摘要：本文主要分析了智能水电厂经济运行系统及其关键技术，对于智能水电厂的运行技术，以及具体的运行的方法，进行了深入的分析和探讨，对于经济运行系统和相关的技术进行了总结，希望可以为今后的技术带来参考和借鉴。
关键词：智能水电厂；经济运行系统；关键技术
前言
对于智能水电厂的经济运行，我们一定要做出更加科学合理的判断，采取更好的经济运行的系统，从而进一步提高其技术水平，确保智能水电厂的运行更加合理，进一步降低成本。
1、水电厂经济运行方式的准则和特点
1.1水电厂经济运行方式的准则
对于电力系统来说，它要求国民经济要有最大化效益，换句话说就是国民经济的支出费用要做到最小。电力系统改变运行方式不单单影响水电厂对于水资源的消耗和充分利用，还在整个运作过程中影响电力供求变化。因此，水电厂在保证电能质量和安全运行的基础上，会使整个发电系统的耗水率降低，从而使水资源得到合理优化配置。水电厂最优运行模式的准则，要满足电能质量和运行安全，在规定的发电任务条件下，利用日负荷图使耗费的水量最少。
1.2水电厂经济运行方式的特点
第一，要根据江河径流量的变化，设计水库调度图，制定最优运行方式。由于江河径流量的势能大小决定了水电厂的水能状况，因此水电厂水能的来源有较强的随机性；又因为我国多数江河冬季有枯水期，夏季有汛期，使得水能来源又有较强的规律性。第二，水电厂现有时期的运行方式对以后的运行经济性有很大的影响，这是由江河上下游水位的浮动和水源的变化所决定的。第三，江河的径流量受多变的自然环境制约，因此水电厂要想经济运行，必须考虑到整个运行周期存在的多变情况。第四，同一条河流上的所有梯级水电厂之间的运行是相互制约，相互联系的，要注意它们之间的关系。第五，制定水电厂经济运行方式应当全面考虑。比如考虑水电厂的灌溉、航运、防洪、工业生产及居民用水等功能，做到统筹兼顾，科学调节水量大小。
2、水电厂经济运行影响因素
2.1水库的调节能力
水电站经济运行的关键在于运行水头H的抬高和发电水量的增加，因此，水库必须具备一定的调节库容，用以洪水入库前抬高运行水位以及洪峰过后容纳尾洪资源，以达到增发电量的目的。换言之，水库调节能力越强，则经济运行空间越大，反之则没有经济运行的可能。
2.2水库的测报系统
流域内从降雨落地到形成径流入库需要一定的时间，水电站可以通过建设功能完善的水情测报系统，第一时间获取流域内的水雨情信息，然后开展洪水预报作业，可以有效计算出入库洪水等级，依据即将入库的洪水等级选择相应的运行策略。在洪峰过后，依据上游降雨信息适时关闸拦蓄尾洪，达到洪水资源化的目的。遥测站点的布设应覆盖控制流域重要暴雨区以及下游防洪控制区，主要支流控制断面应设有水位控制站，同时，多泥沙河流应设有出入库泥沙监测设施。
2.3设备的质量水平
水电厂各类设备在投运初期都会遇到类型各异的问题，往往运行工况达不到相关标准的要求，导致运行经济性较低。为此，水电厂要强化对设备技术改造的研究，结合设备运行实际状况来提高其自动化运行水平，从而在确保设备安全可靠运行的基础上降低运行成本和维护成本。
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3、经济运行系统的关键技术
3.1水文预报
水文预报是智能水电厂经济运行的重要基础。对于中长期预报，其具有较长的预见期，能够在解决防洪与抗旱、蓄水与弃水及各部门用水之间矛盾时及早采取措施进行统筹安排，以获取最大的效益；对于短期来水预报和洪水预报，其预报的精度、预见期直接影响电站的运行决策，在洪水来临前进行预泄将有效保障下游城市的防洪安全；同时对洪尾的拦蓄则会抬高水库水头，提高后期的发电收益。
对于智能水电厂经济运行系统，水文预报一方面基于一体化管控平台，获取全球共享气象站点信息、卫星数据降雨和雪盖信息、气象系统历史实况和预报信息、数值天气预报等信息，并研究无资料地区水文预报、数值天气预报和水文预报耦合、结合DEM数据的预报建模等模型和方法，丰富预报模型和方法，提升预报的精度、预见期和适应性；另一方面通过预报成果的共享、分析挖掘和软件功能提升其对经济运行的支撑能力，包括洪水的预警技术、预报结果的随机性规律分析、流域历史典型洪水分析等。
3.2发电调度
中长期发电调度是有调节水库的水电厂经济运行中的重要环节，其制定的计划方案指导短期发电计划方案的制定和实时运行方式，支撑水电厂长期和总体的高效经济运行。传统的水电厂发电调度中长期调度主要采用以水定电方式，根据中长期来水预测或多年来水情况，在满足水电厂承担任务前提下，以自身发电量或发电效益最大等为目标，制定水电厂水库中长期运行计划方案。随着水电和新能源电站持续快速开发，电力电量富余增加，以及特高压电网持续建设和电力体制改革的推进，水电厂运行管理的外部环境有巨大变化，智能水电厂经济运行系统增加电网运行和电力市场需求及环境等信息的获取，建立适应各种电力市场和电网运行环境下的发电能力预测分析模型和软件功能，支撑水电厂经济指标核算和竞价决策。
短期发电调度是智能水电厂经济运行的重要内容，短期发电调度要承接中长期发电调度计划的运行策略指导，其计划方案侧重于水电厂出力计划的制定，并直接应用于电力运行。传统短期发电调度受制于计算机性能和算法的局限，对于电网运行安全运行约束和机组运行特性与工况考虑较少。智能水电厂经济运行系统将短期发电调度与流域经济调度控制（EDC）和水电厂自动发电控制（AGC）进行耦合，增加考虑了机组不可运行区、频繁启停、频繁穿越不可运行区、大规模负荷转移、机组检修计划等相关运行约束条件，并结合水文预报中的河道演算方法考虑水电站间水流时滞，提高优化运行方案的可用性，提升水电厂运行效率和效益。
3.3洪水调度
传统洪水调度大多只考虑泄洪设施的整体泄流，难以根据闸门调度规程和指令快速制定出较为理想的洪水调度过程。智能水电厂经济运行系统防洪调度依据水电站当前及洪水期内运行特性，动态评价面临洪水过程，预判其相应于水库当前运行状况的洪水风险级别，结合现有的削峰、预泄、错峰等洪水调度方法，进行自适应洪水分级调度，实现水库完成防洪任务前提下的水资源合理利用。在此基础上，考虑闸门允许开度集、闸门操作水位、闸门启闭顺序、闸门开度组合等限制条件，建立基于可变规则的闸门群实时优化调度模型及实时求解算法，实现根据预报入库洪水过程自动制定闸门优化操作过程方案。
3.4实时调度
由于流域来水和电力负荷需求预测与实际存在偏差，发电计划执行过程中，需要在线跟踪水电站水库实际来水和运行情况，综合考虑水资源综合利用和优化发电，在线分析并根据需要调整运行方案，经上级电力调度机构批准后下达给梯级经济调度控制和水电厂自动发电控制进行控制执行。实时调度既可以按照短期发电调度的模型进行滚动修正计算，也可以利用历史运行数据建立的专家知识库以及推理策略，进行在线调度计算，另外还可以根据电量、水量等控制目标进行仿真分析计算，进行修正方案计算。
4、结束语
综上所述，智能水电厂经济运行的过程中，设置一些更加好的运行系统，进一步降低经济运行系统的成本，同时采用更加先进的技术，确保智能水电厂经济运行系统的平稳运行，这是极为关键的，也是非常重要的一个课题，今后应当继续研究。
参考文献：
[1]吕斌.国华电力发电机组厂用电率现状分析及探讨[J].电力技术，2017（1）.45
[2]黄小锋.梯级水电站群联合优化调度及其自动化系统建设[D].华北电力大学，2017.69
论文作者:乔军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：水电厂论文; 经济运行论文; 洪水论文; 系统论文; 水库论文; 智能论文; 闸门论文; 《电力设备》2018年第26期论文;