基于集控中心的沙溪流域梯级水电站水调自动化系统建设研究

闽江主流沙溪流域集控中心建成后,必须构建基于集控中心的流域水调自动化系统,以集合全流域水情信息,从而加快流域梯级水电站水库调度的决策与响应速度,提高沙溪流域水电集群的综合效益。基于集控中心的沙溪流域梯级电站水调自动化系统建设包括架构“集控中心”、水调自动化系统建设模式、业务节点互联、水情测报系统站点布设、通信组网设计、洪水预报对象规划等,该方案可对水调系统全要素和水调全过程进行数字化映射、智慧化模拟,实现与水电站、设备、气象的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化,支撑精准化决策,助力流域梯级水电站绿色高质量发展。

含混合式抽水蓄能电站的水光蓄日内互补运行研究

在传统水电机组基础上加入可逆式机组构成混合式抽水蓄能电站增加水电调节能力,可与光伏电站联合运行,平抑新能源发电的不稳定性。为研究不同季节典型日下,含混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补运行方式,构建以发电量最大和出力波动最小为目标的水光蓄互补运行短期调度模型,提出双层嵌套模型求解思路,考虑光伏出力的波动性,求解不同运行工况下含混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补运行短期调度模型。计算结果表明,在不同来水及不同光伏出力过程的前提下,混合式抽水蓄能电站可采取不同运行工况以满足目标函数,不仅可以促进光伏并网消纳,还可增加水电发电量,减少弃水,为大量光伏资源并网下混合式抽水蓄能电站运行方式提供参考。

拉萨河流域梯级电站水光互补调度对水文情势的影响分析

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯级电站水光互补优化调度模型,提出了基于水光互补的梯级电站优化调度方案,分析评价了不同优化调度方案的水文情势改变度。结果表明:梯级电站的水光互补优化调度能有效提升电力系统的总发电量和总保证出力;水光互补后拉萨河水文情势的综合改变度略大于水光互补之前,处于轻度至中度改变的临界值附近。研究成果可为拉萨河的水光互补调度及流域综合管理提供科学方法和依据。

物理与数据双驱动水风光短期功率联合预报研究

短期功率预报是保障可再生能源电站稳定运行的重要举措。针对多能互补系统功率预报难以考虑不同能源间时空相关性和预报误差互补特性的问题,提出了物理与数据双驱动水风光短期功率联合预报模型。采用WRF-新安江模型驱动气象水文要素预报,通过互信息方法识别功率预报的关键因子。基于长短期记忆网络构建功率联合预报模型,并将该方法应用于雅砻江流域官地水风光互补系统。结果表明:①相较于独立预报模型,物理与数据双驱动的短期联合预报模型总功率预报平均绝对误差和均方根误差分别降低了9.62%和8.31%;②由于预报误差存在互补特性,系统总功率预报误差小于各电站功率预报误差之和;③相对于单独预报模型,水风光预报误差互补率提高了10.96%。所提方法可为水风光系统协同运行提供技术支撑。

抽水蓄能电站连续满发小时数和装机容量的设计选择

抽水蓄能电站设计中关于连续满发小时数的选择,业内长期存在争议。为实现连续满发小时数和装机容量的最优配置,对某虚拟抽水蓄能电站连续满发小时数设计了3种方案,通过对各个方案在不同电网中的模拟运行数据分析,研究了连续满发小时数与电网发电负荷特征的匹配关系,提出了定量确定连续满发小时数的基本原则。

基于源荷匹配的水光混蓄电站运行策略

在“双碳”目标远景下,加快发展清洁能源构建绿色低碳的新型电力系统刻不容缓,然而以太阳能为代表的清洁能源受天然因素影响,具有较强波动性与随机性,难以大量并网消纳。因此,在考虑传统水电建设周期长、调节性能受到天然来水影响较大的原因,在传统水电机组基础上加入可逆式机组构成混合式抽水蓄能电站增加水电调节能力,可与光伏电站联合运行,平抑光伏发电波动性,促进新能源消纳。为探究在大量光伏并网下,含有混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补发电系统的运行方式,构建源荷匹配度最佳为目标函数的日内优化运行模型,运用中长期-短期多时间尺度嵌套的求解策略,使用中长期时间尺度计算结果作为短期时间尺度计算边界条件,并采用逐步优化算法以及粒子群算法求解不同来水以及不同光伏出力情景下系统运行方式。计算结果表明在不同来水以及不同光伏出力下,混合式抽水蓄能电站可采取不同运行工况,与传统水电形成“凹”字型出力与光伏出力形成互补,不仅可以促进光伏并网消纳,还能与电网负荷需求高度匹配,此外,不同典型日下,混合式抽水蓄能电站上下水库的日内水位变幅均呈现出上水库“先泄后蓄”、下水库“先蓄后泄”的趋势。研究结果为大规模光伏并网下混合式抽水蓄能电站运行方式提供参考。

金沙江上游水光互补中长期协调运行方法研究

充分发挥流域梯级水电站的灵活调节能力,实现水光互补系统的协同运行,是提升可再生能源消纳水平的重要途径。以金沙江上游川藏段正在开展前期规划工作的梯级水电站及沿江光伏电站为研究对象,建立了水光互补系统发电量最大化的中长期协调运行优化模型,同时计及梯级水电站、光伏电站和外送直流输电线路的运行约束,以评估水光互补系统的外送消纳水平。在算例分析中,测算了不同梯级水电站规划装机下的光伏电站最大装机和典型日外送发电曲线,并从丰-平-枯水平年、直流日最大调节幅度和是否配置抽水蓄能电站等方面进行模型验证和灵敏度分析,结果表明,金沙江上游川藏段水光出力具有季节资源互补性和日内电源互补性,提升梯级水电站或直流输电线路的调节能力、配置抽水蓄能电站均可以使光伏最大可接纳装机进一步增长。

量化短期弃电风险的小湾、漫湾水电站水光互补中长期优化调度研究

随着光伏不断接入流域水电并与水电打捆送出,水光互补优化调度对现有的流域梯级水电站水库群调度工作提出了新的要求。为解决已有的中长期水电优化调度规则并不能有效避免短期水光互补联合运行弃电风险这一实际运行问题,以澜沧江小湾、漫湾水电站水光互补为例,针对近期和远期2种光伏装机容量配置场景,对小湾、漫湾水电站长系列水文资料划分来水频率,具体量化短期弃电风险并嵌套绘制中长期水光互补优化调度图,得出该联合调度能有效降低不同来水条件,尤其是平偏丰来水年水光互补运行弃电风险的结论,可为实际调度规则的制订提供参考。

抽水蓄能电站不同连续满发小时数在电力现货市场中的竞争力分析

抽水蓄能电站连续满发小时数的设计选择会影响电站的经济效益,尤其是连续满发小时数越长越有利于清洁能源消纳还是相反,一直是业内争论的焦点。为了澄清这一问题,本文虚拟了一座抽水蓄能电站,设计了3种方案,分别放进山东电力现货市场进行模拟交易。通过对不同方案在电力现货市场中的运行数据进行分析,找到了抽水蓄能电站连续满发小时数与其电力市场竞争力的对应关系,解决了抽水蓄能电站连续满发小时的选择难题。

顶盖螺栓轴力监测装置在柘林水电厂机组上的应用

水轮发电机组顶盖为机组重要的承载部件之一,其大薄壁件结构长期受轴向水推力、转轮上腔水压脉动等交变载荷,螺栓连接的可靠性和安全性对整个机组的正常运行有着至关重要的作用,国内主要水电站均在要求每年检修期间举行水轮机顶盖连接螺栓的更换,以免造成接螺栓松动或失效而造成水淹厂房事故的发生,因此对于水轮机顶盖连接螺栓的监测、寿命评估的可靠性、稳定性提出了要求,但是传统的水轮机顶盖连接螺栓的监测主要靠人工巡检。本文详细论证了一种采用顶盖螺栓轴力监测装置在柘林水电厂的应用。

基于最优潮流的分布式小水电无功考核方法

山区小水电发展迅速,大量分布式小水电在向电网输送功率的同时,如何对其进行合理的无功考核严重影响着电网的经济运行。该文推导了网损与节点电压对小水电功率因数的灵敏度,提出一种实现电网经济运行的分布式小水电上网功率因数考核方法。该方法以小水电功率因数作为优化变量,结合最优潮流计算分布式小水电的最优功率因数考核指标,并在实际地区电网中得到了检验,有效改善了该地区对分布式小水电上网的管理与考核。

大型水电工程混凝土质量控制与管理关键技术

水工结构中大体积混凝土、衬砌混凝土、抗冲耐磨混凝土的设计和施工质量事关电站的长期有效安全运行,其质量控制和管理是保证工程优质高效建设的关键。基于已建三峡、向家坝和溪洛渡水电站混凝土质量控制实践,对混凝土设计技术指标、原材料与配合比、温控防裂、施工工艺等关键技术进行了总结,形成了三峡集团的企业标准并推广应用。对基于数字化、智能化的过程精细管理等进行了案例分析。这些成果将用于在建中的白鹤滩和乌东德工程,也可为国际国内同类工程借鉴使用。

现代电力系统动态模拟实验室建设和运行

分析了电力系统各种实验研究方法,对电力系统动态模拟技术进行了深入研究,建立了三峡巨型机组、特高压交流输电、FACTS系列设备等模型,同时对传统的动模实验室进行了大规模的数字化改造。这使得实验室的研究范围和能力大大提高,并解决了很多电力工业实际问题。实践表明,物理模拟在电力科学研究中具有显著地位,该成果已应用到全国20多个动模实验室。

金沙江下游梯级水电站抗震安全分析

2008年5月12日四川汶川发生特大地震,四川省内大中型水电工程均经受住了超标准地震的考验,仅位于震中地区的水电工程不同程度地受到了损坏。根据流域水电开发规划,金沙江下游拟开发建设乌东德、白鹤滩、溪洛度和向家坝四座大型水电站,目前溪洛渡和向家坝水电站已开工建设,乌东德和白鹤滩水电站正处于可行性研究阶段。通过对区域地质背景、工程近场区断层活动性、历史地震活动及坝址区地震危险性分析,认为金沙江下游四座梯级水电站所选定的坝址区域均处于一个地质相对稳定地块,且避开了区域主干断裂和活动断层。通过采用拱梁分载法和有限元分析等方法对拱坝进行静、动力结构计算以及采用刚体极限平衡法对拱坝坝肩进行稳定分析,计算结果表明大坝抗震安全满足国家和行业有关规程规范要求,且具有较高的安全裕度。

时序负荷曲线下电力系统概率性水电生产模拟

本文是文献［１］的续篇，提出了概率性水电模拟的优化方法。该方法针对火电系统每一个可用容量概率密度函数，兼顾调峰和承担事故备用，合理地安排水电在时序负荷曲线上的位置，最大限度地发挥水电的效率；并提出了论证抽水蓄能电站最佳容量和抽水量的方法，就数值稳定性和计算速度而言，本文的处理方法明显优越于基于持续负荷曲线的概率性水电生产模拟方法。

隔河岩水电厂多媒体培训系统的设计与实现

隔河岩水电厂多媒体培训系统包括运行操作仿真培训、主要设备结构原理培训、基础知识培训等共计１１个子系统。其中，运行操作仿真培训系统计算机采用双屏结构，通过左右屏的内容、多媒体界面与后台程序的有序结合，真实、生动地实现了运行操作仿真培训。文章主要讲述该培训系统的总体结构、功能和操作仿真培训系统的设计方法。

溪洛渡水电站地下厂房岩体结构特征及围岩分类

岩体结构特征研究是洞室稳定性分析的基础,围岩分类实质就是应用工程地质类比法进行围岩稳定性评价。本文根据现场调查结果,分析了溪洛渡水电站地下厂房区围岩岩体结构特征,并建立了适合本工程的围岩分类体系。

三峡电站调速系统对电力系统低频振荡的影响

分析了在电力系统低频振荡的情况下，三峡电站水轮发电机组调速系统的动态特性，从电力系统低频振荡产生的机理出发，采用改进调速器控制算法的方法。

农村小型水电站增效扩容改造关键应用技术研究

由于受到原有预埋土建部分及厂房布置等因素的制约,农村小水电站增效扩容技术改造设计相比新建电站更为复杂。针对设计中电站装机容量的扩容幅度、水轮机选型及适应性分析和经济评价等关键技术问题,以河南省某水库水电站增效扩容改造为例,结合我国增效扩容改造项目相关技术规范进行了分析,为该类工程提供了一种新的设计思路。

小型水电站增效扩容改造方案研究

20世纪末所建设的大多数小型水电站经过多年的运行,如今效率低下并且存在着各种安全隐患,急需对其进行增效扩容改造。小型水电站增效扩容改造是一个再创造的过程,受限于电站自身各种因素,改造方案的拟定变得更为复杂。以某小型水电站为例,针对一库多级式电站,就水电站装机容量、水轮机型号、电气设备及其相应的一些自动化设施等关键问题进行了改造方案探讨,制定了有针对性的改造方案。通过合理改造,使两级电站的效益最大化,解决了老旧小型水电站的带病运行的问题。可为此类增效扩容改造工程提供一定的参考。