梯级水电站联合优化调度系统的开发与应用分析

梯级水电站联合优化调度系统的开发与应用分析

对梯级水电站联合优化调度系统进行开发与应用有利于减少水资源的消耗量，能有效的提高其综合发电效益。文章首先阐述了对梯级水电站联合优化调度系统进行开发的必要性，接着对模块功能做了详细的介绍，又对梯级电厂水电调度技术进行了介绍，最后阐述了信息化的水电调度系统，促进经济效益的发挥与水电资源的充分利用。希望文章可以在一定程度上给相关的专业学者提供参考与借鉴，如有不足之处，还望批评指正。

标签：梯级水电站；联合优化；调度系统；开发与应用；探究分析

1 对梯级水电站联合优化调度系统进行开发的必要性

对梯级水电站联合优化调度系统的开发是顺应时代的发展潮流，必要性体现在如下几点：

第一，梯级水电站之间有水、电两方面的联系，同一水系上的梯级水电站能够相互协调，从整体利益联合发电，进而取得更好的社会效益与经济效益；第二，水电是一种无污染、可再生的绿色清洁能源，在地球传统能源日益紧张的情况之下，率先开发梯级水电站且利用水资源，不仅有利于减低运费，提高水资源的使用效率，还能够保护生态环境；第三，该系统是在水流量预测与区域负荷预测的基础之上，得到各个梯级水电站之间的站内机组出力、负荷分配、机组组合状态，可以便于调度员发出调度命令，使得机组出力一目了然。总的来说，对梯级水电站联合优化调度系统进行开发与应用是与时俱进的，非常有必要性。

2 模块功能介绍

2.1 梯级水电站出力分配与机组组合

梯级水电站出力分配与机组组合旨在应对短期调度需求与特殊情形，综合考虑多种多样约束形式的常规运行方式，实现依据不同时期（洪涝时期语言干旱时期）凭借水量的多少来调控各梯级水电站进行发电。梯级水电站联合优化调度系统的重心就是机组优化的组合功能与梯级水电站的出力分配，它能够达到梯级水电站群各水电站内各个机组的组合情况与在相同时刻的出力分布。该模型的首要前提就是下文所要提到的区域电网负荷预测与水流量预测，再辅助以必要的机组汽浊振动区、生态平衡约束、单位出力耗水量等客观条件，还要利用优化升级的软件对其进行多目标化模型建立。

2.2 区域电网负荷预测

区域电网负荷预测是调度功能的一部分，各个模块在功能上是相互独立的，但在先后顺序上是紧密连接的，它是建立在当前社会经济发展与电力需求实际情况的基础之上，此系统指的就是当前几种较为常用的短期负荷预测方法。区域电

网负荷预测流程的具体步骤依次是输入训练数据、对气温与负荷等各种数据进行统一的归一化处理、采newff建立神经网络并确定相关参数、使用BP网络训练网络、输入验证集数据以得到最终的预测结果。负荷预测工作还要结合客观的自然条件、增容决策与电力系统的运行特性，实现对未来某个特定时刻的电力负荷需求得出预先的估计与推测。

2.3 梯级水电站群水流量预测

根据调查研究显示，我国水利资源蕴藏量与可开发容量均居世界第一，且梯级水电站联合优化调度系统具有修改与参数查询的功能，以及对水流量进行科学合理的预测功能，以便及时更新数据库，使得运算结果更为满意，进一步加强对水流量的调控。水流量预测指的就是系统用来预测的模型算法与程序的开发过程，具体的流程就是输入原始数据，进行平稳性校验以便做出数据差分处理，采用的模型是时间序列中的ARIMA模型，有助于对水流量做出定阶与参数估计，接着就是适应性检验，最后一步就是输入测试集数据以得到预测结果。此外，还要辅助于必要的气压、湿度、温度等自然因素，加强预测结果的真实性，总之，要不断强化对于梯级水电站群的水流量预测，节约水资源。

3 梯级电厂水电调度技术

3.1 实时调度控制技术与水电计划调度技术

首先，梯级水电站的实际运行经常由于电网负荷需求的不稳定性与水库入库来水的随机性使得其与理想中的计划存在一定的误差，这就需要实施水电计划调度技术，降低误差的概率，并且及时修正原计划。水电计划调度技术主要是结合计划调整、预测监管、偏差修正、对策分析、预警报警等，实现资源利用率与经济社会的综合效益。其次，实时调度控制技术的使用要兼顾到尾水衔接、区间径流、水力与电力平衡、流达时间与站间通信等一系列的问题，还要求各台机组与集控中心实现共同合作，进而良好的解决电网中调峰、事故备用与调频等各种问题，希望相关的专业负责人注重对此技术的运用与推广。

3.2 电力市场水电调度

梯级电厂水电调度技术的另一大分支就是电力市场水电调度，电力市场水电调度是水电厂完整的水电联调系统中必不可少的一部分，电力市场水电调度的广泛普及有助于提高企业的生产效率与竞争力，进而从整体上全面的增强水电厂的经营管理水平与生产技术。近年来，我国的电力市场还处在实验的阶段，市场规则在各个电力市场的推进过程中进行了多次的修改，逐步加强水电厂参与市场竞价的实力，促进梯级水电站联合优化调度系统的开发与应用，最终实现水力发电企业的资源配置，所以，具有深遠的研究价值与现实意义，希望梯级水电站的开发创新人员加强对电力市场水电调度的广泛推广与实际应用。

3.3 长、中、短期来水预报技术

长、中、短期来水预报技术主要分为两个阶段，就短期来水预报来说，要把定量降水预报结果与气象降雨观测二者紧密的结合在一起，并及时引入到预报模型中做出科学合理的预报与校正，结合人类活动影响、地理全球定位系统技术、遥感技术等方面的应用，进而可以在一定程度上提高预报的准确度与精细度，它在应用上也更具有地域上的特点，主要是建立在物理成因法这个坚实的基础之上的。就中长期来水预报来说，数理统计方法满足了水库长期调度计划需求，实现最优的组合预测与概率预报，科学的预测江河与水库年月径流量。总之，对各个期间进行来水预报有利于最大化的提高水量与水头的使用效率，还有助于科学合理的调整与安排水电站的发电计划。

4 信息化的水电调度系统

梯级水电站联合优化调度系统之所以能实现就在于计算机信息技术的逐步发展，实现水电联合优化调度目标的坚实基础就是计算机与其他硬件集群系统、接口与图像设施、中间件与通信系统、软件集群系统等等。梯级水电调度系统的计算机基础支撑软件设计目标主要涵盖使用通用平台的设计思想，最大化的提高监控系统的可扩展性、工程化、灵活性；支持大型商用数据库作为数据平台，维护数据的完整性与一致性，研究高效的检索机制与数据存储；采用面向对象的技术业务组件模块包括接口关系、业务组件、数据模型等。进而改善生产运行人员的工作条件，提高自动化管理水平与机组发电效率，增加经济效益。

5 结束语

综上所述，本文探究梯级水电站联合优化调度系统的开发与应用分析具有重要的现实性意义，近年来，我国的水资源开发程度日益提高，可以开发的江河流域已经不多，基本已形成或正在形成梯级电站，但是大多数的水电站不兼顾上下游电站的效益，造成整个水系上资源的不合理使用，导致整体经济效益较低。而梯级水电站联合发电调度优化的确定在整个电网经济与安全稳定运行中发挥着非常重要的作用，这可以科学、客观的反映出梯级水电站的运行情况，能够为系统调度员做出最佳调度决策提供一定的依据，使其更具有可行性与适用性，进而促进经济的健康快速发展。

参考文献

[1]张作铭，丁小毅，袁晓辉.浅谈基于文化克隆选择算法的梯级水电站联合优化调度[J].电力系统及其自动化学报，2014（3）：76-77.

[2]周建中，李英海，吴杰康.浅析梯级水电站群联合优化调度及其自动化系统建设[J].水电厂自动化，2013（15）：163-164.

[3]黄小锋，付正鑫，乔梁.浅谈梯级水电站联合发电优化调度的方法研究与应用分析[J].中国新技术新产品，2012（9）：103-105.