抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法和系统

摘要

本发明实施例公开了一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法和系统，所述方法包括：通过接收端确定以下参数：上库起始库容A1、下库起始库容A3、上库最大库容A5、上库最小库容A6、下库最大库容A7、下库最小库容A8、上库启示水位S1、下库起始水位S3；通过信息管理系统根据以上参数确定库容曲线表；确定单台机额定功率时发电流量L1、单台机额定功率时抽水流量L2、可发电小时数T1、可抽水小时数T2；根据库容曲线表和单台机额定功率时发电流量L1，确定可发电电量P1；根据库容曲线表和单台机额定功率时抽水流量L2，确定可抽水电量P2。

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法和系统。

背景技术

抽水蓄能电站在电网负责调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用、黑启动和系统容量备用的任务，由此可见抽水蓄能电站对于提高电力系统效率和能量使用率具有非常重要的作用。抽水蓄能电站在使用中，特别是在运行中工况转换和过渡过程下，抽水蓄能机组会进行频繁启停、频繁进行工况转换。如果在工况转换的过渡过程中任何一个设备参数出现异常，都将导致电站处于不稳定状态，给电站安全造成危害，因此抽水蓄能电站中设备的安全阈值参数是实现提前安全保护的屏障。

随着我国新兴能源的大规模开发利用及智能电网的发展，加快了抽水蓄能电站的建设，抽水蓄能电站的配置由过去单一的侧重于用电负荷中心逐步向用电负荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面发展。做好抽蓄电站建设和调度运行，有利于更好地利用新能源资源，有利于提升电力系统综合效益。近年来随着技术的发展，抽水蓄能电站的生产管理要求越来越智能化和数字化发展，精准掌握抽水蓄能电站的实时运行情况对电站的生产运营尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例的目的是提供一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法和系统，能够对抽水蓄能电站系统进行有效的安全和能效管理。

为了实现上述目的，本发明实施例提出了一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法，包括：

通过接收端确定以下参数：上库起始库容A1、下库起始库容A3、上库最大库容A5、上库最小库容A6、下库最大库容A7、下库最小库容A8、上库启示水位S1、下库起始水位S3；通过信息管理系统根据以上参数确定库容曲线表；

确定单台机额定功率时发电流量L1、单台机额定功率时抽水流量L2、可发电小时数T1、可抽水小时数T2；

根据库容曲线表和单台机额定功率时发电流量L1，确定可发电电量P1；根据库容曲线表和单台机额定功率时抽水流量L2，确定可抽水电量P2。

在一些实施例中，所述根据库容曲线表和单台机额定功率时发电流量L1，确定可发电电量P1，包括：

在发电情况下，若上库起始库容A1-上库最小库容A6>下库最大库容A7-下库起始库容A3，

T1＝(A7-A3)/3600/L1×10000

若上库起始库容A1-上库最小库容A6<下库最大库容A7-下库起始库容A3，

T1＝(A1-A6)/3600/L1×10000

其中，P1＝T1×单台机组额定容量/10；其中库容A的单位为万m

在一些实施例中，所述根据库容曲线表和单台机额定功率时抽水流量L2，确定可抽水电量P2，包括：

在抽水情况下，若下库起始库容A3-下库最小库容A8>上库最大库容A5-上库起始库容A1，

T2＝(A5-A1)/3600/L2×10000

若下库起始库容A3-下库最小库容A8<上库最大库容A5-上库起始库容A1，

T2＝(A3-A8)/3600/L2×10000

其中，P2＝T2×单台机组额定容量/10；库容A的单位为万m3，流量L2单位为m3/s，单台机组额定容量单位为MW，T2单位为Hr，P2单位为万kWh。

在一些实施例中，所述方法还包括：

将计算结果存储到实时数据库。

在一些实施例中，所述方法还包括：

通过曲线或柱图或表格，展示各抽水蓄能电站的发电和抽水能力。

本发明实施例还提出了一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理系统，包括：部署在生产控制区的接收端、物理隔离设备、部署在信息管理大区的信息管理系统；其中所述接收端通过物理隔离设备连接所述信息管理系统；其中所述物理隔离设备用于实现生产控制区与信息管理大区之间的物理隔离；

其中所述部署在生产控制区的接收端通过接收端确定以下参数：上库起始库容A1、下库起始库容A3、上库最大库容A5、上库最小库容A6、下库最大库容A7、下库最小库容A8、上库启示水位S1、下库起始水位S3；

其中所述接收端通过物理隔离设备将上述参数发送到部署在信息管理大区的信息管理系统，以使信息管理系统根据以上参数确定库容曲线表；

所述信息管理系统还用于执行以下操作：

确定单台机额定功率时发电流量L1、单台机额定功率时抽水流量L2、可发电小时数T1、可抽水小时数T2；

根据库容曲线表和单台机额定功率时发电流量L1，确定可发电电量P1；根据库容曲线表和单台机额定功率时抽水流量L2，确定可抽水电量P2。

在一些实施例中，所述根据库容曲线表和单台机额定功率时发电流量L1，确定可发电电量P1，包括：

在发电情况下，若上库起始库容A1-上库最小库容A6>下库最大库容A7-下库起始库容A3，

T1＝(A7-A3)/3600/L1×10000

若上库起始库容A1-上库最小库容A6<下库最大库容A7-下库起始库容A3，

T1＝(A1-A6)/3600/L1×10000

其中，P1＝T1×单台机组额定容量/10；其中库容A的单位为万m

在一些实施例中，所述根据库容曲线表和单台机额定功率时抽水流量L2，确定可抽水电量P2，包括：

在抽水情况下，若下库起始库容A3-下库最小库容A8>上库最大库容A5-上库起始库容A1，

T2＝(A5-A1)/3600/L2×10000

若下库起始库容A3-下库最小库容A8<上库最大库容A5-上库起始库容A1，

T2＝(A3-A8)/3600/L2×10000

其中，P2＝T2×单台机组额定容量/10；库容A的单位为万m3，流量L2单位为m3/s，单台机组额定容量单位为MW，T2单位为Hr，P2单位为万kWh。

在一些实施例中，所述信息管理系统还用于执行以下操作：

将计算结果存储到实时数据库。

在一些实施例中，所述信息管理系统还用于执行以下操作：

通过曲线或柱图或表格，展示各抽水蓄能电站的发电和抽水能力。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述技术方案提出了一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法和系统，通过部署在抽水蓄能电站生产控制大区的前置采集程序(发送端)从计算机监控系统获取实时数据(水库水位)，并通过物理隔离设备转发到信息管理大区，部署在信息管理大区的前置采集程序(接收端)接收实时数据，并存储到实时数据库中，智能计算模块从实时数据库中获取实时数据，计算水库库容和可发电/抽水小时数，计算结果存储到实时数据库，预测结果展示模块展示预测结果。上述技术方案的方法和系统，能够根据上、下库的实时水位，结合抽水蓄能电站的水位库容曲线及水位库容计算公式，计算出上、下库实时水位对应的库容；然后计算可发电小时数、可发电电量、可抽水小时数、可抽水电量，从而预测抽水蓄能电站的发电和抽水能力。

附图说明

图1为本发明实施例的监抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理系统的系统架构示意图。

具体实施方式

为了说明本发明的一种基下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例提出了一种抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法，能够根据上、下库的实时水位，结合抽水蓄能电站的水位库容曲线及水位库容计算公式，计算出上、下库实时水位对应的库容；然后计算可发电小时数、可发电电量、可抽水小时数、可抽水电量，从而预测抽水蓄能电站的发电和抽水能力。

本发明实施例提出的抽水蓄能电站发电和抽水能力数据处理方法，其原理如图1，部署在抽水蓄能电站生产控制大区的前置采集程序(发送端)从计算机监控系统获取实时数据(水库水位)，并通过物理隔离设备转发到信息管理大区，部署在信息管理大区的前置采集程序(接收端)接收实时数据，并存储到实时数据库中，智能计算模块从实时数据库中获取实时数据，计算水库库容和可发电/抽水小时数，计算结果存储到实时数据库，预测结果展示模块展示预测结果。

发电抽水能力预测由六个部分组成，分别是前置采集程序发送端、物理隔离装置、前置采集程序接收端、实时数据库、智能计算、预测结果展示。具体的实现方式详述如下：

1、前置采集程序发送端：其部署在生产控制大区(安全I区)，从计算机监控系统中获取实时数据，包括上库起始水位、下库起始水位，并通过物理隔离设备转发到信息管理大区(安全III区)。

2、正向物理隔离设备：为满足抽水蓄能电站的安全防护要求，数据采集必须加装安全防护设备，生产控制大区和管理信息大区通过正向物理隔离设备进行数据传输。

3、前置采集程序接收端：部署在信息管理大区，接收前置采集程序发送端转发的实时数据并存储到实时数据库中。

4、实时数据库：存储实时数据，为智能计算模块提供数据。

5、智能计算、库容曲线表：库容曲线表存储了抽水蓄能电站的计算定值参数；智能计算模块根据上、下库的实时水位，计算可发电小时数、可发电电量、可抽水小时数、可抽水电量，实现发电和抽水能力预测，计算过程如下：

(1)参数定义说明

A1：上库起始库容

A3：下库起始库容

A5：上库最大库容(上库抽水允许最高水位对应库容)

A6：上库最小库容(上库发电允许最低水位对应库容)

A7：下库最大库容(下库发电允许最高水位对应库容)

A8：下库最小库容(下库抽水允许最低水位对应库容)

S1：上库起始水位(从实时库获取)

S3：下库起始水位(从实时库获取)

L1:单台机额定功率时发电流量

L2：单台机额定功率时抽水流量

T1可发电小时数

T2可抽水小时数

P1可发电电量

P2可抽水电量

(2)设置库容曲线表(计算定值表)

以配置文件的形式存储抽水蓄能电站的计算定值表，存储上库最大库容(A5)、上库最小库容(A6)、下库最大库容(A7)、下库最小库容(A8)、单台机额定功率时发电流量(L1)、单台机额定功率时抽水流量(L2)、单台机额定容量。支持配置多个抽水蓄能电站。

(3)计算上、下库库容

根据抽水蓄能电站的水位库容曲线表及水位库容计算公式，计算出上库起始水位S1、下库起始水位S3所对应的上库起始库容A1、下库起始库容A3。在库容曲线表中读取计算定值上库最大库容A5、上库最小库容A6、下库最大库容A7、下库最小库容A8、单台机额定功率时发电流量L1、单台机额定功率时抽水流量L2、机组额定容量。

(4)计算可发电小时数T1及可发电电量P1

原理：在发电情况下，若上库起始库容A1-上库最小库容A6>下库最大库容A7-下库起始库容A3，则说明最多只能有下库最大库容A7-下库起始库容A3这么多的水用来发电，下库只能接收下库最大库容A7-下库起始库容A3的水量用于发电，否则将超过下库最高水位；若上库起始库容A1-上库最小库容A6<下库最大库容A7-下库起始库容A3，则说明最多能有上库起始库容A1-上库最小库容A6的水量用来发电，下库能完全接收上库起始库容A1-上库最小库容A6的水量用于发电，还达不到下库最大库容A7。以此，可以算出可发电小时数T1；由可发电小时数T1及单机额定容量可算出可发电电量P1。

If A1-A6>A7-A3

T1＝(A7-A3)/3600/L1×10000

Else if

T1＝(A1-A6)/3600/L1×10000

P1＝T1×单台机组额定容量/10

注：库容A的单位为万m

(5)计算可抽水小时数T2及可抽水电量P2

原理：在抽水情况下，若下库起始库容A3-下库最小库容A8>上库最大库容A5-上库起始库容A1，则说明最多只能有上库最大库容A5-上库起始库容A1这么多的水用来抽水，上库只能接收上库最大库容A5-上库起始库容A1的水量用于抽水，否则将超过上库最大库容A5；若下库起始库容A3-下库最小库容A8<上库最大库容A5-上库起始库容A1，则说明最多能有下库起始库容A3-下库最小库容A8的水量用于抽水，上库能完全接收下库起始库容A3-下库最小库容A8的水量用于抽水，还达不到上库最大库容A5，以此，可以算出可抽水小时数T2；由可抽水小时数T2及单机额定容量可算出可抽水电量P2。

If A3-A8>A5-A1

T2＝(A5-A1)/3600/L2×10000

Else if

T2＝(A3-A8)/3600/L2×10000

P2＝T2×单台机组额定容量/10

注：库容A的单位为万m3，流量L2单位为m3/s，单台机组额定容量单位为MW，T2单位为Hr，P2单位为万kWh

(6)计算结果存储到实时数据库：计算结果可以按需配置，支持秒级频率的计算。

6、预测结果展示：通过曲线、柱图、表格等方式展示各抽水蓄能电站的发电和抽水能力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。