水电站经济运行研究

网络教育学院

本科生毕业论文（设计）

题目：水电站经济运行研究

学习中心：贵州黔南奥鹏学习中心

层次：专科起点本科

专业：水利水电工程

年级： 2007 年秋季

学号： 101410017762

学生：王平武

指导教师：张静

完成日期： 2010年2月1日

内容摘要

水电站经济运行是充分利用水能资源的一项增产措施，也是减少水能消耗的一项节能措施。但水电站经济运行涉及影响因素多,约束条件复杂,是一项较复杂的系统工程。不同水电站特征千差万别,加大了水电站经济运行的实施难度。本文分六个部分对水电站经济运行进行研究。第一概述了水电站经济运行；第二阐述了水电站经济运行的目的和意义；第三分析了其任务及内容；第四探讨了水电站经济运行的基本内容及实施；第五以东北地区某流域为例，分析了水电站经济运行。最后总结全文。

关键词：水电站经济运行运行方式优化研究

目录

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引言 (1)

1 水电站经济运行概述 (2)

2 水电站经济运行的目的和意义 (4)

3 水电站经济运行的任务及内容 (5)

4 水电站经济运行基本内容及实施 (7)

4.1 水库优化调度及水情自动化系统 (7)

4.2 水、火电日负荷分配及电网调度自动化系统 (7)

4.3 厂内机组间负荷分配及计算机实时控制系统 (9)

5 水电站经济运行实例分析 (10)

5.1 水库调度的基本规律 (10)

5.1.1 水库调度的基本原理 (10)

5.1.2 水库调度的特点 (10)

5.1.3 水库调度的方法和方式 (11)

5.2 某水电站水位控制方式 (11)

5.2.1 控制水位及水位控制方式 (11)

5.2.2 水位控制方式分析 (11)

5.3 某水电站经济运行方式 (12)

5.3.1 长期运行方式 (12)

5.3.2 短期运行方式 (12)

5.3.3 厂内运行方式 (13)

6 结束语 (14)

参考文献 (15)

引言

电力系统是现代社会最重要，最广阔的支柱产业之一，由于电能生产、输送、分配和使用的便捷性和多样性，电能正日益在社会生活的各方面发挥着越来越重要的作用，已成为现代社会发展的主要能源。电力系统是一个消耗大量煤炭、石油、天然气等一次性能源和可再生的水资源，同时又输出巨大电能系统工程，如何提高电力系统的运行效率，充分利用水资源，减少一次性能源的消耗，增加电能输出，这就是电力系统的优化经济运行问题[1]。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电力用户对电力主要提出供电可靠性和经济性两方面的要求。前者要求电力系统以一定数量和质量的电能对用户不间断地、安全可靠地供电，即满足一定时期负荷要求；后者是要求系统对用户的供电应尽可能经济、便宜。要做到安全可靠的供电，可以通过提高设备的制造、安装、运行、维护水平来实现；而要做到供电的经济性，就要努力降低电力系统的运营成本，重点就是降低发电成本，即降低火电站的燃料消耗和水电站的耗水率，节能增发。要降低水电站的发电耗水，充分利用有限的水量多发电，就要对水电站的机组运行进行优化，实现最优经济运行。

关键词：水电站经济运行机组优化

1 水电站经济运行概述

水电站厂内经济运行（也叫优化运行）是在满足电能生产的安全、可靠、优质的前提下，合理地组织调度电厂的发电生产设备，以获得尽可能大的经济效益。与此相适应的水电站运行方式，称为水电站经济运行方式，也可称最优运行方式。水电站厂内优化运行主要是研究水电站的出力平衡、流量平衡、水头平衡、水电站的动力特性、机组最优启停顺序、工作机组的台数、机组间负荷或流量的最佳匹配方式、机组的最合理调节程序和电能生产的质量控制问题[2]。

从研究问题的空间范围来看，水电站经济运行可划分为厂内经济运行和厂间或电力系统经济运行。本论文课题主要研究水电站厂内经济运行，即根据电网调度给定的某一时段电站的出力，按照一定的计算方法，确定水电站中机组的开、停机次序和机组间负荷的最优分配，使运行机组都在高效率区域运行，从而使全厂的发电耗水量最小，来达到增加发电量的目的。

从研究问题的时间范围来看，水电站经济运行可划分为瞬时（小时）、短期（周、日）和长期经济运行。长期经济运行的任务是将一段较长时期（季、年、多年）内的有限输入能量分配到其中较短的时段内（月、周、日）；短期经济运行的任务是将以上长期经济运行所分配的输入能量在短期内的各更短时段（小时）间合理分配，确定出水电站逐日、逐小时的负荷分配和机组的运行状态。瞬时经济运行的任务是将在相应小时或时刻分配到水电站的负荷，再落实分配到各台机组。短期经济运行方式的制定对具有短期（日）调节性能以上的水电站都有现实意义。而长期经济运行方式的制定只对长期调节性能水库（季调节以上的水库）的水电站才有意义。为了充分发挥水电站的作用，最大限度的利用水能，以获得尽可能大的运行效益，应全面开展水电站的长期、短期经济运行方式及厂内的经济运行调度。

从研究问题的分析方法来看，国内外制定水电站厂内经济运行方式的方法有机组间负荷最优分配等微增率法、机组最优工作台数、组合及启停次序的耗量特性图解法、最优运行方式动态规划法以及机组最优启停组合和负荷最优经济分配的遗传算法等。

水电站厂内经济运行是一类典型的单目标优化问题，本文以水电站在给定发电负荷下耗流量最小作为最优化目标来探讨这一问题。它包含了两个子优化问题:机组负荷分配优化问题和机组组合优化问题。

这两个问题都是以耗流量最小作为唯一的优化目标。其中，固定机组负荷分配问题要求根据水电站给定水头下的各台可供发电的机组出力与流量之间的特性曲线，得