吳攀++張飛峰

摘 要：對(duì)梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用有利于減少水資源的消耗量，能有效的提高其綜合發(fā)電效益。文章首先闡述了對(duì)梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的必要性，接著對(duì)模塊功能做了詳細(xì)的介紹，又對(duì)梯級(jí)電廠水電調(diào)度技術(shù)進(jìn)行了介紹，最后闡述了信息化的水電調(diào)度系統(tǒng)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮與水電資源的充分利用。希望文章可以在一定程度上給相關(guān)的專業(yè)學(xué)者提供參考與借鑒，如有不足之處，還望批評(píng)指正。

關(guān)鍵詞：梯級(jí)水電站；聯(lián)合優(yōu)化；調(diào)度系統(tǒng)；開發(fā)與應(yīng)用；探究分析

1 對(duì)梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的必要性

對(duì)梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展潮流，必要性體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

第一，梯級(jí)水電站之間有水、電兩方面的聯(lián)系，同一水系上的梯級(jí)水電站能夠相互協(xié)調(diào)，從整體利益聯(lián)合發(fā)電，進(jìn)而取得更好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益；第二，水電是一種無污染、可再生的綠色清潔能源，在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況之下，率先開發(fā)梯級(jí)水電站且利用水資源，不僅有利于減低運(yùn)費(fèi)，提高水資源的使用效率，還能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境；第三，該系統(tǒng)是在水流量預(yù)測(cè)與區(qū)域負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)之上，得到各個(gè)梯級(jí)水電站之間的站內(nèi)機(jī)組出力、負(fù)荷分配、機(jī)組組合狀態(tài)，可以便于調(diào)度員發(fā)出調(diào)度命令，使得機(jī)組出力一目了然?？偟膩碚f，對(duì)梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用是與時(shí)俱進(jìn)的，非常有必要性。

2 模塊功能介紹

2.1 梯級(jí)水電站出力分配與機(jī)組組合

梯級(jí)水電站出力分配與機(jī)組組合旨在應(yīng)對(duì)短期調(diào)度需求與特殊情形，綜合考慮多種多樣約束形式的常規(guī)運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)依據(jù)不同時(shí)期（洪澇時(shí)期語言干旱時(shí)期）憑借水量的多少來調(diào)控各梯級(jí)水電站進(jìn)行發(fā)電。梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的重心就是機(jī)組優(yōu)化的組合功能與梯級(jí)水電站的出力分配，它能夠達(dá)到梯級(jí)水電站群各水電站內(nèi)各個(gè)機(jī)組的組合情況與在相同時(shí)刻的出力分布。該模型的首要前提就是下文所要提到的區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)與水流量預(yù)測(cè)，再輔助以必要的機(jī)組汽濁振動(dòng)區(qū)、生態(tài)平衡約束、單位出力耗水量等客觀條件，還要利用優(yōu)化升級(jí)的軟件對(duì)其進(jìn)行多目標(biāo)化模型建立。

2.2 區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)

區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是調(diào)度功能的一部分，各個(gè)模塊在功能上是相互獨(dú)立的，但在先后順序上是緊密連接的，它是建立在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電力需求實(shí)際情況的基礎(chǔ)之上，此系統(tǒng)指的就是當(dāng)前幾種較為常用的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)流程的具體步驟依次是輸入訓(xùn)練數(shù)據(jù)、對(duì)氣溫與負(fù)荷等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的歸一化處理、采newff建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并確定相關(guān)參數(shù)、使用BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)、輸入驗(yàn)證集數(shù)據(jù)以得到最終的預(yù)測(cè)結(jié)果。負(fù)荷預(yù)測(cè)工作還要結(jié)合客觀的自然條件、增容決策與電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來某個(gè)特定時(shí)刻的電力負(fù)荷需求得出預(yù)先的估計(jì)與推測(cè)。

2.3 梯級(jí)水電站群水流量預(yù)測(cè)

根據(jù)調(diào)查研究顯示，我國水利資源蘊(yùn)藏量與可開發(fā)容量均居世界第一，且梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)具有修改與參數(shù)查詢的功能，以及對(duì)水流量進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)測(cè)功能，以便及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫，使得運(yùn)算結(jié)果更為滿意，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)水流量的調(diào)控。水流量預(yù)測(cè)指的就是系統(tǒng)用來預(yù)測(cè)的模型算法與程序的開發(fā)過程，具體的流程就是輸入原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行平穩(wěn)性校驗(yàn)以便做出數(shù)據(jù)差分處理，采用的模型是時(shí)間序列中的ARIMA模型，有助于對(duì)水流量做出定階與參數(shù)估計(jì)，接著就是適應(yīng)性檢驗(yàn)，最后一步就是輸入測(cè)試集數(shù)據(jù)以得到預(yù)測(cè)結(jié)果。此外，還要輔助于必要的氣壓、濕度、溫度等自然因素，加強(qiáng)預(yù)測(cè)結(jié)果的真實(shí)性，總之，要不斷強(qiáng)化對(duì)于梯級(jí)水電站群的水流量預(yù)測(cè)，節(jié)約水資源。

3 梯級(jí)電廠水電調(diào)度技術(shù)

3.1 實(shí)時(shí)調(diào)度控制技術(shù)與水電計(jì)劃調(diào)度技術(shù)

首先，梯級(jí)水電站的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)常由于電網(wǎng)負(fù)荷需求的不穩(wěn)定性與水庫入庫來水的隨機(jī)性使得其與理想中的計(jì)劃存在一定的誤差，這就需要實(shí)施水電計(jì)劃調(diào)度技術(shù)，降低誤差的概率，并且及時(shí)修正原計(jì)劃。水電計(jì)劃調(diào)度技術(shù)主要是結(jié)合計(jì)劃調(diào)整、預(yù)測(cè)監(jiān)管、偏差修正、對(duì)策分析、預(yù)警報(bào)警等，實(shí)現(xiàn)資源利用率與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合效益。其次，實(shí)時(shí)調(diào)度控制技術(shù)的使用要兼顧到尾水銜接、區(qū)間徑流、水力與電力平衡、流達(dá)時(shí)間與站間通信等一系列的問題，還要求各臺(tái)機(jī)組與集控中心實(shí)現(xiàn)共同合作，進(jìn)而良好的解決電網(wǎng)中調(diào)峰、事故備用與調(diào)頻等各種問題，希望相關(guān)的專業(yè)負(fù)責(zé)人注重對(duì)此技術(shù)的運(yùn)用與推廣。

3.2 電力市場(chǎng)水電調(diào)度

梯級(jí)電廠水電調(diào)度技術(shù)的另一大分支就是電力市場(chǎng)水電調(diào)度，電力市場(chǎng)水電調(diào)度是水電廠完整的水電聯(lián)調(diào)系統(tǒng)中必不可少的一部分，電力市場(chǎng)水電調(diào)度的廣泛普及有助于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率與競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而從整體上全面的增強(qiáng)水電廠的經(jīng)營管理水平與生產(chǎn)技術(shù)。近年來，我國的電力市場(chǎng)還處在實(shí)驗(yàn)的階段，市場(chǎng)規(guī)則在各個(gè)電力市場(chǎng)的推進(jìn)過程中進(jìn)行了多次的修改，逐步加強(qiáng)水電廠參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的實(shí)力，促進(jìn)梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電企業(yè)的資源配置，所以，具有深遠(yuǎn)的研究價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義，希望梯級(jí)水電站的開發(fā)創(chuàng)新人員加強(qiáng)對(duì)電力市場(chǎng)水電調(diào)度的廣泛推廣與實(shí)際應(yīng)用。

3.3 長、中、短期來水預(yù)報(bào)技術(shù)

長、中、短期來水預(yù)報(bào)技術(shù)主要分為兩個(gè)階段，就短期來水預(yù)報(bào)來說，要把定量降水預(yù)報(bào)結(jié)果與氣象降雨觀測(cè)二者緊密的結(jié)合在一起，并及時(shí)引入到預(yù)報(bào)模型中做出科學(xué)合理的預(yù)報(bào)與校正，結(jié)合人類活動(dòng)影響、地理全球定位系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)等方面的應(yīng)用，進(jìn)而可以在一定程度上提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度與精細(xì)度，它在應(yīng)用上也更具有地域上的特點(diǎn)，主要是建立在物理成因法這個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)之上的。就中長期來水預(yù)報(bào)來說，數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法滿足了水庫長期調(diào)度計(jì)劃需求，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的組合預(yù)測(cè)與概率預(yù)報(bào)，科學(xué)的預(yù)測(cè)江河與水庫年月徑流量?？傊?，對(duì)各個(gè)期間進(jìn)行來水預(yù)報(bào)有利于最大化的提高水量與水頭的使用效率，還有助于科學(xué)合理的調(diào)整與安排水電站的發(fā)電計(jì)劃。

4 信息化的水電調(diào)度系統(tǒng)

梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)之所以能實(shí)現(xiàn)就在于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的逐步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)就是計(jì)算機(jī)與其他硬件集群系統(tǒng)、接口與圖像設(shè)施、中間件與通信系統(tǒng)、軟件集群系統(tǒng)等等。梯級(jí)水電調(diào)度系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)支撐軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)主要涵蓋使用通用平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想，最大化的提高監(jiān)控系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、工程化、靈活性；支持大型商用數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)平臺(tái)，維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性與一致性，研究高效的檢索機(jī)制與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)業(yè)務(wù)組件模塊包括接口關(guān)系、業(yè)務(wù)組件、數(shù)據(jù)模型等。進(jìn)而改善生產(chǎn)運(yùn)行人員的工作條件，提高自動(dòng)化管理水平與機(jī)組發(fā)電效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文探究梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用分析具有重要的現(xiàn)實(shí)性意義，近年來，我國的水資源開發(fā)程度日益提高，可以開發(fā)的江河流域已經(jīng)不多，基本已形成或正在形成梯級(jí)電站，但是大多數(shù)的水電站不兼顧上下游電站的效益，造成整個(gè)水系上資源的不合理使用，導(dǎo)致整體經(jīng)濟(jì)效益較低。而梯級(jí)水電站聯(lián)合發(fā)電調(diào)度優(yōu)化的確定在整個(gè)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)與安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著非常重要的作用，這可以科學(xué)、客觀的反映出梯級(jí)水電站的運(yùn)行情況，能夠?yàn)橄到y(tǒng)調(diào)度員做出最佳調(diào)度決策提供一定的依據(jù)，使其更具有可行性與適用性，進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展。

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