水电站短期经济运行PPT课件

j1
每种泄洪设施的孔数 泄洪设施的最大泄洪流能力函数
（5）下游水位流量关系约束
Zxy (t) fZQ[Qck (t)]
式9
t时段下游平均水位
下游水位流量关系函数
3、水电站特性约束
（1）机组（段）水头：
Hi (t)
H min i
Hi (t)
H max i
Z sh
(t
)
Z sh 2
(t
1)
Z
xy
W *(T )
min
T
n(t)
[Qfd,i (t) T (t)]
式3
t1 j1
iL(t, j)
（二）约束条件
1、电力系统约束（产出型约束） 2、水库特性约束 3、水电站特性约束 4、综合利用约束 5、初始条件约束 6、非负约束
1、电力系统约束
t时段水电站总负
荷（出力）
n(t)
Pi (t) Ps (t)
t1 j1
iL(t, j)
Pin (t)为 t 时段水电站总的输入功率，kW ；
Pin,i (t) Qfd,i (t) Hi (t) 分别为t 时段 i 号机组的
输入功率，kW ，发电流量，m3 / s ，和机组
（段）水头，m ；T (t)表示 t 时段以秒为单
位的时段长，s ，为表述方便，用Th (t) 表
(t )
Qqd ,i
(t )
Qkz ,i
(t )
Qtx ,i
(t)]
T
(t )
t 1 j1
iL(t , j )
Q(t)为 t 时段水电站总的引用流量，m3 / s ；
i t Qfd,i (t) Qqd,i (t) Qkz,i (t) Qtx,i (t)分别为 时段 号
机组的工作流量、启动损失流量、空载流量 及调相损失流量，m3 / s 。
（二）优化准则
常用准则包括： 计划期T内的水电站输入能Ein(T)最小
计划期T内的水电站效率(T ) 最大
计划期T内的水电站能量损失△E(T)最小 计划期T内的水电站引用水量W(T)最小
二、优化数学模型
（一）目标函数
Ein (T )
tT t0
Pin (t)dt
tT t0
n(t ) j 1
示 t 时段以小时为单位的时段长，h 。
W (T ) tT Q(t)dt t0
式2
tT n(t ) t0 j1
[Qfd ,i (t) Qqd ,i (t) Qkz,i (t) Qtx,i (t)]dt
iL(t, j)
min
离散形式为
W
* (T )
min
T
n(t )
[Q fd ,i
t时段初库蓄水量
t时段平均n出(t) 库流量
V
(t)
Qrk
(t)
j1 iL(t,
j)
Q fd
,i
(t)
Qqs
(t)
T
(t)
t时段弃水流量
（2）库容曲线约束
Zsh (t 1) fZV [V (t 1)] 式6
t时段末水库上游水位
库容曲线函数
（3）库水位或库蓄水量约束：
t时段末水库上游允许最低水位 t时段末水库上游允许最高水位
Z min sh
(t
1)
Z sh
(t
1)
Z max sh
(t
1)
式7
V min (t 1) V (t 1) V max (t 1)
t时段末水库上游允许最小蓄水量 t时段末水库上游允许最大蓄水量
（4）泄流设施泄流能力约束：
水库泄洪设施个数
Mxie
Qqs (t) N j fxie, j [Zsh (t) Zsh (t 1)] / 2 式8
(t)
式10
Hi (t)
Hi (t) fH ,i[Qfd ,i (t)]
（2）机组预想出力限制：
Pi yx (t) f yxcl,i[Hi (t)]
式11
（3）机组出力限制：
P min i
(t)
Pi
(t)
P max i
(t)
式12
决定于机组运行条件 和电力线路限制等。
如果电网不给定上线， 则取预想出力值。
二、水电站短期经济运行的内容
1、制定计划期（未来一日或一周内多日）的 经济运行方式（计划）。
“以电定水”、“以水定电”
2、短期经济运行方式的实时控制与调整。以 所编制的计划期内水电站经济运行方式（计划） 为指导，根据面临时段及其后时段负荷等信息的 可能变化，随时修正原计划（方式），以调整水 电站及其各机组面临时段的决策和剩余计划期的 经济运行方式，调整方法可以采用以上计划制定 方法。同时，还须考虑电力频率和电压的变化情 况，调整相应的无功功率。水电站负荷调整一般 由厂内经济运行的自动控制系统实现。
第二节 水电站短期经济运行的“以 电定水”模式
一、优化课题与准则 （一）优化课题 （二）优化准则 二、优化数学模型 三、数学模型求解方法
（一）优化课题
“以电定水”模式的基本课题是：对于 计划期T（总时段数，时间范围为t0~tT）， 在已知水电站总负荷过程和预测入库流量 过程等条件下，寻求使所采用的优化准则 达到极值的水电站各时段工作机组的最优 台数、组合及有功负荷在工作机组间的最 优分配，以及相应的水库蓄泄状态变化过 程和泄流设施控制过程。
Pin,i (t )dt
式1
iL(i, j)
tT n(t ) t0 j1
9.81Qfd ,i (t)Hi (t)dt min
iL(t, j)
离散形式为
Ei*n (T )
min
T
n(t)
9.81Q
fd
,i
(t
)
H
i
(t
)Th
(t
)
t1 j1
iL(t, j)
T n(t)
min{
9.81Qfd,i (t)Hi (t)T (t) / 3600}
xy (t T}
),
t 1~ T} Z min{Zxy (t),t
min xy
1
~
T
}
式15
day
航运要求的水位允许最大 日变幅，一般还有水位允 许最大1小时变幅限制。
式4
j1
第i号i机L(组t, j)出力
2、水库特性约束
（1）水库水量平衡约束
令： n(t)
Qck (t) Qfd (t) Qqs (t)
Qfd ,i (t) Qqs (t)
t时段末库蓄水量
t时段平i均Lj(入t1, j)库流量
则有
V (t 1) V (t) Qrk (t) Qck (t) T (t) 式5
（4）机组耗流量特性：
Qfd ,i (t) Qi[Pi (t), Hi (t)]
式13
若采用目标函数式（页7），则不需要该约束式。
4、综合利用约束
（1）出库流量限制：
Qck
源自文库
(t
)
Q min xy
(t)
式14
t时段下游综合利用要求的最小下泄流量
（2）下游航运约束，表示为：
max{Z
xy
(t
min{Z ),t 1 ~