基于动态节能发电调度算法的梯级水电站AGC机组联合控制的关键技术研究

如何将梯级水电站的联合优化调度算法与水电机组AGC控制结合起来，形成动态节能发电调度算法及AGC机组协调控制，将不仅有助于实现梯级水电站的水力、AGC机组的资源优化配置，降低运行费用，提高经济效益，同时也有助于实现区域电网的安全稳定运行。本项目以乌江流域梯级水电站为研究对象，对基于动态节能发电调度算法梯级水电站AGC机组联合控制的关键技术进行研究。其主要内容包括：1）考虑梯级水电站水力平衡、电力平衡、离散运行区间与离散状态约束等条件，研究基于混成控制理论的梯级水电站节能发电联合优化调度策略；2）将AGC机组与联合优化调度策略相结合，研究梯级水电站动态节能发电优化调度算法；3）将电网安全约束条件与AGC机组结合，研究基于动态优化调度算法的电网安全稳定预防和校正控制策略；4）构建基于分级负荷分离算法的联合AGC机组站内或站间协调控制策略。

项目组对基于动态节能发电调度算法的梯级水电站AGC机组联合控制的关键技术进行了研究。将梯级水电站的联合优化调度算法与水电机组AGC 控制结合起来，形成动态节能发电调度算法及AGC 机组协调控制。主要研究内容包括：.1、以流域梯级水电站为研究对象，综合考虑节能发电与连续动态调度的多目标函数，加入水力平衡、出力要求、蓄水位限制、发电流量限制、出力限制、爬坡速率限制、最大过水能力等多个约束条件，提出了基于节能发电调度的梯级水电站动态优化调度模型，并提出了一种混合降维多通道黄金分割寻优算法。.2、以流域梯级水电站及相邻火电机组为研究对象，综合考虑火电站的发电机组出力、能耗成本及污染排放三者之间、及梯级电站出力与水力耦合参数之间，以及水火电机组之间综合效益基础上，建立了梯级水电站弃水量最小、火电能耗成本最低、和污染排放最小的多目标综合节能调度模型，并提出了一种改进的优化算法，对含四个梯级水电站、三个火电厂的水火电系统进行仿真。.3、提出了一种计及多种因素间协调的梯级水电站群调度策略，以兼顾梯级水电站群的经济效益和社会效益。首先将梯级水电站弃水量分解为：发电弃水量、抗旱放水量、以及泄洪水量；引入虚拟水库来表征流域分布泄洪点及抗旱灌溉点，并建立相应的数学描述；考虑梯级水电站水力调度，火电站的发电机组出力、能耗成本及污染排放三者之间，梯级电站的出力、发电流量、发电弃水量、防洪水量、抗旱水量与其它水力耦合参数之间，以及水火电机组联合调度之间综合效益基础上，建立了梯级水电站弃水量最小、火电能耗成本最低、和污染排放最小的多目标综合节能调度模型；通过对含四个梯级水电站、三个火电厂的水火电系统正常、防洪、及抗旱三种运行状态进行了仿真。.4、利用GPS对时功能，提出了一种改进同步时间法来保证各个调频电厂的时间同步；以省级电网中的梯级水电站群为研究对象，提出了一种基于改进同步时间法的梯级水电站群AGC协调控制策略，实现了各梯级水电站所接入的地区电网间联络线负荷功率频率偏差ACE的控制。.5、针对梯级水电站间协调控制策略，结合WAMS平台，提出了基于网络的梯级水电协调控制的概念。利用PMU的采集量作为AGC协调控制测量信息，构建了基于网络控制的三区域乌江流域梯级协调控制系统结构，从而避免广域范围内由于时间不同步引起误差。将其应用于乌江流域梯级水电站协调控制中，仿真结果表明，与常规的AGC