摘要：现阶段，国内中小水电站的优化运行并未很好地推广开来，有些电站没有这方面的意识，仍按经验运行；还有些电网调度方式习惯性直接调度机组负荷，而不是给定全厂所有机组的总负荷，在不熟悉下辖电站的所有机组的运行特性情况下，无法做到优化运行，文中对中小水电站优化运行及其程序实现进行了分析。
关键词：中小水电站；优化运行；程序控制；应用分析
1导言
利用AGC系统实现中小型水电站的控制运行，虽然具有多方面的应用优势，但是该系统在实际应用中并没有得到广泛的推广。究其原因，固然与AGC控制技术不成熟、自动化元件不齐备有关，更重要的还是部分水电站缺乏优化运行意识，仍然坚持传统的水电站运行和管理方法。文章首先分析了中小水电站运行优化的基本准则以及所要重点解决的问题，随后就如何实现机组间最优负荷分配进行了详细讨论，最后提出了该优化运行程序的实现方法。
2运行优化的基本准则
一般在中小水电站中最优化包括两个层次的最优化：首先，某一发电任务目标，合理地选择机组台数、台号，并在此组合中实现最优的负荷分配；其次，在此负荷分配的基础上，持续计算全厂运行过程中各时段内的因素变化并作出最优化判断。即，要考虑负荷的分配过程中可能产生的机组开停、避开振动区、避免弃水、电网分时电价等其他安全或经济因素对整个优化策略的影响，但是机组组合的变化、选择空载或停机的不同，相应地都会带来附加的时间迟滞和水量消耗。
3我国中小型水电站在实际使用中的运行情况
3.1我国现在很多的中小型水电站当中，很多单位在管理上没有充分的重视，致使在水电站的运行使用的过程当中，员工对水电站的设施设备的实际运行状态没有形成完整的管理体制和巡查制度，这就导致了这些中小型的水电站的运行安全管理工作一直处在被动的位置，不利于日常的运行维护工作的顺利进行。
3.2我国大部分地区的中小型水电站在进行生产的过程当中没有科学严格的生产计划来指导工作。在实际的生产过程当中很多中小型的水电站对自身所做的生产工作没有足够的认识和了解，在每个不同的生产周期当中对水电站的经济效益也缺少正确的认识。
3.3对水电站进行建设施工及设备的运行上，存在着大量的不按规范标准执行操作的行为。国家建设的水电工程的数量很大。在实际的建设工程当中，由于地区及人员等等的因素造成的工程质量的好坏不一的问题。一些地方盲目的追求工程进度节约工程成本，这就直接的导致了水电工程质量的降低，不能达到设计所要求的质量要求，在后期工程进行验收时也没有进行严格的质量把关。水电站的员工本身的专业素养不高，致使在设备在运行时，员工不合理不规范的操作，就会对水电站的安全生产工作带来极大的影响。
3.4当水电站建设完成投入到生产时用当中是一定会出现设备的故障问题的，我们国家的很多地区的水电站使用当中并没有把使用运行故障问题充分的重视和考虑到，也没有制定相关的应急方案机制等措施，这对水电站的生产安全是极其不利的，也大大的阻碍了我国水电事业的发展。
4机组间最优负荷的分配方法
4.1优化运行方式的计算机程序实施步骤
首先，确定优化运行方案。利用计算机读入初始数据，并且根据中小型水电站各个机组的流量，计算出单个机组、每天的负荷分配。通过比较负荷分配数值，求出水电站运行过程中耗水量的变化情况。选取耗水量最低的分配方案，作为水电站优化运行的最优运行方案。
其次，确定分配方案后，根据水电站工作的需要，科学选取控制方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前来说，常用的机组控制方法有以下几类：第一类是多参数单元控制法，主要的控制单元有高容量、高频率的PLC、快速数据计算单元LUC以及必要的AGC功能程序等。这种机组控制控制方法的优点在于能够实现对大批量数据的快速处理，从而在短时间内计算出水电站的优化运行控制方法；第二类是后台闭环控制法，利用后台AGC程序，实现程序运行和数据计算的同步进行，降低了人为控制和管理的难度。本文以后台闭环控制法为例，对其具体的程序编写步骤进行分析。
4.1.1程序平台
首先，开发了数据服务平台软件（DataApplyServ－er），主要负责与监控系统进行数据的实时交互；然后，在此开放式平台基础上载入开发的动态链接库（AGC.dll），实现需要的AGC功能程序。若存在较大差异的特性需求，可以考虑定制不同的策略模块，如VQC（电压无功控制）控制模块等；考虑到调节实时性不高（从计算、调节到反馈的优化过程存在迟滞性，频繁调节是没有必要的；另外也将导致自动化元件、主辅机设备动作过频，影响设备正常的安全运行周期），非秒级，且平台本身数据量并不大，采用ACCESS数据库即可满足要求。程序启动后默认进入闭环调节状态，默认以一定耗水下最大发电模式运行，可手动切换到给定负荷的最小耗水模式；程序自动读取配置信息文件，自动查询电站机组状态。
4.1.2曲线采样库实时计算与数据输入输出
在机组负荷分配表中，由上游水头H、实时采样得到的流量Qk值和机组负荷Nk确定机组最优组合、负荷分配方案，程序展现了功能区、曲线区与表格区3方面。功能区用于切换不同机组与权限控制；曲线区用于显示各机组的各种拟合曲线轨迹；表格区包括4个表格：输入数据列表配置、输出控制列表配置、曲线采样库列表和负荷分配计算结果列表。闭环运行时实时刷新各列表中的数据值，用于显示调节前后的对比。
4.2执行经济优化运行的结果分析
数据录入到计算机后，会在后台进行计算并得出最终的结果。然后利用A/D转化器将数字结果转化成电子信号，以供PLC识别。PLC识别电子信号后，根据提前编写好的程序指令，实现对各个机组的启停或动作控制，从而确保了水电站各个机组的优化运行。为了保护机组元件，提高水电站前端装置的使用寿命，程序内部增加调频时钟，默认延时时间为30s。在这一时间段内，PLC可以根据前期程序计算所得的负荷分配情况，自动调整控制指令，保证各个机组受力均衡。最后，在程序末端安装蜂鸣器（报警器），一旦监测到相邻机组受力不一致，则蜂鸣器报警，程序自动结束。相关的管理人员可以及时进行程序调整，保证了整个水电站优化控制的顺利实现。
4.3等微增率法进行最优负荷分配
根据实际工作经验可知，水电站耗水量只与各个机组的运行功率有关，并且两者之间呈现出简单的线性关系。因此，可以利用等微增率法计算各个机组之间的负荷差值，进而求出最佳的运行区段。除此之外，由于水电站地理位置、运行方式等因素的差异化影响，因此在进行优化设计时需要额外考虑更多的因素。此外，在利用等微增率法计算均分负荷时，通常需要先确定水电站的最优化运行目标，随后利用程序数列的表示形式，模拟各个机组的运行状态，然后根据模拟结果，调整相应的数值。这样一来，所得数值更加接近于水电站优化运行的实际值，从而达到了负荷均分的效果。
5结束语
总之，中小型水电站的正常运行与否直接影响企业的经济效益，因此加强中小型水电站的优化运行对于电站的安全、稳定运行发挥着积极的作用。中小型水电站作为地方电力的重要来源，保证其运行状况和发电效率极为重要。在进行水电站优化运行时，必须要结合水电站的实际情况，严格遵循相应的优化原则，不断改进运行程序，以确保水电站的运行管理水平，提高其经济效益。
参考文献：
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[3]沈阳.中小水电站的运行管理策略探讨[J].江西建材，2015，10：117-118.
论文作者:刘志伟,童晓英
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第36期
论文发表时间:2017/3/30
标签：水电站论文; 机组论文; 负荷论文; 程序论文; 分配论文; 数据论文; 电站论文; 《北方建筑》2016年12月第36期论文;