单振动区小水电集群控制后运行范围计算及判断方法

摘要

本发明公开了一种单振动区小水电集群控制后运行范围计算及判断方法，它包括：步骤1、计算所有机组额定容量之和；步骤2、计算所有机组振动区下限值之和；步骤3、计算所有机组振动区上限值的最小值；步骤4、计算所有机组振动区上限值的最大值；步骤5、则得到小水电集群后的振动区；步骤6、得到小水电集群后的运行范围；解决了现有技术采用在每个水电机组任选一个运行区域，与其他机组的运行区域作区间数之间的加法运算，计算所得若干个的运行区域取并集运算，为集群后运行范围，计算繁琐且工作量大等技术问题。

说明书

技术领域

本发明属于水力发电技术领域，尤其涉及一种单振动区小水电集群控制后运行范围计算及判断方法。

背景技术

我国是世界上小水电资源最为丰富的国家之一，然而，小型水电站一般地处偏远山区，同一流域内往往有多座水电站构成梯级小型水电站群，各电站间缺乏协调运行管理。目前许多流域内已建的小型水电站多数是零星开发，没有整体规划，在成本、安全、经济以及运行人员劳动强度等方面都存在着极大的缺陷。对流域内中小型水电站群进行集中调度和控制不仅可以有效降低投资成本，还能对整个梯级电站进行经济调度，提高梯级水电站群的综合管理水平，发挥水电站群联合优化调度的优势。

水电机组偏离设计工况运行时会引发机组振动，这种运行工况常称为“振动区”，水轮发电机组的振动不但会影响水轮机的正常工作，加大水轮叶片的损耗，甚至会造成机组机械部分和厂房的损坏，因此要避免水轮机组运行在振动区。

小水电集群后通过对各小水电的发电出力进行组合，可以形成小水电集群的振动区。目前采用的方法是每个水电机组任选一个运行区域，与其他机组的运行区域作区间数之间的加法运算，计算所得若干个的运行区域取并集运算，为集群后运行范围，计算繁琐且工作量大。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种单振动区小水电集群控制后运行范围计算及判断方法，以解决现有技术中采用在每个水电机组任选一个运行区域，与其他机组的运行区域作区间数之间的加法运算，计算所得若干个的运行区域取并集运算，为集群后运行范围，存在的计算繁琐且工作量大等技术问题。

本发明技术方案：

一种单振动区小水电集群控制后运行范围计算及判断方法，它包括：

步骤1、计算所有机组额定容量之和式中：w_i是第i台机组的额定容量；

步骤2、计算所有机组振动区下限值之和式中：w_i1是第i台机组的振动区下限值；

步骤3、计算所有机组振动区上限值的最小值W₂＝min(w_i2)，式中w_i2是第i台机组的振动区上限值；

步骤4、计算所有机组振动区上限值的最大值max(w_i2)；

步骤5、则得到小水电集群后的振动区为(W₁，W₂)，即

步骤6、则小水电集群后的运行范围为它还包括：

步骤7、当则小水电集群的运行范围为全容量连续调节，运行范围为(0,W)；

步骤8、当则小水电集群的运行范围不能够全容量连续调节，小水电集群后的振动区为其运行范围为：它还包括：

步骤9、当所有小水电机组的振动区下限均为0，则小水电集群不能全容量连续调节。

本发明的有益效果：

采用本发明的运行范围计算方法及判定方法，计算简单，判定快速，解决了现有技术采用在每个水电机组任选一个运行区域，与其他机组的运行区域作区间数之间的加法运算，计算所得若干个的运行区域取并集运算，为集群后运行范围，计算繁琐且工作量大等技术问题。

附图说明：

图1为本发明计算组成示意图。

具体实施方式

一种单振动区小水电集群控制后运行范围计算及判断方法，它包括：

步骤1、计算所有机组额定容量之和式中：w_i是第i台机组的额定容量；

步骤2、计算所有机组振动区下限值之和式中：w_i1是第i台机组的振动区下限值；

步骤3、计算所有机组振动区上限值的最小值W₂＝min(w_i2)，式中w_i2是第i台机组的振动区上限值；

步骤4、计算所有机组振动区上限值的最大值max(w_i2)；

对同一流域或地理环境接近的单振动区小水电进行集群控制，其容量满足：即所有机组的振动区下限值之和加上最小机组容量大于所有机组振动区上限的最大值；

步骤5、则得到小水电集群后的振动区为(W₁，W₂)，即

步骤6、则小水电集群后的运行范围为

在本发明中：判断其小水电群是否能够全容量连续调节的条件是：是否大于等于min(w_i2)，即所有机组的振动区下限值之和是否大于等于所有机组振动区上限的最小值，具体为：

步骤7、当则小水电集群的运行范围为全容量连续调节，运行范围为(0,W)；即可以通过小水电运行方式的组合，使小水电集群运行时没有振动区。

步骤8、当则小水电集群的运行范围不能够全容量连续调节，小水电集群后的振动区为其运行范围为：即(min(w_i2)，w)。即无论通过小水电运行方式任意组合，也不能使小水电集群运行时没有振动区。

步骤9、当所有小水电机组的振动区下限均为0，则小水电集群不能全容量连续调节。这是特殊情况，如所有小水电机组的振动区下限均为0，即可直接判定：小水电集群不能够全容量连续调节。

图1中：w₁为第一台机组的额定容量；w₁₂为第一台机组的振动区上限；w₁₁为第一台机组的振动区下限。

w₂为第二台机组的额定容量；w₂₂为第二台机组的振动区上限；w₂₁为第二台机组的振动区下限。

w_n为第n台机组的额定容量；w_n2为第n台机组的振动区上限；w_n1为第n台机组的振动区下限。

其中第i台机组的振动区为：(w_i1，w_i2)。其运行范围为：(0，w_i1)U(w_i2，w_i)，当振动区下限为0时，其运行范围为(w_i2，w_i)。