甘肃电投河西水电开发有限责任公司 甘肃张掖 734000
摘要：近年来，随着电网中新能源电厂接入和电力市场化运营机制的改革，水电站如何在参与市场竞争中提高自身的竞争能力，在平时的运行中合理分配机组间的负荷，做到最优经济运行，已经成为水电站面临的一个重要课题。本文通过分析西流水电站运用“增量微调法”来调整机组负荷，从而实现机组间的负荷优化，达到水量利用最大化，实现最优经济运行。
关键词：市场竞争；负荷分配；经济运行；负荷优化；增量微调法
0电站概况
龙首二级（西流水）电站位于甘肃省张掖市肃南裕固族自治县境内，是黑河峡谷梯级开发的第七级水电站，电站装机157MW（3x45MW+1x22MW），额定发电水头146.5m。电站年利用小时数3338h，多年平均年径流量15.77亿m3，多年平均发电量5.28亿Kwh。
龙首二级（西流水）电站为高水头河床径流式日调节电站，所处河流黑河为季节性河流，冬季（冰冻期）最小来流为10 m3/s左右,夏季（洪水期）最大来流可达700 m3/s左右,汛期（6-9月）来流在100-300m3/s之间，气候特征明显。水库正常蓄水位1920.0m，死水位1908.0m，校核洪水位1923.0m,设计库容为9160万m3，目前实测库容为7330万m3,厂房位于大坝下游3公里处，为岸边地面厂房。机组参数见表1：
其中：n=1,2，...k，n为各机组编号， Qy，Ny，Hy分别对应各台机组的工作流量、对应出力和工作水头，Qy.min，Qy.max 为机组的最小、最大引用流量，它们是工作水头Hy的函数，Ny.min，Ny.max 为机组的最小、最大可能出力，它们是工作水头Hy和工作流量Qy的函数，同时又受机组单机流量的限制。
2算法实现
a.根据给定负荷，确定哪些机组参与优化调节，以平均分配的方式将给定负荷N分配至各参调机组，即Nn=N/k,n为机组编号，即n=1,2，...k；分配过程中注意考虑小机的出力限制。
b.算出各台机组的流量；
c.运用“增量微调法”进行算法寻优：将多台机组寻求流量最小的负荷优化分配问题转换为两台机组的子问题，通过“增量微调法”进行叠加计算，得出该方案下的负荷优化分配方案：[2]
1）调整1、2号机组的流量，其他机组的流量不变；让1号机组增加一个流量△Q，2号机组减小一个流量△Q；如果N1+N2减小，则继续增加1号机组流量，减小2号机组流量，直到负荷最大为止，然后减小增量△Q寻优；相反，让1号机组减小一个流量△Q，2号机组增加一个流量△Q，进行与上述相同的寻优方法。
2）用相同的寻优方法调整2、3机组的流量，其他机组的流量保持不变，以此类推，最后调整n-1、n机组的流量，其他机组的流量保持不变，这样就完成了“增量微调法”的优化调整。
重复步骤三的调整过程，直到调整结果满足算法要求，得出最终的负荷优化后最高负荷（最低耗水率）的结果。
3应用实例
通过在龙首二级（西流水）电站中的实际应用，选取不同时段、不同负荷下的运行资料，包括总负荷、水头、各机组出力等，将时段内水头和总负荷作为已知参数，考虑各种约束条件，采用“增量微调法”优化调整后各时段负荷优化分配及机组出力过程见表2：
从表2中可以看出，用“增量微调法”进行优化分配后，时段内耗水流量平均减少6.55 m3/s（即在给定负荷下，优化后比优化前平均减少机组过流6.55 m3/s），水量平均优化效益达8.38%；优化减少流量在汛期（6-9月）内，以电站的平均耗水率2.83计算，折合增发电量可达2640万kw·h，约占年发电量的0.05%，经济效益非常可观。
4结束语
水电站的经济运行，既要考虑对各台机组优化分配负荷，还要考虑机组的优化组合问题，同时还要兼顾各机组避开振动区运行，避免频繁开停机。“增量微调法”调整机组负荷，有效的解决了水电站内机组负荷的优化分配问题，优化效果较好；此方法还具有一定的通用性，对于一般的水电站经济运行有一定的指导作用，还需在今后的经济运行当中继续探索和完善，以便进一步做好水电站的经济运行。
参考文献：
[1]赵飞，林昌义.基于多种算法优化的水电站经济运行[J].能源研究与管理，2013.
[2]李建华，陈森林.水电厂经济运行双层逐步优化法（TLPOA）研究及应用[J].湖北水利发电，2005.
[3]王艳华.水电站经济运行应用研究[D].河南：郑州大学，2007.
论文作者:许建强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/4
标签：机组论文; 负荷论文; 流量论文; 增量论文; 经济运行论文; 水头论文; 水电站论文; 《防护工程》2018年第35期论文;