关于小水电机组最优有功分配控制系统分析

吴柏英

摘要：本文通过探究水电站最优有功控制分配算法，阐述了小水电站中的最优控制分配系统模型结构，对于此种类型的结构来讲，本身是以效率曲线拟合分析模块为主进行构设的，并且是从效率拟合分析系统运行情况来获取的相关数据。从最优有功分配控制系统实际运行情况可以看出，其产生的优势极高，拓展性强，比较适合应用在较为复杂的环境中，和以往人工操作方式相比较来看，受到的应用度更高一些。

关键词：小水电机组;最优有功分配;控制系统;应用情况

现阶段，在农村生产期间，小水电站产生的作用是极高的，其可以保持生态均衡发展。不过，在我国大多数水电站运行期间，还面临着诸多的问题，比如发电经济效益不高等，基于此，采取何种方式来制定小水电站厂内运行方案，在合理优化的过程中提升经济效益，是当前人员关注的首要现象。

1、对于小水电机组最优有功分配情况的阐述

所谓水电站厂内经济运行，主要是指在提升电能生产稳定性的基础上，对调度电厂中的发电生产设备进行合理的优化和调整，希望在这一基础上提升经济效益。通过相关的研究表明，一直到现在为止，我国建设的小水电站比例逐渐增多，整体装机容量几乎达到了几千万HW，年均发电量为几千亿KW.h。一般情况下，在江河流域较多并且落差高的范围内建设大水电，而小水电则属于我国调整水资源的关键，其能够从一定程度上和社会要求相一致。从中看出，在电力系统内部，小水电站起着决定性的作用，加大对小水电站最优有功分配控制力度是很有必要的，这是促使小水电站稳定运行的关键。

现阶段，我国相关人员纷纷对水电站最优有功分配现象进行了探究，举例说明，①某大学制定了有关于梯级水电站有功功率的最优分配准则，也就是说，梯级各电站平均消耗量不高，以此为梯级水电站稳定运行提供良好的帮助。②探究引水式水电站，为了达到稳定运行的目的，专门制定了运行机组间有功负荷最优分配的综合性控制方式，在引水式水电站中对此项控制方式进行合理的应用，既可以提升引水式水电站的准确性，还能够确保安全性。③采取经过优化之后的粒子群算方式来建设完善的水电站厂内经济运行有功负荷分配数学模型，然后加以论证，经过相关的计算结果可以看出，该方式运行起来比较的简单和方便，有着很好的性能。不过，对于上述研究方式来讲，尚处于初期探究环节，在水电站中的应用少之又少。大多数小水电站存在的自动化水平不高以及管理效率低下等诸多的问题，实施起来有着诸多的难度。

当小型水电站处于运行状态的时候，我国电网对于相关的小型水电站工程实施了增容改造工作，然后在开展该项项目的过程中增设了可以提升效率测量的设备，然后安装了小水电机组效率在线实时监测以及规范性的曲线拟合系统，对于最优有功分配控制系统来讲，本身是在拟合分析系统的过程中成立的，并且，获取的数据是效率拟合分析系统提供的有关数据，基本的区别表现为应用层的最优有功分配控制情况。

2、采取的最优有功控制分配算法

在最优水能利用率负荷分配系统运行期间，一般是在接受电网调度全廠负荷要求或者是了解到计划负荷曲线之后，从各项机组的耗水情况、负荷相应速率以及调节余量等多方面入手，合理的划分全厂机组最优负荷，明确遵循节能调度过程中的相关管理理念。本文以试点水电站进行举例说明，明确探究了当处于不同负荷分配现状下，应当采取何种类型的控制方式，然后获取最佳的调度数据，详细的对其进行归纳和总结，明确最为合理的协调控制形式。

从水电站机组实际运行现状可以看出，其属于一项高维数并且非线性的优化环节，特别是在电站中包含的机组数量比较多而且机组动力性能不一样的情况下，面临的优化问题是比较严峻的。基于电站相关准则，普通的发电耗水量不多，在这一现状下，有的企业过于重视发电的耗水量而不关注水电机组运行成本的输出，长时间下来的话，使得水电机组运行的经济性随之下降，而低谷环节中，一直处于低负荷的运行现象，机组振动、水轮转轮运行速度较慢等，均是面临的难点问题。此外，在小水电站运行期间，还普遍存在着重视建设而忽视管理的不良现象，这一情况不利于小水电机组的稳定运行，基于此，就需要合理的分配负荷，控制好小水电机电，保持一定的协调性。此外，在具体寻优期间，对于耗水量和机组效率来讲，均可以借助曲线拟合分析系统来获取，而振动指标则是采取手动输入或者是数据通讯的方式从机组监测系统内部获取，最优有功分配环节是一项高维数和非线性以及多约束的优化环节，其不能够使用相对简单和方面的方式进行计算，而是需要使用遗传算法来解答，以此进行最优有功分配。

3、最优有功控制分配系统的制定

3.1技术的性能

当前，可以以机组效率曲线为主，对厂内负荷进行合理的分配，以此在减少机组消耗量的基础上提升机组水能利用效率，在制定厂内负荷最优分配模型的过程中，需要从各台机组耗水量、负荷相应速率以及调节余量等多方面入手，进行有效的探究，自主分配全厂机组最优负荷。在机组负荷分配模型落实的过程中，还需要明确了解到机组振动现象、转轮空蚀情况以及温度等方面，按照机组效率曲线来达到全厂机组最优负荷分配的目的。在相对复杂的环境、系统结构和不同用户提出的应用需求中，比较适合应用最优有功控制分配模型，其有着极高的优势，能够将系统的特征体现出来，比如技术新型、方便升级和配置，能够进行自动性的拓展等。对于最优有功控制分配模型来讲，其实是依靠多种方式来实施的，其和以往传统的人工处理方式相比较来看，自身的创新性更好，并且应用较为普遍。模型一般是在收集平台样本数据的基础上实施外部计算工作，单独安装设备等。

3.2相关功能的描述

此种系统负责获取中调实施输送的全厂负荷指令，并且对生产过程中的相关数据进行整合，在和负荷相应快速性需求相一致的情况下对机组负荷进行合理的分配，实现经济效益的提升。而且，对于获取的优化分配结果来讲，还能够直接反馈到监控系统内部，以此降低机组负荷。

①在系统运行期间，可以从机组状态以及振动等方面入手，有效的对负荷上下限进行设置，负荷一般是对不灵活的区域进行有效的调整，这样一来，能够防止出现机组循环性调节的现象，可以自主化切换负荷分配的厂级以及机组。其次，本身还有着较强的报警或者是参数列表等一系列的优势，可以按照机组现有的运行情况来管理操作流程。最后，按照单机效率的运行结果，采取智能寻优算方式来控制小水电多机组的过程，根据协调性的控制方式来达到控制小水电机组的目的。

②系统可以处于7x24h的情况下不断运行，在对系统功能进行设计的过程中，需要综合性探究自身的灵活性以及拓展性，使其满足业务运行需求。然后，增强资源流程、查询条件和信息发布流程等一系列的功能，提高适应性。

4、结语：

在电网运行期间，需要明确电站工作机组的具体参数、台号以及启停流程等，将最优负荷分配落实于开机机组中，当机组进行运行的时候，必须和振动区域保持一定的距离，以此降低整体消耗数量。对于最优有功分配控制系统的合理应用，能够增加水电站水能的利用效率，以此实现小水电机组安全开展。

参考文献：

[1]职保平，王宇，秦净净，于洋，张宏战.基于二阶摄动的水电机组振动传导研究[J].振动与冲击，2019，38（04）：45-49.

[2]韩翀.SJ-9000水电机组在线监测系统在乌金峡水电站中的应用[J].水电与新能源，2018，32（12）：55-59.

[3]苏立，毛成，文贤馗，肖永，高晓光.小水电机组最优有功分配控制系统研究[J].小水电，2017（05）：14-17.