发电厂计算机监控系统-汇总 共61页PPT资料
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在洪水期间，根据水情测报系统提供的洪水过程预报， 梯级水电厂必需提前降低大坝水库水位，开启溢洪闸门 放水，使水库保持安全水位，以便洪水到来时进行蓄水， 而在洪水末尾时，要提前关闭溢洪闸门蓄水，为今后的 发电提供足够的水源。
此外，梯级水电厂要实现整个梯级的自动经济运行也必 需掌握河流径流来水情况，水情自动测报系统为此提供 了极其重要的物质基础。
发电厂计算机监控系统
主讲：李延频
一、梯级水电厂控制的特点
梯级水电厂之间的联系： （1）电力方面的联系 （2）水流方面的联系
因此，上下游水库联合调度，可协调解决发电和 其他用水要求的矛盾等。梯级水电厂之间关系较 一般水电厂之间的联系更为密切和复杂，因而梯 级水电厂的监控具有一系列的特点，其主要特点 如下：
一、梯级水电厂控制的特点
（2）上下游水库联合调度。 上下游水库联合调度，可协 调发电和其他用水要求的矛盾。如三峡水利枢纽承担电力 系统调峰任务，因而出库流量每昼夜很不均匀。为满足航 运要求，葛洲坝水利枢纽进行反调节，把不均匀的入库流 量调节成均匀的出库流量，使下游水位不陡涨陡落以保证 航运。又如龙羊峡水库与刘家峡水库联合调度解决发电与 灌溉用水的矛盾。灌溉期，刘家峡水库多放水，与其下游 各级电站在日负荷的基荷区或腰荷区运行，多发电，以满 足其下游灌溉用水；而龙羊峡水库少放水，与其下游刘家 峡以上的梯级水电站一同少发电量，可在日负荷高峰区运 行，把水蓄起来待枯水期利用。非灌期，龙羊峡多放水多 发电，刘家峡少放水少发电，两组水电站群的工作位置相 互交换。经过龙羊峡和刘家峡两座大水库联合调度，既充 分满足刘家峡水电站下游河段灌溉用水的要求，又使黄河 上游的梯级水电站整体按电力系统的要求运行。
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-2 抽水蓄能电厂的特殊控制要求
（1）可靠性要求更高 A、主、辅设备除计划检修外能随时处于待命状 态。 B、启、停频繁 C、抽水工况时存在充气压水过程，程序控制复 杂，辅助设备较多 抽水工况的成功率一般比发电工况要低1％ 左右 （特别是背靠背启动的过程控制，需要发电 机控制单元、抽水机控制单元、公用设备控制单 元、开关站控制单元等密切配合才能完成）
一、梯级水电厂控制的特点
（4）洪水控制和水情自动测报。梯级水电厂除发电任 务外往往还兼负着防洪的任务。由于地理上的原因，洪 水暴涨暴落是我国许多山溪性河流的特性之一。特别是 汛期，暴雨频繁，强度大，来势猛，洪水过程线陡峻。 一旦发生暴雨洪水，只要几个小时就到坝前。我国已发 生过多起洪水过坝，水电厂厂房淹没等重大事故，对流 域内人民的生命财产安全造成严重损失。为此，建立现 代化的水情自动测报系统，就成为梯级水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-1 抽水蓄能电厂的特点
（1）运行工况多 A.常规水轮发电机组的运行工况： 静止、发电和调相三种，工况变换共有六种 B.抽水蓄能机组工况： 静止、发电、调相、抽水和抽水调相五种工况，常用 的工况变换有十多种，如图1所示。
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
C、同期并网方式多 ①发电并网、 ② SFC抽水并网、 ③ BTB运行并网
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-1 抽水蓄能电厂的特点
（3）操作频繁 由于抽水蓄能机组往往要担负电力系统的填谷调峰的
任务，一般还担负系统的调频和事故备用的任务。抽水蓄 能机组的运行方式取决于电力系统的负荷变化，负荷峰谷 变化越厉害，则工况变换越频繁，一般一天变化七八次， 有些抽水蓄能机组甚至一天操作能达到四十次，如英国的 迪诺威克抽水蓄能机组。
一、梯级水电厂控制的特点
（5）可靠的通信。梯级水电厂一般处于高山边远 地区，地形复杂，交通不便，各水电厂之间、水 电厂与梯级调度中心之间以及梯调中心与系统总 调之间的联系主要靠通信。整个梯级水电厂的监 控系统能否正常运行与通信是否可靠是紧密相关 的，一定要保证通信的可靠性。因此，各水电厂 之间、水电厂与梯级调度中心之间以及梯调中心 与系统总调之间的通信常采用冗余方式。可采用 的方式有电力载波、微波、双绞线、同轴电缆、 光缆甚至卫星通信。为保证通信的可靠性，一般 要求设计两条不同路径或者不同方式的数据通信。 当一条通道发生故障时，可切换到另外的一条通 道上。
一、梯级水电厂控制的特点
（3）梯级水电厂的经济运行。由于在同一河流，处于 下一级水电厂的来水量不仅取决于河流的径流来水， 而且还取决于上一级水电厂的放水情况。上下游水电 厂之间必需协调运行。如果水库库容小，上下游水电 厂运行不协调，容易导致水库被迫溢流弃水，或者拉 空，这是不希望发生的。因此，要求进行“同步”运 行，即上游水电厂多发电（多放水）时，要求下游水 电厂也多发电（多放水）。如果水库库容大，不会发 生弃水或拉空，但如何最经济地用水发电，具有重要 的经济意义。据有关资料介绍，法国罗纳河梯级电厂 采用计算机监控实现梯级电厂经济运行，可获得的经 济效益为4%。梯级水电厂的经济运行与水电厂经济运 行既有相同之处，也有较大的差别。它涉及的问题比 较多，采用的数学模型和算法也要复杂得多，难度较 大，有待进一步研究解决。行业标准将实现整个梯级 的自动控制经济运行列为梯调监控系统的主要功能之
一、梯级水电厂控制的特点
（1）上游水库流径调节。 上游水电站水库调节径 流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发 电量。上游水电站水库在汛期蓄水，所蓄水量转 移到枯水期利用，下游各级水电站也相应减少汛 期通过水量，增加枯水期通过水量，减少汛期弃 水，增加枯水期发电量，同时下游的低水头水电 站可以避免汛期因水头降低而产生受阻出力或减 少受阻容量。如中国雅砻江上规划的两河口水电 站，电站本身的保证出力只有870MW，但由于它 的水库调节，使下游10级水电站增加保证出力 3400MW。
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-1 抽水蓄能电厂的特点
（2）控制逻辑复杂 A、机组运行工况多 B、不能实现全压启动（即直接启动）
①直接异步启动、②降压异步启动（小型机组用）、 ③同轴小电动机启动、④背靠背（BTB- back to back ）同步启动、⑤静止变频器启动（SFC- static frequency convertor ，大型抽水蓄能电站用）等。
此外，梯级水电厂要实现整个梯级的自动经济运行也必 需掌握河流径流来水情况，水情自动测报系统为此提供 了极其重要的物质基础。
发电厂计算机监控系统
主讲：李延频
一、梯级水电厂控制的特点
梯级水电厂之间的联系： （1）电力方面的联系 （2）水流方面的联系
因此，上下游水库联合调度，可协调解决发电和 其他用水要求的矛盾等。梯级水电厂之间关系较 一般水电厂之间的联系更为密切和复杂，因而梯 级水电厂的监控具有一系列的特点，其主要特点 如下：
一、梯级水电厂控制的特点
（2）上下游水库联合调度。 上下游水库联合调度，可协 调发电和其他用水要求的矛盾。如三峡水利枢纽承担电力 系统调峰任务，因而出库流量每昼夜很不均匀。为满足航 运要求，葛洲坝水利枢纽进行反调节，把不均匀的入库流 量调节成均匀的出库流量，使下游水位不陡涨陡落以保证 航运。又如龙羊峡水库与刘家峡水库联合调度解决发电与 灌溉用水的矛盾。灌溉期，刘家峡水库多放水，与其下游 各级电站在日负荷的基荷区或腰荷区运行，多发电，以满 足其下游灌溉用水；而龙羊峡水库少放水，与其下游刘家 峡以上的梯级水电站一同少发电量，可在日负荷高峰区运 行，把水蓄起来待枯水期利用。非灌期，龙羊峡多放水多 发电，刘家峡少放水少发电，两组水电站群的工作位置相 互交换。经过龙羊峡和刘家峡两座大水库联合调度，既充 分满足刘家峡水电站下游河段灌溉用水的要求，又使黄河 上游的梯级水电站整体按电力系统的要求运行。
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-2 抽水蓄能电厂的特殊控制要求
（1）可靠性要求更高 A、主、辅设备除计划检修外能随时处于待命状 态。 B、启、停频繁 C、抽水工况时存在充气压水过程，程序控制复 杂，辅助设备较多 抽水工况的成功率一般比发电工况要低1％ 左右 （特别是背靠背启动的过程控制，需要发电 机控制单元、抽水机控制单元、公用设备控制单 元、开关站控制单元等密切配合才能完成）
一、梯级水电厂控制的特点
（4）洪水控制和水情自动测报。梯级水电厂除发电任 务外往往还兼负着防洪的任务。由于地理上的原因，洪 水暴涨暴落是我国许多山溪性河流的特性之一。特别是 汛期，暴雨频繁，强度大，来势猛，洪水过程线陡峻。 一旦发生暴雨洪水，只要几个小时就到坝前。我国已发 生过多起洪水过坝，水电厂厂房淹没等重大事故，对流 域内人民的生命财产安全造成严重损失。为此，建立现 代化的水情自动测报系统，就成为梯级水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-1 抽水蓄能电厂的特点
（1）运行工况多 A.常规水轮发电机组的运行工况： 静止、发电和调相三种，工况变换共有六种 B.抽水蓄能机组工况： 静止、发电、调相、抽水和抽水调相五种工况，常用 的工况变换有十多种，如图1所示。
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
C、同期并网方式多 ①发电并网、 ② SFC抽水并网、 ③ BTB运行并网
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-1 抽水蓄能电厂的特点
（3）操作频繁 由于抽水蓄能机组往往要担负电力系统的填谷调峰的
任务，一般还担负系统的调频和事故备用的任务。抽水蓄 能机组的运行方式取决于电力系统的负荷变化，负荷峰谷 变化越厉害，则工况变换越频繁，一般一天变化七八次， 有些抽水蓄能机组甚至一天操作能达到四十次，如英国的 迪诺威克抽水蓄能机组。
一、梯级水电厂控制的特点
（5）可靠的通信。梯级水电厂一般处于高山边远 地区，地形复杂，交通不便，各水电厂之间、水 电厂与梯级调度中心之间以及梯调中心与系统总 调之间的联系主要靠通信。整个梯级水电厂的监 控系统能否正常运行与通信是否可靠是紧密相关 的，一定要保证通信的可靠性。因此，各水电厂 之间、水电厂与梯级调度中心之间以及梯调中心 与系统总调之间的通信常采用冗余方式。可采用 的方式有电力载波、微波、双绞线、同轴电缆、 光缆甚至卫星通信。为保证通信的可靠性，一般 要求设计两条不同路径或者不同方式的数据通信。 当一条通道发生故障时，可切换到另外的一条通 道上。
一、梯级水电厂控制的特点
（3）梯级水电厂的经济运行。由于在同一河流，处于 下一级水电厂的来水量不仅取决于河流的径流来水， 而且还取决于上一级水电厂的放水情况。上下游水电 厂之间必需协调运行。如果水库库容小，上下游水电 厂运行不协调，容易导致水库被迫溢流弃水，或者拉 空，这是不希望发生的。因此，要求进行“同步”运 行，即上游水电厂多发电（多放水）时，要求下游水 电厂也多发电（多放水）。如果水库库容大，不会发 生弃水或拉空，但如何最经济地用水发电，具有重要 的经济意义。据有关资料介绍，法国罗纳河梯级电厂 采用计算机监控实现梯级电厂经济运行，可获得的经 济效益为4%。梯级水电厂的经济运行与水电厂经济运 行既有相同之处，也有较大的差别。它涉及的问题比 较多，采用的数学模型和算法也要复杂得多，难度较 大，有待进一步研究解决。行业标准将实现整个梯级 的自动控制经济运行列为梯调监控系统的主要功能之
一、梯级水电厂控制的特点
（1）上游水库流径调节。 上游水电站水库调节径 流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发 电量。上游水电站水库在汛期蓄水，所蓄水量转 移到枯水期利用，下游各级水电站也相应减少汛 期通过水量，增加枯水期通过水量，减少汛期弃 水，增加枯水期发电量，同时下游的低水头水电 站可以避免汛期因水头降低而产生受阻出力或减 少受阻容量。如中国雅砻江上规划的两河口水电 站，电站本身的保证出力只有870MW，但由于它 的水库调节，使下游10级水电站增加保证出力 3400MW。
四、抽水蓄能电厂的特点及其特殊控制要求
4-1 抽水蓄能电厂的特点
（2）控制逻辑复杂 A、机组运行工况多 B、不能实现全压启动（即直接启动）
①直接异步启动、②降压异步启动（小型机组用）、 ③同轴小电动机启动、④背靠背（BTB- back to back ）同步启动、⑤静止变频器启动（SFC- static frequency convertor ，大型抽水蓄能电站用）等。