專利名稱：用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，特別涉及國內水電站流域控制中用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，屬于水電行業(yè)監(jiān)控技術領域。
背景技術：
目前，各水電梯級流域都在實行“流域開發(fā)，滾動發(fā)展”的開發(fā)戰(zhàn)略，但是在流域水電開發(fā)過程中存在著梯級水電站都依靠經(jīng)驗做發(fā)電計 劃，不僅浪費了優(yōu)先的水力資源，而且不利于真?zhèn)€梯級電站群的可持續(xù)發(fā)展。此外，各電站在運行過程中任何一個發(fā)生事故都會影響其他電站的發(fā)電運行，對于電力調度也造成不必要的影響。由于國內流域經(jīng)濟調度控制工業(yè)化尚處于發(fā)展階段，對某些特定的控制模式還有空白，在處理下級電站最大發(fā)電流量較上級電站最大發(fā)電流量小的工況時，基本是靠運行人員根據(jù)經(jīng)驗來按照某種比例來固定關聯(lián)電站的出力關系來控制下級電站水位在安全范圍內，費時費力還不能有效的利用電站的可調裕度。國內水電站流域控制在處理下級電站發(fā)電流量較小的工況時的不足有(1)、軟件本身無下級電站對上級電站的反向調節(jié)功能；
(2)、基于運行經(jīng)驗由電站運行人員手動匹配關聯(lián)電站的出力比；(3)、關聯(lián)電站可調范圍不夠靈活；(4)、運行人員監(jiān)盤壓力大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，其通過梯級各水電廠聯(lián)合調度與優(yōu)化運行，確定水庫及機組的合理運行方式，實現(xiàn)流域各級水庫與機組的安全經(jīng)濟運行，提高水電廠效率，減少頻繁人工調節(jié)，創(chuàng)造企業(yè)經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，由主機服務器，歷史服務器，語音工作站，工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)組成，其特征在于主機服務器，歷史服務器，語音工作站，工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上；
主機服務器采用雙機熱備工作方式，具有通用字符標準鍵盤(帶鼠標)，液晶顯示器，其管理“各電站”的運行自動化，即各電站的自動發(fā)電控制(AGC);自動電壓控制(AVC);主機服務器與各電站監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊，獲取各電站實時電力信息，下發(fā)控制調節(jié)命令；
歷史服務器采用Mysql數(shù)據(jù)庫軟件均安裝在2套冗余服務器中，將各電站監(jiān)控系統(tǒng)、梯調中心監(jiān)控系統(tǒng)所有設備運行數(shù)據(jù)進行長期保存；
操作員工作站對電廠的生產、設備運行做實時監(jiān)視，取得所需的各種信息，操作員工作站給不同職責的運行人員提供多組不同安全等級的操作權限，各級別操作權限下應能識別若干個具有各自口令的用戶，進入前，授權運行人員必須登記“用戶名”、“ 口令”，通過口令操作使得每個用戶可以進行獨立的進入和退出；操作員工作站的圖形系統(tǒng)為全圖形中文動態(tài)畫面，具有完備的手段實現(xiàn)圖形漫游、變焦和任意移動，能方便地對圖形進行建立、擴充、放大、平移、增/刪、翻動等，操作員工作站能自動或經(jīng)運行人員的召喚，實時顯示“各電站”內主系統(tǒng)的運行狀態(tài)、主要設備的動態(tài)操作過程、事故和故障、有關參數(shù)和運行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面，以及趨勢曲線、各種一覽表、測點索引等，定時刷新畫面上的設備狀況和運行數(shù)據(jù)，且對事故報警的畫面具有最高優(yōu)先權，可覆蓋正在顯示的其它畫面，事故時自動推出畫面和處理指導；并可經(jīng)運行人員的召喚，顯示有關歷史參數(shù)和表格；工程師工作站對系統(tǒng)維護，管理人員進行修改系統(tǒng)參數(shù)、修改定值，增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報表；
語音工作站完成語音/電話報警、電話查詢、事故自動尋呼(ON-CALL)及手機短信報警等功能；
GPS系統(tǒng)中配有2臺GPS主機及I臺冗余切換裝置、I套信號擴展裝置，在信號擴展裝置中含有4個RS232，8個RJ-45接口，2臺GPS主機分別接受衛(wèi)星信號通過切換裝置將信號傳送至信號擴展裝置中，并分別通過以太網(wǎng)接口接入2套主交換機，通過監(jiān)控網(wǎng)絡，對整個網(wǎng)絡內的計算機進行時鐘對時。其具體的操作步驟如下
I)主機服務器接收實時監(jiān)控系統(tǒng)傳送來的網(wǎng)調EMS系統(tǒng)下達的全流域電站總出力，同時采集現(xiàn)場各電站、各機組的出力、狀態(tài)信息以及水調系統(tǒng)中的流域水雨情信息，參考歷史服務器中存儲的各種控制策略等歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)過全流域總出力、水頭、機組效率、機組聯(lián)合振動區(qū)、下泄流量、下游水庫水位差等經(jīng)濟、安全運行邊界條件計算出流域內各電站及各臺機組出力的控制目標，根據(jù)以下目標函數(shù)的運算公式進行計算
權利要求
1.用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，由主機服務器，歷史服務器，語音工作站，工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)組成，其特征在于主機服務器，歷史服務器，語音工作站，是工程師工作站，操作員工作站、，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上； 主機服務器采用雙機熱備工作方式，具有通用字符標準鍵盤(帶鼠標)，液晶顯示器，其管理“各電站”的運行自動化，即各電站的自動發(fā)電控制(AGC);自動電壓控制(AVC);主機服務器與各電站監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊，獲取各電站實時電力信息，下發(fā)控制調節(jié)命令； 歷史服務器采用Mysql數(shù)據(jù)庫軟件均安裝在2套冗余服務器中，將各電站監(jiān)控系統(tǒng)、梯調中心監(jiān)控系統(tǒng)所有設備運行數(shù)據(jù)進行長期保存； 操作員工作站對電廠的生產、設備運行做實時監(jiān)視，取得所需的各種信息，操作員工作站給不同職責的運行人員提供多組不同安全等級的操作權限，各級別操作權限下應能識別若干個具有各自口令的用戶，進入前，授權運行人員必須登記“用戶名”、“ 口令”，通過口令操作使得每個用戶可以進行獨立的進入和退出；操作員工作站的圖形系統(tǒng)為全圖形中文動 態(tài)畫面，具有完備的手段實現(xiàn)圖形漫游、變焦和任意移動，能方便地對圖形進行建立、擴充、放大、平移、增/刪、翻動等，操作員工作站能自動或經(jīng)運行人員的召喚，實時顯示“各電站”內主系統(tǒng)的運行狀態(tài)、主要設備的動態(tài)操作過程、事故和故障、有關參數(shù)和運行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面，以及趨勢曲線、各種一覽表、測點索引等，定時刷新畫面上的設備狀況和運行數(shù)據(jù)，且對事故報警的畫面具有最高優(yōu)先權，可覆蓋正在顯示的其它畫面，事故時自動推出畫面和處理指導；并可經(jīng)運行人員的召喚，顯示有關歷史參數(shù)和表格； 工程師工作站對系統(tǒng)維護，管理人員進行修改系統(tǒng)參數(shù)、修改定值，增加和修改數(shù)據(jù)庫、畫面和報表； 語音工作站完成語音/電話報警、電話查詢、事故自動尋呼(ON-CALL)及手機短信報警等功能； GPS系統(tǒng)中配有2臺GPS主機及I臺冗余切換裝置、I套信號擴展裝置，在信號擴展裝置中含有4個RS232，8個RJ-45接口，2臺GPS主機分別接受衛(wèi)星信號通過切換裝置將信號傳送至信號擴展裝置中，并分別通過以太網(wǎng)接口接入2套主交換機，通過監(jiān)控網(wǎng)絡，對整個網(wǎng)絡內的計算機進行時鐘對時。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的具體的操作步驟如下 .1)主機服務器接收實時監(jiān)控系統(tǒng)傳送來的網(wǎng)調EMS系統(tǒng)下達的全流域電站總出力，同時采集現(xiàn)場各電站、各機組的出力、狀態(tài)信息以及水調系統(tǒng)中的流域水雨情信息，參考歷史服務器中存儲的各種控制策略等歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)過全流域總出力、水頭、機組效率、機組聯(lián)合振動區(qū)、下泄流量、下游水庫水位差等經(jīng)濟、安全運行邊界條件計算出流域內各電站及各臺機組出力的控制目標，根據(jù)以下目標函數(shù)的運算公式進行計算 式中N為水電站的個數(shù)；Zui為第i級電站上游水位；Zsi為第i級電站上游設定水位；Qi為第i級電站發(fā)電流量；當 I Zui - Zsi 彡 Λ Zi 時，4 =1;當 I Zui - Zsil <Λ Zi 時，4 =O ； Λ Zi 為第i級電站上游設定水位的死區(qū)值； 約束條件 電網(wǎng)負荷平衡 N Σ Pi = Ps(2) i = I 式中Pi為第i級水電站出力；Ps為整個梯級電網(wǎng)調度給定負荷； 水量平衡條件 Kj+1 = Vi,t +(0M,t ~ Qi,t⑶ 式中Vi，t為第t時段初i水庫庫容；Vi，t+1為第t時段末i水庫庫容；Λ t為時段間隔；QINi，t為第i級電站t時段入庫流量；Qi，t為第i級電站t時段綜合利用流量； 式中為第i級電站t時段的區(qū)間天然來水、力第i-Ι級電站到第i級電站的水流流達時間； 水庫庫水位約束 Lui < Z ω· < Yui(5) 式中Iiii為第i級電站上游水位下限；Zai為第i上限； 電站出力約束 Pimin ^ Pi ^ Pijl(6) Pijh ^ Pi ^ Pikl(7) Pimh ^ Pi ^ Pimax(8) 式中Pijl為第i級電站第j個不可運行區(qū)域的出力下限；Pijh為第i級電站第j個不可運行區(qū)域的出力上限；m為不可運行區(qū)的個數(shù)；j=fm ；k=j+l ； 2)將上述的運算得到的控制目標通過東北電科院集控系統(tǒng)或統(tǒng)一平臺I區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)作用到各現(xiàn)地控制單元，實現(xiàn)對機組出力、啟/停狀態(tài)及各電站所有被控對象的實時、準確、可靠及有效地控制，達到梯級電站水能利用率最大化的目標；形成的控制策略存儲至歷史服務器中用于下次形成控制策略的參考及歷史查詢；操作員工作站為系統(tǒng)提供人機界面，并將顯示信息送入大屏幕投影中，操作員通過其實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)控；當故障或事故發(fā)生時由語音工作站發(fā)出語音報警，并將故障或事故信息統(tǒng)一送入歷史服務器中，單向傳送至III區(qū)(附圖
中沒有表示)綜合報警系統(tǒng)，發(fā)出短信和網(wǎng)絡報警；工程師工作站用于各服務器及網(wǎng)絡的維護；GPS系統(tǒng)10并聯(lián)在主控制線路上為各臺服務器、工作站提供統(tǒng)一的時鐘，為系統(tǒng)故障及事故分析提供依據(jù)；通過小庫容電站對上級大庫容電站的反向調節(jié)，將負荷差值安全、平滑轉移到其他可調電站。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于梯級電站的經(jīng)濟調度控制系統(tǒng)，其特征在于主機服務器，歷史服務器，語音工作站，是工程師工作站，操作員工作站，大屏幕投影，GPS系統(tǒng)并聯(lián)在主控制線路上；通過小庫容電站對上級大庫容電站的反向調節(jié)，將負荷差值安全、平滑轉移到其他可調電站。能有效地通過下級電站的流量來控制上級電站機組流量；降低了耗水率，提高電站經(jīng)濟效益，有效地減少了成本回收時間，符合當前低炭經(jīng)濟的發(fā)展趨勢。
文檔編號H02B15/02GK102738789SQ201210085398
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者于海東, 單鵬珠, 吳正義, 夏守筠, 姚峰, 姚貴宇, 崔孝強, 張金華, 徐麟, 楊克, 王永潭, 王立勇, 程國清, 路振剛, 閻應飛 申請人:吉林松江河水力發(fā)電有限責任公司