单振动区小水电集群后运行范围研究

文贤馗，高晓光

（贵州电网有限责任公司电力科学研究院，贵州贵阳550002）

单振动区小水电集群后运行范围研究

文贤馗，高晓光

（贵州电网有限责任公司电力科学研究院，贵州贵阳550002）

小水电集群控制后可提高综合管理水平，但是带来了振动区计算繁琐且工作量大的问题，通过对单振动区小水电集群后进行分析，找出类似机组的适用范围，推导出小水电集群后振动区上下限计算方法，以及是否能够全容量连续调节的判定方法，并进行实例计算。

振动区；小水电集群；运行范围；计算判定

0 引言

我国是世界上小水电资源最为丰富的国家之一，然而，小型水电站一般地处偏远山区，同一流域内往往有多座水电站构成梯级小型水电站群，各电站间缺乏协调运行管理。对流域内中小型水电站群进行集中调度和控制不仅可以有效降低投资成本，还能进行经济调度，提高水电站群的综合管理水平，发挥水电站群联合优化调度的优势[1]。

水电机组偏离设计工况运行时会引发机组振动，这种运行工况常称为“振动区”，水轮发电机组的振动不但会影响水轮机的正常工作，加大水轮叶片的损耗，甚至会造成机组机械部分和厂房的损坏，因此要避免水轮机组运行在振动区[2]。

小水电集群后通过对各小水电的发电出力进行组合，可以形成小水电集群的振动区。目前采用的方法是每个水电机组任选一个运行区域，与其他机组的运行区域作区间数之间的加法运算，计算所得若干个运行区域取并集运算，为集群后运行范围[3]，计算繁琐且工作量大，实际运行中较难进行计算，一般采用先进行调节功率分配，在判断是否在单台机组的振动区内，如在振动区内就再次进行分配[4]，增加了系统分配计算时间，缺乏预判性。

1 小水电集群系统

对同一流域或地理环境接近的n台单振动区小水电进行集群控制，其容量为所有小水电容量之和，见图1。

图1 小水电集群运行范围图

其中：w1为第一台机组的额定容量；w12为第一台机组的振动区上限；w11为第一台机组的振动区下限。

w2为第二台机组的额定容量；w22为第二台机组的振动区上限；w21为第二台机组的振动区下限。

wn为第n台机组的额定容量；wn2为第n台机组的振动区上限；wn1为第n台机组的振动区下限。

其中：第i台机组的振动区为：（wi1，wi2）。其运行范围为：（0，wi1）U（wi2，wi），当振动区下限为0（如w2），其运行范围为（wi2，wi）。

2 适用范围

通过分析发现，如机组容量和振动区相差较大，就可能造成机组集群后振动区不止一个，其计算方法较为复杂，为此，要进行小水电是否是类似机组的判断：

唐飞霄点点头，继续道：“实不相瞒，此人姓唐名玉烟，乃我唐门旧任弟子。此人离经叛道，背弃师门，为天理所不容。小生奉门主之命欲行缉拿，还望大师能够将其交予小生，小生感激不尽！”

min（wi-wi1）——最小机组容量与振动区下限的差值，MW；

max（wi2）——即所有机组振动区上限的最大值，MW。

即所有机组的振动区下限值之和加上最小机组容量与振动区下限的差值，要大于所有机组振动区上限的最大值。这样可以保证小水电集群后的振动区不大于一个，适用以下运行范围计算及判定方法。

3 运行范围计算及评定方法

3.1 运行范围计算方法

因小水电集群后在零到各振动区下限功率期间都是可以连续调节的，因此集群后的振动区下限为：

小水电集群后振动区的上限为所有机组振动区上限的最小值min（wi2）。

3.2 运行范围评定方法

判断其小水电群是否能够全容量连续调节的条件是：

特殊情况，如所有小水电机组的振动区下限均为0，即可直接判定：小水电集群不能够全容量连续调节。

4 实例计算

以贵州省六盘水地区乌都河、金狮子2个水电站集群为例进行计算，电站情况如表1：

表1 示范电站信息

4.1 运行工况1（4台机组运行）

计算过程见表2：

表2 运行工况1计算表

4.2 运行工况2（每个小水电站运行1台机组）

计算过程见表3：

表3 运行工况2计算表

5 结语

对单振动区小水电集群后特性进行分析后，找出类似机组的适用范围，推导出小水电集群后振动区上下限计算方法，以及是否能够全容量连续调节的判定方法，通过实例计算证明，该方法能够避免现有方法计算繁琐且工作量大等缺点，并易于实现软件编程。

[1]王鑫,王亦宁,谢传萍，等.小型水电站集群控制的探讨[J].水电自动化与大坝监测,2011,35(1):10-13.

[2]陈飞翔,蒲瑜,逯俊杰，等.二滩水轮发电机组振动区运行工况分析[J].水电自动化与大坝监测,2012,36(1):43-45.

[3]李树山,李崇浩,唐红兵,等.多振动区水电站短期调峰负荷分配方法[J].南方电网技术,2015,9(8):77-80.

[4]吴正义,张雪桂,汪军,等.清江梯级水电厂AGC的工程实现[J].水电自动化与大坝监测,2002,26(2):5-8.

TM612

A

1672-5387（2017）04-0073-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.04.022

2017-02-09

国家科技支撑计划资助项目（2013BAA02B02）；贵州省科技重大专项资助项目（黔科合重大专项字[2014]6022）。

文贤馗（1972-），男，教授级高级工程师，研究方向：新能源发电、机网协调等。