《梯級水電站系統的有功功率最優分配模型研究》是依託清華大學，由尚毅梓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：梯級水電站系統的有功功率最優分配模型研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：尚毅梓
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最佳化有功功率在梯級電站中的分配，建立電網穩態運行狀況下的最佳化和調整模型，對於提高梯級系統整體效益、保證電能質量等具有非常重要的意義。目前，由於梯級電站間複雜的水力和電力聯繫，加上庫群間水流滯後影響，普通水電站群描述模型往往無法準確反映負荷與梯級系統的互動行為，制約了該模型在梯級水電站系統上的推廣套用。因此，本項目擬採用理論研究和實測資料分析相結合的手段，以三峽梯級-清江梯級混聯水電站群為研究對象，分析梯級系統的發電特點，特別是負荷不斷變化情況下機組的複雜回響過程特點和機理；研究機組的合理組合模式，合理分配有功功率負荷，建立最佳化有功功率分配過程的數學模型和計算方法。選擇機組聯合發電的典型實例，對建立的模型和計算方法進行檢驗。本項目研究成果旨在深入理解負荷變化及電站、機組的組合模式對發電效率的影響，為梯級實時發電最佳化調度模型設計和發電效益評估提供技術支持。
結題摘要
本項目研究的技術路線為：首先，通過資料分析、數值模擬，並以機組效率試驗為輔助，建立最基本的水機系統模型，研究機組的合理組合模式，從機理層面上避免系統併網後造成的低頻振盪問題。然後，以電力系統穩態運行的基本原理為基礎，對梯級電站水力發電過程巨觀層面的關鍵性參量和過程進行深入研究，最後達到揭示發電特點、完善研究方法，為梯級系統實時發電模型設計奠定套用層面的基礎。本項目研究成果包括四部分：（1）採用理論研究和實測資料分析相結合的手段，從廠網協調發電的角度出發分析了電網AGC與電站AGC的耦合關係，分別研究了三峽梯級、清江梯級和三峽-清江梯級聯合發電特點，定量描述了梯級間的水力和電力約束。（2）在系統總結以往關於機組組合發電和負荷分配技術研究成果基礎上，採用並改進了多種群蟻群算法和遺傳算法，建立了穩態運行工況下的有功功率最優分配模型和計算方法。（3）針對梯級系統發電中經常存在的低頻振盪問題，本項目通過維持區域聯絡線交換功率為計畫值來使電網頻率維持50Hz額定值恆定，以消除電力系統中由於負荷波動所引起的頻率偏差以及相鄰區域電網的交換功率偏差，同時將能量管理系統發出的指令下達至各電網中承擔調頻任務的相關電站和機組，實現了電力系統中發電的自動控制，並達到運行成本最小。（4）開展了實例驗證工作。套用結果表明，本項目所建立的有功功率分配模型能夠最佳化分配梯級各電站所需承擔的系統負荷，以及各級電站的開機機組組合、機組間負荷分配，且有效滿足電網實時性要求。此外，仿真計算結果還表明，如採用本項目提出運行控制策略，梯級電站系統發電量能夠達到28248萬kWh，比當日該電站群實際發電量27968萬kWh，增加約1.1%的發電量。本項目研究成果對於梯級水電站系統實時發電最佳化調度模型設計和發電效益評估具有重要的學術意義和實用價值。研究建立的有功功率分配模型對於深化對梯級電站運行規律、發電特點及負荷-梯級系統的動態互動過程的認識，發展梯級系統的發電最佳化調度方法，具有重要的理論意義。
