考虑水风光联合发电效益最大的水电站水库优化调度

为了经济合理地充分发挥水电站水库的调节能力,促进风光资源的高效消纳,基于微观经济学生产产品时存在的边际产量递减规律,以水电站水库调节能力为可变要素,将风光资源消纳视为“固定要素”的充分发挥,建立了水风光联合发电效益最大模型,可求解得到促进风光资源经济消纳的水电站水库优化调度方案。算例分析结果表明:在入库流量、负荷需求以及水库运行状态等因素一定的条件下,模型可充分反映水电站水库参与风光出力调节时对风光资源的消纳和水风光联合发电效益的贡献,给出了不同情景下水电站水库参与风光出力调节的优化调度方案,对于在保障电力系统安全的前提下充分发挥水电站水库的调节能力和提升水风光联合发电效益具有一定的参考价值。

水风光储一体化系统中储能平抑出力波动效果评价研究

随着新型电力系统的发展,风能、光能等高比例新能源的联网运行是实现其大规模开发利用重要途径,也是在双碳政策背景下节能减排的重要方式。由于风电和光伏出力具有极强的随机性与不可控性,高比例的风电与光伏接入电网势必会产生巨大的波动,从而降低电能质量,给电网运行带来许多不便。如何既能高比例地消纳风电与光伏,又能尽量减少其并网产生的不利影响成为一项重要课题。本文建立了风电、光伏及水电的出力模型,分析了不同情景下的出力特点与趋势,根据其出力的强不确定性、间歇性与周期性的特点,计算不同组合方式下的组合能源系统出力数据并对比分析。以某水电站为例,建立以水电调节为主的水风光发电系统,并在其中加入超短期储能装置,研究发现此组合能源出力系统可以很好地平抑出力波动并达到出力最高,且经济效益良好。

基于碳减排的梯级水库消落期多目标水碳调度研究

提出基于碳减排的梯级水库消落期多目标水碳调度模型,将碳排放因子法应用于梯级水库水碳调度研究,为梯级水库消落期水碳协同调度提供技术支撑。以发电量最大和温室气体排放量最小为调度目标,采用NSGA-II算法求解模型,并以金沙江中下游6座水库与三峡水库组成的梯级水库为研究对象进行实例研究。结果表明:相较现行调度方案,在丰、平、枯不同水文情景下,发电效益最佳方案可使梯级水库年发电量提高44.3~75.9亿kW·h,增长率为4.0%~5.2%;碳减排效益最佳方案可减少温室气体排放量(CO_(2)当量)37.5~42.5 Gg/a,降低4.2%~4.7%;协调调度方案可提高年发电效益36.4~73.8亿kW·h(增长率3.2%~5.0%),减少温室气体排放量(CO_(2)当量)36.3~41.4 Gg/a,降低4.0%~4.6%。

考虑雨强贡献的大型水电站枢纽泄洪雾化影响规律分析

泄洪雾化对两岸边坡的影响一直是水电枢纽长期运行安全关注的重大问题。针对西南水电站枢纽泄洪雾化影响问题,采用随机喷溅数学模型分析了雾化影响规律,并对该模型求解方法进行了改进,在综合考虑复杂地形、水舌风、自然风及水滴飞行过程等因素的同时,以西南地区GS水电站为依托,对不同泄洪工况下的雾化降雨进行预测。结果表明,泄洪方式、地形及自然风在大型水电站雾雨区分布形态中起主导作用。GS水电站不同工况下雾化降雨呈现沿河谷两岸边坡竖向爬升的趋势,暴雨区沿左岸最高扩散至2236 m高程,右岸扩散至2188 m高程,最大纵向长度为815 m,暴雨中心雨强达600~1000 mm/h。研究成果为未来窄河谷、大规模水电站工程泄洪出口处的雾化影响分析提供了参考依据。

基于ISSA-H_(∞)的水电机组鲁棒控制

随着风电、光伏等随机能源大量接入,电网结构变得复杂。在此背景下,水电机组将根据需要经常处于变工况运行,运行环境日趋恶劣,其传统的PID控制策略显然难以实现各种复杂工况下的最优控制。为此,将H_(∞)理论应用于水电机组,并基于改进樽海鞘算法(ISSA)和综合ITAE指标对其参数进行优化,实现了基于ISSA-H_(∞)的水电机组自适应鲁棒控制。仿真结果表明,相比传统的PID控制器,设计的基于ISSA-H_(∞)的自适应鲁棒控制器在不同工况下均有优异的调节性能,实现了水电机组多工况下最优控制。

灯泡贯流式水轮机导水机构连杆结构优化设计

桥巩水电站大型灯泡贯流式机组自投运以来,水轮机导水机构弹簧安全连杆频繁发生弯曲报警和脱落事故,造成了严重的经济损失,甚至直接影响到机组的安全。通过分析水轮机导水机构的工作原理及弹簧安全连杆结构设计特点,结合近十年来弹簧安全连杆弯曲报警和脱落事故的数据及资料进行深入分析,认为弹簧安全连杆工作过程承受复杂交变应力,导叶传动机构整体刚性不足,导叶连杆弹簧预紧力不相同,导叶全关时预紧力不一致等多种原因是频繁引发连杆弯曲报警和脱落事故的主要原因,并据此对弹簧安全连杆方案进行了优化设计,采用弹簧安全连杆和刚性连杆间隔的方案来改造导叶传动机构,对导叶传动机构容易疲劳破坏的零件进行了结构优化和材料工艺改进,新设计并制造安装了刚性连杆。改造方案不仅增强了导叶传动机构的整体刚性,又能保留弹簧安全连杆具有的导叶安全保护及机构自动复位结构优点,同时也便于导水机构的安装检修与调整,有效地解决了原设计方案的缺陷和不足。

不确定来水条件下龙羊峡水库年末水位优化

以黄河上游多年调节水库龙羊峡及下游刘家峡水库为研究对象,考虑来水不确定性影响,建立梯级水库群多目标随机优化模型,并基于理想点法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)决策方法,求解当年发电量与年末水位Pareto方案集中最佳方案,探讨来水频率及起调水位对年末水位和发电量的影响,验证年末期望水位保证多年调节水库发电效益的可靠性。结果表明:在不确定来水条件下,龙羊峡水库年末期望水位与龙羊峡水库、刘家峡水库年期望发电量之间存在竞争关系;龙羊峡水库来水频率越低、起调水位越高时,龙羊峡水库年末水位越高,龙羊峡水库、刘家峡水库发电量越大;基于提出的年末水位优化方法可大幅缩减龙羊峡水库现行调度方式下年末水位范围,且保障发电效益的可靠性在98%以上。

基于深度强化学习的三峡电站机组负荷分配实时决策方法

本文聚焦于三峡电站厂内经济运行的关键问题——实现以最小化耗水量为目标的大规模机组实时负荷分配。鉴于传统动态规划方法在处理三峡电站大规模水电机组群时面临维数爆炸问题,进而无法满足调度决策实时性要求,本文提出基于深度强化学习的多时段机组负荷分配模型训练和决策框架。采用深度强化学习方法训练深度神经网络,通过预训练网络模型决策生成机组负荷分配计划。将群论应用到深度强化学习的状态和动作特征处理中,显著压缩了状态和动作空间,从而提升模型训练效率。研究结果表明,相比于动态规划法,基于深度强化学习的三峡电站机组负荷分配方法在保证优化解精度的同时,以不到1%的效益损失为代价,将决策耗时降低了2个数量级,为水电站大规模机组负荷分配提供了一种快速、高效的解决方案。

白鹤滩水电站10000 kN坝顶双向门机控制系统设计开发

针对白鹤滩水电站门机的主起升机构起重量大、门机大车行走电机数量多、电机布局与常规门机差异大等问题,开展10000 kN双向门机控制系统设计开发,研究主起升机构电机的主从控制及同步性技术、一台变频器控制多台电机的技术、各分布式站点的光纤通信技术等,解决了多电机刚性连接、柔性连接的同步和出力均衡,一台变频器控制多台电机,电机电缆以及通信控制等问题,为今后大起重量启闭机的控制设计提供发展方向和思路。

基于负荷偏差光滑技术的梯级水电站短期精细化调度方法研究

水电站在复杂自然环境下易出现电力负荷偏差问题,影响电站稳定。对此,提出一种梯级水电站短期调度方法。首先根据计划参数与蓄能目标得到电站序位,引入负荷偏差光滑技术,建立水电站控制模型,最后引入弃水机制进行优化调度。结果表明,在水电站负荷优化中,惠州抽水蓄能电站负荷偏差由最大200MV改善至20MV范围。同时,惠州抽水蓄能电站优化后的出力相比实际出力提升4.32%。研究结果可为水电站的负荷优化提供技术参考。

基于能值分析的大型水电站建设系统资源利用与可持续评价

为科学量化大型水电工程建设过程中自然资源和社会经济活动对系统水力发电效益和质量的贡献,基于能值分析方法,构建大型水电工程建设系统能值评价指标体系,解析各类资源的真实价值与其可持续发展水平。结果表明:①系统对可更新资源依赖程度更高,其中水资源(雨水和径流来水)占系统总投入能值的54.55%,不可更新资源中主要以混凝土、水泥、机械与建设用电投入较大。②相较于其他水电工程,该系统净能值产出率较大(EYR为2.22),系统经济活力更强、更具有竞争性;环境压力较小(ELR为0.82)、可持续发展能力较好(ESI为2.69),与生态环境协调发展。③该系统水力发电太阳能值转换率为3.12×10^(10)sej/(kW·h),处于较低水平,体现其施工技术和管理水平较高,发电质量较好。研究结果有助于提高雅砻江流域水资源利用效率和优化水资源调度,可为大型水电工程建设中环境效益与经济效益评价提供参考。

大型水电站网络攻防演练期间防护管理实践

为落实能源保供新形势下对水电机组的安全稳定运行所提出的更高要求,切实提高大型水电站在网络攻防护网期间的电力监控系统、信息管理系统网络安全防护能力,通过对金沙江中游河段梨园水电站网络攻防期间在电力监控系统、信息管理系统所自主开展的工作和防范措施进行梳理分析,结合国家标准与行业规范,制定了适用于实际的运行方式模式,健全了网络安全管理体系,大幅提升了护网迎战期间的网络安全防护能力。

梯级水电站不蓄电能联合调度设计与研究

在水电站调度领域,不断寻求提高水资源使用效率与发电效率是研究的核心目标。从最大化不蓄电能角度出发,设计梯级水电站的联合优化调度模型。通过深入分析该模型并运用POA算法进行求解,辅以实际工程案例的应用,验证该模型与方法的有效性和实用性。结果表明,与传统调度策略相比,该模型能够在满足电网需求和多种约束条件的基础上,优化梯级各电站的电力输出分配,提升不蓄水发电及水资源利用的效率,可为梯级水电站的综合优化调度策略提供参考和帮助。

叶茂水电站优化调度研究

针对叶茂水电站采用原调度运行方式运行中存在非汛期回蓄困难、发电效益不高、调度规则粗放、洪水可能漫过闸门顶部等问题,笔者从不同流量发电效益、实测洪水涨率、时段洪量三个方面入手,研究电站从正常蓄水位降低水位运行的时机和判别流量,分析不同峰型洪水退水段回蓄风险,提出优化后的调度运行方式。该优化调度方式既能规避电站运行风险,又能增加发电效益。

基于树状图的直流系统电缆截面计算和电压降校验法

针对目前直流系统电缆截面选择存在依赖人工手段、调整参数之后需反复核对、计算繁琐等问题,笔者结合电缆截面选择原则,采用编程软件开发直流系统智能设计工具,通过直流负荷配置、电缆参数设置及选择、电缆电压降校验实现自动计算,并以树状图的形式展现直流系统电缆截面选择和电压降分配结果,提高了计算效率和准确度,可为直流电缆选择提供借鉴。

住宅机电安装中强电施工工艺与控制管理研究

为提升住宅建筑机电安装工程中强电施工的整体质量,深入探讨了强电施工工艺的关键环节与控制管理措施。首先,从强电施工工艺的重要性出发,概述了其在住宅建筑机电安装工程中的核心地位及技术要求。其次,详细分析了强电施工工艺的各个步骤,包括施工准备、管线铺设、防雷接地等,并提出了相应的质量控制要点。在控制管理方面,探讨了管理模式的创新、现场资源的有效分配、技术性指导与培训等方面。该研究不仅为住宅建筑机电安装工程的实践提供了科学依据,也为未来相关领域的研究与改进奠定了坚实基础。

水电站围堰高效填筑关键技术应用研究

围堰高效填筑是保证水电站高质量施工的前提。以水电站上游截流围堰为研究对象,针对复杂的地质状况,首先对围堰位置的地貌及地质情况进行精细勘察,保证围堰设计准确贴合地质情况,而后采用底部赶水混凝土+左岸堆石混凝土+主体贫胶凝砂砾料的混合围堰设计形式;上游戗堤铺盖+围堰下游面加浆+控制性帷幕灌浆的综合防渗,以及科学优化CSG拌合物的骨料级配进行施工。应用结果表明,该技术可以有效实现水电站围堰的快速施工,为后续类似项目提供借鉴。

大坝安全数字化巡检系统探索及应用

为解决传统水工巡视检查存在归档不方便、巡检过程难以监督管理、巡检历史记录对比查询工作量大以及巡检信息孤立滞后等弊端。探索数字化巡检方案,采用NFC近场通讯技术,建立Web端和移动终端巡检APP配合使用的数字化巡检系统。实现巡检的路线规划、发布、结果扫码录入、报告生成、审核、发布、缺陷查询及跟踪等功能。实践表明该系统运行稳定、使用便捷,有效提高水工设施设备巡检工作的质量和效率,进一步保障大坝安全稳定运行。

大型水电站智能化建设探索与实践

基于某大型水电站智能化建设的研究探索,指出智能电站建设必须以安全生产服务为最终目标,做到向外吸收兼容先进技术成果,向内拓展电站智能应用场景,积极探索物联网、大数据、人工智能等技术在电力生产工作中的应用,为状态检修、设备全寿命周期管理、智能运维等生产管理提供支撑,推动安全生产工作提质增效。

轴流转桨式机组不同工况运行稳定性研究

鉴于轴流转桨式机组的运行性能直接影响能源转换效率和电力系统的安全稳定,借助相关传感器和数据采集设备,对不同运行工况下机组稳定性参数的现场实测数据和数值模拟结果进行相关性对比分析,深入探究影响水轮机稳定运行的具体参数,并进一步分析造成轴流转桨式机组运行失稳的产生机制及防治措施。结果表明,机组运行状态和稳定性与流动特性的变化及不均匀激励息息相关。结果可为改善轴流转桨式机组运行稳定性提供理论依据,对进一步提升轴流转桨式机组的经济性、可靠性和耐久性有重要意义。