè)備等。

3.2相關(guān)功能的描述

此種系統(tǒng)負(fù)責(zé)獲取中調(diào)實(shí)施輸送的全廠負(fù)荷指令，并且對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，在和負(fù)荷相應(yīng)快速性需求相一致的情況下對(duì)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行合理的分配，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。而且，對(duì)于獲取的優(yōu)化分配結(jié)果來(lái)講，還能夠直接反饋到監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部，以此降低機(jī)組負(fù)荷。

①在系統(tǒng)運(yùn)行期間，可以從機(jī)組狀態(tài)以及振動(dòng)等方面入手，有效的對(duì)負(fù)荷上下限進(jìn)行設(shè)置，負(fù)荷一般是對(duì)不靈活的區(qū)域進(jìn)行有效的調(diào)整，這樣一來(lái)，能夠防止出現(xiàn)機(jī)組循環(huán)性調(diào)節(jié)的現(xiàn)象，可以自主化切換負(fù)荷分配的廠級(jí)以及機(jī)組。其次，本身還有著較強(qiáng)的報(bào)警或者是參數(shù)列表等一系列的優(yōu)勢(shì)，可以按照機(jī)組現(xiàn)有的運(yùn)行情況來(lái)管理操作流程。最后，按照單機(jī)效率的運(yùn)行結(jié)果，采取智能尋優(yōu)算方式來(lái)控制小水電多機(jī)組的過(guò)程，根據(jù)協(xié)調(diào)性的控制方式來(lái)達(dá)到控制小水電機(jī)組的目的。

②系統(tǒng)可以處于7x24h的情況下不斷運(yùn)行，在對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要綜合性探究自身的靈活性以及拓展性，使其滿足業(yè)務(wù)運(yùn)行需求。然后，增強(qiáng)資源流程、查詢條件和信息發(fā)布流程等一系列的功能，提高適應(yīng)性。

4、結(jié)語(yǔ)：

在電網(wǎng)運(yùn)行期間，需要明確電站工作機(jī)組的具體參數(shù)、臺(tái)號(hào)以及啟停流程等，將最優(yōu)負(fù)荷分配落實(shí)于開機(jī)機(jī)組中，當(dāng)機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，必須和振動(dòng)區(qū)域保持一定的距離，以此降低整體消耗數(shù)量。對(duì)于最優(yōu)有功分配控制系統(tǒng)的合理應(yīng)用，能夠增加水電站水能的利用效率，以此實(shí)現(xiàn)小水電機(jī)組安全開展。

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