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在常规水电机组中加入可逆式机组扩建成的混合式抽水蓄能电站,对其水库的短期优化调度,就是运用优化算法,针对某一发电任务确定各时段的机组组合方式和优化抽水时间,实现负荷的最优分配,使目标最优。本文以混合式抽水蓄能电站的水库为研究对象,完成这种电站的水库的短期优化调度研究,丰富了水库优化调度的内容。 首先,介绍了水电站短期优化调度的基本概况,根据水电站调度的优化准则,建立了水电站“以电定水”和“以水定电”两种优化调度模型,其中包括数学模型的目标函数、约束条件以及求解模型的常用算法。 其次,简单介绍了混合式抽水蓄能电站的基本概况,针对该类水电站的运行特点,分析其在电网运行中的作用,并对电网典型日负荷曲线进行了调整,获得了确定该类水电站运行方式的方法。根据混合式抽水蓄能电站在电网运行中主要起“削峰填谷”的作用,该类水电站的运行方式为:在夜间,该类水电站向电网取电用于可逆式机组的水泵抽水,此时水电站的出力为负,即P?0;在日间负荷高峰时,水电站通过水轮发电机组和可逆式机组再向电网提供电力,此时电站出力为正,即P?0。 再次,分别讨论了单台抽水蓄能机组发电工况及抽水工况的运行特性,并采用“以电定水”的运行模式,建立了以水电站耗水量最小为目标函数的数学模型。运用动态规划算法求解了某混合式抽水蓄能电站厂内经济分配,根据抽水蓄能机组的工作特性,得到了该水电站所有可带负荷的最优动力特性曲线,并拟合出相应的最优动力特性表达式。在抽水蓄能机组的工作特性中,抽蓄机组发电工况的出力与下泄流量均为正值,即0P?0,Q?,位于坐标轴的第一象限,且当出力为零时,机组存在一定的空载耗流量。抽蓄机组在抽水工况时,机组利用电网中的剩余电量将下水库的水抽到上水库储存。从发电角度看,该部分的抽水流量与吸收功率均为负值,即0P?0,Q?,并位于坐标轴的第三象限。由于大多数水电站均采用恒速的可逆式水轮机,机组的吸收功率只能在几个较优的功率下运行,因此该部分的值为几个离散的点。 最后,采用“以电定水”的运行模式,以日为调度周期,在给定水电站负荷下,建立了总耗水量最小的混合式抽水蓄能电站短期优化调度模型。采用第二章的方法确定了该类水电站在不同典型日下的运行方式,并用动态规划算法分别计算了混合式抽水蓄能电站与常规水电站的耗水量。实验结果表明,混合式抽水蓄能电站不仅增加了水电站的调峰容量,而且减少了水电站的耗水量。通过增建可逆式机组改变水电站的运行方式,优化了水电站的耗水情况。 本课题实现了对混合式抽水蓄能电站水库的短期优化调度研究,通过增加可逆式机组改变了常规水电站的运行方式。该类水电站在夜间抽水,有效减少了常规水电站在夜间产生的弃水;通过增加可逆式机组增大了下泄流量,降低了水电站耗水量,达到了充分利用水资源,提高电力系统效益的目的,更加突出了抽水蓄能电站的储能优势。