專利名稱:用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),特別涉及國內(nèi)水電站流域控制中用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),屬于水電行業(yè)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,各水電梯級流域都在實行“流域開發(fā),滾動發(fā)展”的開發(fā)戰(zhàn)略,但是在流域水電開發(fā)過程中存在著梯級水電站都依靠經(jīng)驗做發(fā)電計 劃,不僅浪費了優(yōu)先的水力資源,而且不利于真?zhèn)€梯級電站群的可持續(xù)發(fā)展。此外,各電站在運行過程中任何一個發(fā)生事故都會影響其他電站的發(fā)電運行,對于電力調(diào)度也造成不必要的影響。由于國內(nèi)流域經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制工業(yè)化尚處于發(fā)展階段,對某些特定的控制模式還有空白,在處理下級電站最大發(fā)電流量較上級電站最大發(fā)電流量小的工況時,基本是靠運行人員根據(jù)經(jīng)驗來按照某種比例來固定關(guān)聯(lián)電站的出力關(guān)系來控制下級電站水位在安全范圍內(nèi),費時費力還不能有效的利用電站的可調(diào)裕度。國內(nèi)水電站流域控制在處理下級電站發(fā)電流量較小的工況時的不足有(1)、軟件本身無下級電站對上級電站的反向調(diào)節(jié)功能;
(2)、基于運行經(jīng)驗由電站運行人員手動匹配關(guān)聯(lián)電站的出力比;(3)、關(guān)聯(lián)電站可調(diào)范圍不夠靈活;(4)、運行人員監(jiān)盤壓力大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),其通過梯級各水電廠聯(lián)合調(diào)度與優(yōu)化運行,確定水庫及機(jī)組的合理運行方式,實現(xiàn)流域各級水庫與機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行,提高水電廠效率,減少頻繁人工調(diào)節(jié),創(chuàng)造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),由主機(jī)服務(wù)器,歷史服務(wù)器,語音工作站,工程師工作站,操作員工作站,大屏幕投影,GPS系統(tǒng)組成,其特征在于主機(jī)服務(wù)器,歷史服務(wù)器,語音工作站,工程師工作站,操作員工作站,大屏幕投影,GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上;
主機(jī)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備工作方式,具有通用字符標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(帶鼠標(biāo)),液晶顯示器,其管理“各電站”的運行自動化,即各電站的自動發(fā)電控制(AGC);自動電壓控制(AVC);主機(jī)服務(wù)器與各電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊,獲取各電站實時電力信息,下發(fā)控制調(diào)節(jié)命令;
歷史服務(wù)器采用Mysql數(shù)據(jù)庫軟件均安裝在2套冗余服務(wù)器中,將各電站監(jiān)控系統(tǒng)、梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)所有設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存;
操作員工作站對電廠的生產(chǎn)、設(shè)備運行做實時監(jiān)視,取得所需的各種信息,操作員工作站給不同職責(zé)的運行人員提供多組不同安全等級的操作權(quán)限,各級別操作權(quán)限下應(yīng)能識別若干個具有各自口令的用戶,進(jìn)入前,授權(quán)運行人員必須登記“用戶名”、“ 口令”,通過口令操作使得每個用戶可以進(jìn)行獨立的進(jìn)入和退出;操作員工作站的圖形系統(tǒng)為全圖形中文動態(tài)畫面,具有完備的手段實現(xiàn)圖形漫游、變焦和任意移動,能方便地對圖形進(jìn)行建立、擴(kuò)充、放大、平移、增/刪、翻動等,操作員工作站能自動或經(jīng)運行人員的召喚,實時顯示“各電站”內(nèi)主系統(tǒng)的運行狀態(tài)、主要設(shè)備的動態(tài)操作過程、事故和故障、有關(guān)參數(shù)和運行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面,以及趨勢曲線、各種一覽表、測點索引等,定時刷新畫面上的設(shè)備狀況和運行數(shù)據(jù),且對事故報警的畫面具有最高優(yōu)先權(quán),可覆蓋正在顯示的其它畫面,事故時自動推出畫面和處理指導(dǎo);并可經(jīng)運行人員的召喚,顯示有關(guān)歷史參數(shù)和表格;工程師工作站對系統(tǒng)維護(hù),管理人員進(jìn)行修改系統(tǒng)參數(shù)、修改定值,增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報表;
語音工作站完成語音/電話報警、電話查詢、事故自動尋呼(ON-CALL)及手機(jī)短信報警等功能;
GPS系統(tǒng)中配有2臺GPS主機(jī)及I臺冗余切換裝置、I套信號擴(kuò)展裝置,在信號擴(kuò)展裝置中含有4個RS232,8個RJ-45接口,2臺GPS主機(jī)分別接受衛(wèi)星信號通過切換裝置將信號傳送至信號擴(kuò)展裝置中,并分別通過以太網(wǎng)接口接入2套主交換機(jī),通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),對整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算機(jī)進(jìn)行時鐘對時。其具體的操作步驟如下
I)主機(jī)服務(wù)器接收實時監(jiān)控系統(tǒng)傳送來的網(wǎng)調(diào)EMS系統(tǒng)下達(dá)的全流域電站總出力,同時采集現(xiàn)場各電站、各機(jī)組的出力、狀態(tài)信息以及水調(diào)系統(tǒng)中的流域水雨情信息,參考?xì)v史服務(wù)器中存儲的各種控制策略等歷史數(shù)據(jù),經(jīng)過全流域總出力、水頭、機(jī)組效率、機(jī)組聯(lián)合振動區(qū)、下泄流量、下游水庫水位差等經(jīng)濟(jì)、安全運行邊界條件計算出流域內(nèi)各電站及各臺機(jī)組出力的控制目標(biāo),根據(jù)以下目標(biāo)函數(shù)的運算公式進(jìn)行計算
權(quán)利要求
1.用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),由主機(jī)服務(wù)器,歷史服務(wù)器,語音工作站,工程師工作站,操作員工作站,大屏幕投影,GPS系統(tǒng)組成,其特征在于主機(jī)服務(wù)器,歷史服務(wù)器,語音工作站,是工程師工作站,操作員工作站、,大屏幕投影,GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上; 主機(jī)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備工作方式,具有通用字符標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(帶鼠標(biāo)),液晶顯示器,其管理“各電站”的運行自動化,即各電站的自動發(fā)電控制(AGC);自動電壓控制(AVC);主機(jī)服務(wù)器與各電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊,獲取各電站實時電力信息,下發(fā)控制調(diào)節(jié)命令; 歷史服務(wù)器采用Mysql數(shù)據(jù)庫軟件均安裝在2套冗余服務(wù)器中,將各電站監(jiān)控系統(tǒng)、梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)所有設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存; 操作員工作站對電廠的生產(chǎn)、設(shè)備運行做實時監(jiān)視,取得所需的各種信息,操作員工作站給不同職責(zé)的運行人員提供多組不同安全等級的操作權(quán)限,各級別操作權(quán)限下應(yīng)能識別若干個具有各自口令的用戶,進(jìn)入前,授權(quán)運行人員必須登記“用戶名”、“ 口令”,通過口令操作使得每個用戶可以進(jìn)行獨立的進(jìn)入和退出;操作員工作站的圖形系統(tǒng)為全圖形中文動 態(tài)畫面,具有完備的手段實現(xiàn)圖形漫游、變焦和任意移動,能方便地對圖形進(jìn)行建立、擴(kuò)充、放大、平移、增/刪、翻動等,操作員工作站能自動或經(jīng)運行人員的召喚,實時顯示“各電站”內(nèi)主系統(tǒng)的運行狀態(tài)、主要設(shè)備的動態(tài)操作過程、事故和故障、有關(guān)參數(shù)和運行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面,以及趨勢曲線、各種一覽表、測點索引等,定時刷新畫面上的設(shè)備狀況和運行數(shù)據(jù),且對事故報警的畫面具有最高優(yōu)先權(quán),可覆蓋正在顯示的其它畫面,事故時自動推出畫面和處理指導(dǎo);并可經(jīng)運行人員的召喚,顯示有關(guān)歷史參數(shù)和表格; 工程師工作站對系統(tǒng)維護(hù),管理人員進(jìn)行修改系統(tǒng)參數(shù)、修改定值,增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報表; 語音工作站完成語音/電話報警、電話查詢、事故自動尋呼(ON-CALL)及手機(jī)短信報警等功能; GPS系統(tǒng)中配有2臺GPS主機(jī)及I臺冗余切換裝置、I套信號擴(kuò)展裝置,在信號擴(kuò)展裝置中含有4個RS232,8個RJ-45接口,2臺GPS主機(jī)分別接受衛(wèi)星信號通過切換裝置將信號傳送至信號擴(kuò)展裝置中,并分別通過以太網(wǎng)接口接入2套主交換機(jī),通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),對整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算機(jī)進(jìn)行時鐘對時。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),其特征在于所述的具體的操作步驟如下 .1)主機(jī)服務(wù)器接收實時監(jiān)控系統(tǒng)傳送來的網(wǎng)調(diào)EMS系統(tǒng)下達(dá)的全流域電站總出力,同時采集現(xiàn)場各電站、各機(jī)組的出力、狀態(tài)信息以及水調(diào)系統(tǒng)中的流域水雨情信息,參考?xì)v史服務(wù)器中存儲的各種控制策略等歷史數(shù)據(jù),經(jīng)過全流域總出力、水頭、機(jī)組效率、機(jī)組聯(lián)合振動區(qū)、下泄流量、下游水庫水位差等經(jīng)濟(jì)、安全運行邊界條件計算出流域內(nèi)各電站及各臺機(jī)組出力的控制目標(biāo),根據(jù)以下目標(biāo)函數(shù)的運算公式進(jìn)行計算 式中N為水電站的個數(shù);Zui為第i級電站上游水位;Zsi為第i級電站上游設(shè)定水位;Qi為第i級電站發(fā)電流量;當(dāng) I Zui - Zsi 彡 Λ Zi 時,4 =1;當(dāng) I Zui - Zsil <Λ Zi 時,4 =O ; Λ Zi 為第i級電站上游設(shè)定水位的死區(qū)值; 約束條件 電網(wǎng)負(fù)荷平衡 N Σ Pi = Ps(2) i = I 式中Pi為第i級水電站出力;Ps為整個梯級電網(wǎng)調(diào)度給定負(fù)荷; 水量平衡條件 Kj+1 = Vi,t +(0M,t ~ Qi,t⑶ 式中Vi,t為第t時段初i水庫庫容;Vi,t+1為第t時段末i水庫庫容;Λ t為時段間隔;QINi,t為第i級電站t時段入庫流量;Qi,t為第i級電站t時段綜合利用流量; 式中為第i級電站t時段的區(qū)間天然來水、力第i-Ι級電站到第i級電站的水流流達(dá)時間; 水庫庫水位約束 Lui < Z ω· < Yui(5) 式中Iiii為第i級電站上游水位下限;Zai為第i上限; 電站出力約束 Pimin ^ Pi ^ Pijl(6) Pijh ^ Pi ^ Pikl(7) Pimh ^ Pi ^ Pimax(8) 式中Pijl為第i級電站第j個不可運行區(qū)域的出力下限;Pijh為第i級電站第j個不可運行區(qū)域的出力上限;m為不可運行區(qū)的個數(shù);j=fm ;k=j+l ; 2)將上述的運算得到的控制目標(biāo)通過東北電科院集控系統(tǒng)或統(tǒng)一平臺I區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)作用到各現(xiàn)地控制單元,實現(xiàn)對機(jī)組出力、啟/停狀態(tài)及各電站所有被控對象的實時、準(zhǔn)確、可靠及有效地控制,達(dá)到梯級電站水能利用率最大化的目標(biāo);形成的控制策略存儲至歷史服務(wù)器中用于下次形成控制策略的參考及歷史查詢;操作員工作站為系統(tǒng)提供人機(jī)界面,并將顯示信息送入大屏幕投影中,操作員通過其實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)控;當(dāng)故障或事故發(fā)生時由語音工作站發(fā)出語音報警,并將故障或事故信息統(tǒng)一送入歷史服務(wù)器中,單向傳送至III區(qū)(附圖
中沒有表示)綜合報警系統(tǒng),發(fā)出短信和網(wǎng)絡(luò)報警;工程師工作站用于各服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)的維護(hù);GPS系統(tǒng)10并聯(lián)在主控制線路上為各臺服務(wù)器、工作站提供統(tǒng)一的時鐘,為系統(tǒng)故障及事故分析提供依據(jù);通過小庫容電站對上級大庫容電站的反向調(diào)節(jié),將負(fù)荷差值安全、平滑轉(zhuǎn)移到其他可調(diào)電站。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于梯級電站的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),其特征在于主機(jī)服務(wù)器,歷史服務(wù)器,語音工作站,是工程師工作站,操作員工作站,大屏幕投影,GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上;通過小庫容電站對上級大庫容電站的反向調(diào)節(jié),將負(fù)荷差值安全、平滑轉(zhuǎn)移到其他可調(diào)電站。能有效地通過下級電站的流量來控制上級電站機(jī)組流量;降低了耗水率,提高電站經(jīng)濟(jì)效益,有效地減少了成本回收時間,符合當(dāng)前低炭經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢。
文檔編號H02B15/02GK102738789SQ201210085398
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者于海東, 單鵬珠, 吳正義, 夏守筠, 姚峰, 姚貴宇, 崔孝強(qiáng), 張金華, 徐麟, 楊克, 王永潭, 王立勇, 程國清, 路振剛, 閻應(yīng)飛 申請人:吉林松江河水力發(fā)電有限責(zé)任公司