一種水利發(fā)電站群協(xié)同調度優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及發(fā)電站控制，具體涉及一種水利發(fā)電站群協(xié)同調度優(yōu)化控制系統(tǒng)。

背景技術：

1、水利發(fā)電站是一種利用水資源的能量來發(fā)電的設施，通常位于河流、水庫或水壩附近，基本原理是利用水流的重力勢能或動能，驅動水輪機旋轉，再通過水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，當水從高處流向低處時，其勢能轉換為動能，水流的力量推動水輪機旋轉，水輪機的機械能通過發(fā)電機轉換為電能，根據(jù)水源和地形的不同，水利發(fā)電站控制系統(tǒng)是水力發(fā)電站中核心的管理和操作平臺，負責協(xié)調和控制水力發(fā)電過程中的各個環(huán)節(jié)；

2、現(xiàn)有技術存在以下缺陷：

3、對于流域梯級水電站群來說，現(xiàn)有的水利發(fā)電站群通常獨立運行，缺乏協(xié)同控制，無法根據(jù)不同季節(jié)和水文條件動態(tài)調整發(fā)電策略，導致在不同季節(jié)或水文條件下的資源利用效率不高，且降低水利發(fā)電站群的電網(wǎng)穩(wěn)定性。

4、基于此，本發(fā)明提出一種水利發(fā)電站群協(xié)同調度優(yōu)化控制系統(tǒng)，在枯水期和豐水期分別生成不同的控制策略，通過綜合考慮發(fā)電站的健康狀態(tài)，實現(xiàn)靈活的資源調度和優(yōu)化控制，提高水利發(fā)電站群的發(fā)電效率和電網(wǎng)穩(wěn)定性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種水利發(fā)電站群協(xié)同調度優(yōu)化控制系統(tǒng)，以解決背景技術中不足。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種水利發(fā)電站群協(xié)同調度優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括信息獲取模塊、狀態(tài)劃分模塊、優(yōu)化控制模塊；

3、信息獲取模塊：通過管理平臺的api接口獲取水利發(fā)電站群信息，水利發(fā)電站群信息包括水利發(fā)電站數(shù)量以及水利發(fā)電站相對位置；

4、狀態(tài)劃分模塊：獲取每個水利發(fā)電站的多源數(shù)據(jù)，基于多源數(shù)據(jù)綜合評估每個水利發(fā)電站的當前健康狀態(tài)后，將水利發(fā)電站的健康狀態(tài)劃分為優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)以及差狀態(tài)；

5、優(yōu)化控制模塊：控制差狀態(tài)的水利發(fā)電站停止運行并向管理平臺發(fā)送警示信號，并在枯水期時，結合優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)水利發(fā)電站生成第一控制策略，在豐水期時，結合優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)以及差狀態(tài)水利發(fā)電站生成第二控制策略，依據(jù)生成的第一控制策略或第二控制策略對水利發(fā)電站群進行協(xié)同調度優(yōu)化控制。

6、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述狀態(tài)劃分模塊獲取每個水利發(fā)電站的多源數(shù)據(jù)，多源數(shù)據(jù)包括發(fā)電機異常指數(shù)、運行效率指數(shù)以及壓力管道波動指數(shù)；

7、將發(fā)電機異常指數(shù)、運行效率指數(shù)以及壓力管道波動指數(shù)綜合計算獲取狀態(tài)系數(shù)；

8、狀態(tài)劃分模塊將獲取的狀態(tài)系數(shù)與第一異常閾值以及第二異常閾值進行對比，第一異常閾值用于判斷水利發(fā)電站健康狀態(tài)好壞，第二異常閾值用于判斷水利發(fā)電站健康狀態(tài)下降程度；

9、若狀態(tài)系數(shù)小于等于第一異常閾值，將水利發(fā)電站的健康狀態(tài)劃分為優(yōu)狀態(tài)，若狀態(tài)系數(shù)大于第一異常閾值，且狀態(tài)系數(shù)小于等于第二異常閾值，將水利發(fā)電站的健康狀態(tài)劃分為中等狀態(tài)，若狀態(tài)系數(shù)大于第二異常閾值，將水利發(fā)電站的健康狀態(tài)劃分為差狀態(tài)。

10、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述狀態(tài)劃分模塊將發(fā)電機異常指數(shù)、運行效率指數(shù)以及壓力管道波動指數(shù)綜合計算獲取狀態(tài)系數(shù)，表達式為：

11、，式中，為狀態(tài)系數(shù)，為運行效率指數(shù)，為發(fā)電機異常指數(shù)，為壓力管道波動指數(shù)，分別為運行效率指數(shù)、發(fā)電機異常指數(shù)以及壓力管道波動指數(shù)的比例系數(shù)，且均大于0。

12、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述優(yōu)化控制模塊在枯水期時，控制差狀態(tài)的水利發(fā)電站停止運行后，再控制差狀態(tài)的水利發(fā)電站的排水閘為全開狀態(tài)，控制優(yōu)狀態(tài)的水利發(fā)電站為最大蓄水量；

13、優(yōu)化控制模塊在枯水期時，對中等狀態(tài)水利發(fā)電站的最大蓄水量進行調節(jié)，調節(jié)算法為：

14、，式中，為調節(jié)后的最大蓄水量，為調節(jié)前的最大蓄水量，為狀態(tài)系數(shù)。

15、在一個優(yōu)選的實施方式中，優(yōu)化控制模塊根據(jù)中等狀態(tài)水利發(fā)電站與優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站的位置關系進行二次調度優(yōu)化；

16、若存在至少一個優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站的當前蓄水量小于90%最大水流速時，優(yōu)化控制模塊獲取中等狀態(tài)水利發(fā)電站與優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站的位置關系，若中等狀態(tài)水利發(fā)電站在優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站的上游區(qū)域，則在中等狀態(tài)水利發(fā)電站當前最大水蓄水量基礎上降低10%，若中等狀態(tài)水利發(fā)電站在優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站的下游區(qū)域，則不進行二次調度優(yōu)化。

17、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述優(yōu)化控制模塊在豐水期時，控制差狀態(tài)的水利發(fā)電站停止運行，控制優(yōu)狀態(tài)的水利發(fā)電站為最大蓄水量，對中等狀態(tài)水利發(fā)電站的最大蓄水量進行調節(jié)，調節(jié)算法為：

18、，式中，為調節(jié)后的最大蓄水量，為調節(jié)前的最大蓄水量，為狀態(tài)系數(shù)；

19、優(yōu)化控制模塊獲取差狀態(tài)水利發(fā)電站、中等狀態(tài)水利發(fā)電站、優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站之間的位置關系，并獲取下游區(qū)域的實時水位線；

20、若中等狀態(tài)水利發(fā)電站、優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站均滿足各自的最大蓄水量需求，且下游區(qū)域的實時水位線小于等于警示水位線，優(yōu)化控制模塊不進行二次調度優(yōu)化；

21、若中等狀態(tài)水利發(fā)電站、優(yōu)狀態(tài)水利發(fā)電站均滿足各自的最大蓄水量需求，但下游區(qū)域的實時水位線大于警示水位線，優(yōu)化控制模塊先獲取差狀態(tài)水利發(fā)電站位置，控制差狀態(tài)水利發(fā)電站增大蓄水量，直到下游區(qū)域的實時水位線小于等于警示水位線為止。

22、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述壓力管道波動指數(shù)的計算邏輯為：通過壓力管道內部不同位置設置的監(jiān)測點獲取壓力管道的各個位置的實時壓力值；

23、依據(jù)監(jiān)測點獲取的實時壓力值計算壓力偏差值，壓力偏差值等于實時壓力值減去標準壓力值的差值絕對值，基于多個監(jiān)測點的壓力偏差值計算平均壓力偏差值以及壓力偏差標準差，表達式為：

24、，式中，為平均壓力偏差值，為壓力偏差標準差，為第個監(jiān)測點的壓力偏差值，為監(jiān)測點的數(shù)量；

25、若平均壓力偏差值小于等于偏差閾值，且壓力偏差標準差小于等于標準差閾值，壓力管道波動指數(shù)；

26、若平均壓力偏差值小于等于偏差閾值，且壓力偏差標準差大于標準差閾值，壓力管道波動指數(shù)；

27、若平均壓力偏差值大于偏差閾值，且壓力偏差標準差大于標準差閾值，壓力管道波動指數(shù)；

28、若平均壓力偏差值大于偏差閾值，且壓力偏差標準差小于等于標準差閾值，壓力管道波動指數(shù)。

29、一種水利發(fā)電站群協(xié)同調度優(yōu)化控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

30、控制系統(tǒng)通過管理平臺的api接口獲取水利發(fā)電站群信息，水利發(fā)電站群信息包括水利發(fā)電站數(shù)量以及水利發(fā)電站相對位置；

31、控制系統(tǒng)獲取每個水利發(fā)電站的多源數(shù)據(jù)，基于多源數(shù)據(jù)綜合評估每個水利發(fā)電站的當前健康狀態(tài)后，將水利發(fā)電站的健康狀態(tài)劃分為優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)以及差狀態(tài)，控制差狀態(tài)的水利發(fā)電站停止運行并向管理平臺發(fā)送警示信號；

32、在枯水期時，結合優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)水利發(fā)電站生成第一控制策略，在豐水期時，結合優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)以及差狀態(tài)水利發(fā)電站生成第二控制策略，依據(jù)生成的第一控制策略或第二控制策略對水利發(fā)電站群進行協(xié)同調度優(yōu)化控制。

33、在上述技術方案中，本發(fā)明提供的技術效果和優(yōu)點：

34、本發(fā)明通過狀態(tài)劃分模塊獲取每個水利發(fā)電站的多源數(shù)據(jù)，基于多源數(shù)據(jù)綜合評估每個水利發(fā)電站的當前健康狀態(tài)后，將水利發(fā)電站的健康狀態(tài)劃分為優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)以及差狀態(tài)，優(yōu)化控制模塊在枯水期時，結合優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)水利發(fā)電站生成第一控制策略，在豐水期時，結合優(yōu)狀態(tài)、中等狀態(tài)以及差狀態(tài)水利發(fā)電站生成第二控制策略，依據(jù)生成的第一控制策略或第二控制策略對水利發(fā)電站群進行協(xié)同調度優(yōu)化控制。控制系統(tǒng)在枯水期和豐水期分別生成不同的控制策略，通過綜合考慮發(fā)電站的健康狀態(tài)，實現(xiàn)靈活的資源調度和優(yōu)化控制，提高水利發(fā)電站群的發(fā)電效率和電網(wǎng)穩(wěn)定性。