一种水电站水库自动调度方法与流程

1.本发明涉及水电站水库调度技术领域，尤其涉及一种水电站水库自动调度方法。


背景技术：

2.水电站水库的正常调度关系到电站的安全生产和经济效益。尤其是日调节水库，每天不同时段来水量有十分明显的变化，其水库的调度操作更为频繁，需要不断关注入库流量、水库水位等情况，合理调节各个闸门开度，确保水库水位维持在适合的高度，满足机组正常生产需要。
3.目前更多地还是依靠运行值班人员根据入库流量和发电需求手动操作各个闸门开度来调整下泄流量。日调节水库由于水库库容小，入库流量变化频繁，发电需求随负荷曲线也不断变化，这就需要运行值班人员频繁调度操作水库闸门。同时由于测量元件本身精度偏差、闸门开度计算偏差、闸门开度调节死区等不可避免的误差的存在，即便入库流量、发电流量和下泄流量都保持恒定，水库水位仍会呈缓慢上升或下降趋势。这就需要运行操作人员及时对闸门开度进行反向微调。这一系列的水库调度需求和任务，给运行值班人员增加了很大的工作量。
4.因此需要研发出一种水电站水库自动调度方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种水电站水库自动调度方法。
6.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
7.一种水电站水库自动调度方法，包括以下步骤：
8.s1、判断各采集信号是否在限值范围内；如是则进入下一步；如否则退出自动调节；
9.s2、获得各机组流量q
p
；
10.s3、根据入库流量q和机组流量q
p
计算出闸门需要下泄的流量qk，计算公式为：qk＝q-q
p
；
11.s4、判断流量qk在哪个闸门的预设处理区间内；
12.s5、各闸门根据赋予的开度流量分别计算出需要调节的闸门开度；
13.s6、判断各闸门开度是否在死区范围内：如是则停止闸门开启，否则继续下一步；
14.s7、调整各闸门开度，并在当调节开度》实际开度时进行开闸；当调节开度＜实际开度时关闸。
15.本发明的有益效果在于：
16.本发明可以根据入库流量和机组发电流量自动获得出各个闸门的开度，改变下泄流量，使水库水位维持在运行人员需要的水位值；同时它还能周期性根据水库水位的变化计算出补偿流量，对闸门开度进行补偿调节，保证水库水位始终能够稳定在运行人员需要的水位值；显著减少了运行值班人员的工作量。
附图说明
17.图1是本技术的主要方法流程图；
18.图2是本技术的方法流程。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
26.如图1和图2所示，一种水电站水库自动调度方法，包括以下步骤：
27.首先，优选进行判断自动调度功能是否投入，投入则进行下一步，未投入则不进行自动调度控制。(投入：由运行值班人员操作上位机系统选择投入；退出：由运行值班人员操作上位机系统选择退出，或流程中条件不满足则自动退出。同时投入、退出状态返送给上位机监视。然后再进入以下步骤：
28.s1、判断各采集信号是否在限值范围内，包括：判断各闸门开度是否在开度限值范围内；水位l是否在正常蓄水位范围内；入库流量q是否满足自动调节需要，包括：入库流量q是否满足自动调节需要，包括当入库流量q太大时需要停机避峰，以及当入库流量q太小仅满足机组发电时均不需要投入自动调节；各机组功率是否在正常有功范围内；如是则进入下一步；如否则退出自动调节；其中入库流量q由流量传感器进行采集、上送；水库水位l由液位变送器进行采集、上送；
29.s2、获得各机组流量q
p
(机组若有流量传感器则跳过计算步骤)；各机组流量q
p
是根据各机组功率计算得到，各机组功率由机组功率变送器上送，计算公式为：
30.q
p
＝k
p
·
∑p
31.其中，∑p为各机组功率之和；k
p
为机组耗水率。
32.s3、根据入库流量q和机组流量q
p
计算出闸门需要下泄的流量qk，计算公式为：qk＝q-q
p
；
33.s4、判断流量qk在哪个闸门的预设处理区间内；
34.s5、各闸门根据赋予的开度流量分别计算出需要调节的闸门开度；
35.s6、判断各闸门开度是否在死区范围内：如是则停止闸门开启，否则继续下一步；
36.s7、调整各闸门开度，并在当调节开度》实际开度时进行开闸；当调节开度＜实际开度时关闸。
37.在本实施例中，闸门包括冲沙闸、排污闸、1#泄洪闸、2#泄洪闸。
38.步骤s4中判断流量qk在哪个闸门的预设处理区间内具体包括：
39.s41、当0＜qk≤a，将流量qk赋予冲沙闸需要调节的开度流量qa＝qk；其中a为人工设定的冲沙闸所能调节流量的上限；并进入下一步；
40.s42、a＜qk≤b，给冲沙闸赋予最大调节的开度流量qa＝qa，给排污闸赋予剩余可调节的开度流量qb＝q
k-qa；其中b为人工设定的冲沙闸和排污闸所能共同调节流量的上限；并进入下一步；
41.s43、b＜qk≤c，给冲沙闸、排污闸分别赋予最大调节的开度流量qa＝qa、qb＝qb，给1#泄洪闸赋予剩余可调节的开度流量qc＝q
k-q
a-qb；其中c为人工设定的冲沙闸、排污闸和1#泄洪闸所能共同调节流量的上限；并进入下一步；
42.s44、c＜qk≤d，给冲沙闸、排污闸、1#泄洪闸赋予最大调节的开度流量qa＝qa、qb＝qb、qc＝qc，给2#泄洪闸赋予剩余可调节的开度流量qd＝q
k-q
a-q
b-qc；其中d为人工设定的冲沙闸、排污闸、1#泄洪闸和2#泄洪闸所能共同调节流量的上限；并进入下一步；
43.s45、qk≤0或qk＞d，表示没有流量用于自动调节或流量过大不建议自动调节，将退出自动调节功能。
44.在步骤s5中，冲沙闸的闸门开度ha、排污闸的闸门开度hb、1#泄洪闸的闸门开度hc、2#泄洪闸的闸门开度hd的计算公式分别为：
45.冲沙闸ha＝qa·
ka46.排污闸hb＝qb·
kb47.1#泄洪闸hc＝qc·
kc48.2#泄洪闸hd＝qd·
kd49.上式中，qa、qb、qc、qd为各闸门需要下泄的流量；ka、kb、kc、kd为各闸门将流量转换为开度的系数。其中各闸门的闸门开度由编码器采集、开度仪上送，编码器和开度仪根据电站闸门数量设置。
50.在步骤s4中，还包括补偿调节：
51.以当前水位值(投入自动调节功能时的水库水位)作为基准水位值la；
52.每隔一段时间，比较实际水位值l与基准水位值la的差值，计算水位偏差l
x
，比如本实施例中设置30分钟；计算公式为：
53.l
x
＝l-la54.再计算补偿流量q
x
，计算公式为：
55.q
x
＝k
x
·
l
x
56.其中，k
x
为补偿系数，是库容面积(单位：m2)和时间(单位：s)的比值；
57.再将补偿流量q
x
叠加给冲沙闸需要调节的开度流量qa即可。
58.在步骤s6中，判断各闸门开度是否在死区范围内包括：判断闸门需要调节的开度与实际开度的差值是否小于设置的开度死区。
59.运行值班人员在需要保持的当前水库水位下，投入本自动调度功能，即可实现水库自动调节：根据来水流量和机组流量的变化，自动操作各个闸门调节改变下泄流量。同时在入库流量异常(过高或较低)、闸门开度异常、水位采集异常等各种情况下，均会自动退出自动调节功能，并向运行值班人员反馈退出状态，由运行值班人员根据实际情况进行后续调度安排。本发明极大减少了运行值班人员的工作量，给工作带来便利的同时提高了运行值班人员工作效率。
60.本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。