水电站水库运行与调度课设报告.docx

第1章绪论1.1课程简介水电站水库运行与调度即是合理安排水电站的运行方式和水库的水位和水量调度，使水电站及其接入的电网得到最大可能的经济效益。综合利用的水电工程，其水库运行调度需从整个国民经济利益出发。19世纪末叶水电站多为孤立的，或为某一用途如冶炼、造纸而建造，故其运行方式较单一。20世纪以来，建成一批大型水电站，并以高压输电线联入电网。电网内电源构成多样化，因而出现水火电站联合运行。1960年以来，由于大电网调峰和调相的需要，由于核电发展和石油价格上涨，抽水蓄能电站得到迅速发展。它的运行方式比常规水电站更为复杂。从水电站运行调度的发展过程来看，已从单一电站的发电运行发展到发电、抽水、备用以及水库综合利用等多目标运行；从局部电网内少数水电站水库发电调度，发展到大地区联合电网内多座水电站水库群补偿调节。为此必须发展各种实时优化运行的自动化技术，并对水库发电调度实行优化管理。水电站运行方式的实时优化调度，现需发展各种可靠性高的自动控制、自动调节装置，加强水电站的水情预报以及与外部的通讯联系，发展各种可编程序控制器，以提高水电站的自动化水平、调节品质和安全程度，逐步将优化过的调度命令，全盘自动化地实时付诸执行。西欧、美国、日本几处新建的大型抽水蓄能电站，承担大电网的调频、调峰、调相、备用的多种任务。一天之内机组运行方式频繁变化，同时要求达到很高的调节品质，通过完善各种自动化元件，达到全盘优化运行调度。水库的运行方式通常由电网调度决定，通过通讯系统指挥水电站按基荷运行（即比较稳定连续性地发电），或调峰运行（按负荷变动或间歇性地发电），或调相运行(只发无功功率)，或作电网的备用。对于抽水蓄能电站还需安排作抽水方式运行，以利用电网剩余的电力。通过合理安排电网内各类电站的运行方式，特别是起主导作用的水电站和蓄能电站的运行方式，可以降低全网的生产费用。水电站的运行方式可按电站的本身特点选定。具有调蓄水库和优良水道参数并靠近电网负荷中心的水电站，都被指定作电网的调峰电站。径流式水电站或缺乏调蓄库容的电站都被指定为基荷电站。按水文情况来选定时，水电站在汛期需按基荷运行，尽量少弃水，到枯水期改为按调峰运行。短期（日）运行方式一般是在已确定的日平均出力 N（或日发电量）下，安排电站的瞬时出力和机组的开停及负荷分配，因而短期运行方式需立足在中、长期水库发电调度的基础上。运行方式是电网调度的组成部分。它的优化涉及网内各类电站的特性，包括火电站的机、炉特性,水电站机组动力特性,以及输电网损耗特性。目前在电网日调度中对于各类机组的实时出力安排，多采用“等微增率”为准则，并结合电网可靠性方面的要求；对水电站内机组的开停和负荷分配，逐步向全盘自动化方向发展。由于电网负荷是随机变化的，故须进行实时调度，以收到优化的实效。除发电调度外还需统筹兼顾防洪、灌溉、给水、航运、排沙、防凌等多个部门中一项或几项要求。发电调度是旨在优化管理水库的蓄泄能力和调节库容。水电站水库运行与调度既是水电站生产技术管理中的一项重要工作，也是一门专门学科，其主要任务和目的是在确保工程和生产安全、设备完好、运行可靠的前提下，制定和实施使水电站和电力系统取得尽可能大的经济效益的运行调度方式。水电站经济运行和水库优化调度是发挥水电站工程设备和水库对径流的调蓄潜力，充分利用水能多发电的一项增产措施，也是减少电力系统其他能源消耗的一项节能措施，是对水电站实行科学管理的重要手段。1.2课设任务制定在给定水电站时段出力或时段总下泄流量前提下，各机组的最优运行方式。具体包括：1.机组动力特性曲线转换。将机组水头-出力-流量关系曲线转化成电站水头-出力-流量关系曲线。2.建立厂内经济运行“以电定水”数学模型。对水电站可能承担的任何负荷，按照发电用水量最小原则，确定电站工作机组的最优台数、组合及启停次序，以及机组间负荷的最优分配，并编制出全厂最优动力特性曲线（各电站水头下-不同出力对应的总发电流量）。3.建立厂内经济运行“以水定电”数学模型。对水电站可能下泄的任何发电流量，按照发电量最大原则，确定电站工作机组的最优台数、组合及启停次序，以及机组间负荷的最优分配，并编制出全厂最优动力特性曲线（各电站水头下-不同发电流量对应的总出力）。1.3课设要求1、结果应严格避开振动区，如不能避开，返回提示语句；2、程序能够实现给定水位、出力后各机组的最优运行方式及给定水位、流量后各机组的最优运行方式；3、报告层次清楚、内容完整，能够清晰反应所做内容；4、提交课程设计报告电子版（含程序）和打印版。第2章机组动力特性曲线转换为了有效地利用水能发电，达到经济运行的目的，必须分析研究并掌握水电站生产过程中各种动能因素之间的变化关系和规律。水电站动力特性就是指水电站生产过程各阶段及整体的输入能、输出能和能量损失之间，以及它们与其他动