Информационная система
«Расчет водно-энергетических режимов ГЭС»

Связаться

О проекте

По результатам работы над проектом нами была разработана информационная система, предназначенная для прогнозирования условий работы гидроагрегатов для достижения плановых показателей выработки мощности и водопотребления. Диспетчерский центр собирает и анализирует информацию, создает модель предсказания. На основе этих данных принимается решение о режимах работы гидроагрегатов и водосбросов.

Система предназначена для автоматизации деятельности по планированию водных и энергетических режимов ГЭС и каскадов ГЭС в долгосрочной, среднесрочной и краткосрочной перспективе, сбору и представлению оперативной и аналитической информации в части управления водными и энергетическими режимами.

Цели исследования

Разработать модель, позволяющую рассчитать следующие параметры ГЭС:

  • Уровни и расходы воды на ГЭС с учетом инерции движения водных масс;
  • Диспетчерский график работы гидроузла;
  • Сбросной расход гидроузла;
  • Средняя за расчетный интервал мощность ГЭС;
  • Суммарная пропускная способность гидроузла.
Задачи
  • Соответствовать целевым показателям энергосбережения и энергетической эффективности для одного из каскадов ГЭС крупной энергетической компании.
  • Обеспечить требуемый уровень безопасности и надежности эксплуатации гидротехнических сооружений и основного оборудования за счет увеличения точности расчета возможных водно-энергетических режимов работы ГЭС и каскадов ГЭС на всех горизонтах планирования.

Принцип работы и модули системы

Модуль долгосрочного планирования
Модуль среднесрочного планирования
Модуль краткосрочного планирования

Модуль долгосрочного планирования водно-энергетических режимов позволяет осуществлять сценарные расчеты режимов ГЭС и каскадов ГЭС на период от одного года и более с дискретностью интервалов декада и месяц.

Основные функции:

  • построение сценарных прогнозов режима работы ГЭС и/или каскадов ГЭС в долгосрочной перспективе с использованием данных из единой базы данных в единой для всех филиалов и дочерних обществ компании логике и форматах;
  • экспорт и отображение прогнозов режима работы ГЭС и/или каскадов ГЭС в установленном формате и по определенным правилам;
  • настройка механизма экспорта результирующих данных в формат Excel, XML.

Модуль имитационного моделирования на среднесрочном горизонте предназначен для моделирования функционирования водохозяйственных систем и движения водных масс в русловой сети. Он позволяет проводить весь спектр водохозяйственных и водно-энергетических расчетов и может использоваться в качестве инструмента поддержки принятия решений при назначении режимов работы водохозяйственных систем, а также при проведении проектных и научно-исследовательских работ.

Модуль позволяет рассчитывать те же показатели и выполняет те же функции, что и модуль долгосрочного планирования, но на среднесрочном горизонте планирования.

Модуль краткосрочного планирования предназначен для расчетов сценариев и планирования водно-энергетических режимов ГЭС на горизонте от одного до трех суток с дискретностью по часам. Модуль позволяет производить расчёт планового режима (верхний бьеф, нижний бьеф) работы ГЭС по заданному графику нагрузки с учётом плана открытия водосбросов.

Краткосрочное планирование в системе реализовано на основании обработки архивов данных телеметрии уровней воды ГЭС с использованием алгоритмов машинного обучения.

Основные функции:

  • определение ожидаемого режима ГЭС по мощности, уровню верхнего бьефа, расходу в нижнем бьефе;
  • определение оптимального состава гидроагрегата по критерию максимума КПД по режимной генерирующей единице;
  • планирование графика открытия холостых водосбросов;
  • расчет располагаемой мощности.

 

Программный комплекс, используемый в системе, позволяет рассчитывать следующие водохозяйственные и энергетические показатели:

  • уровни воды: средние по длине водохранилища, у плотины гидроузла и в его нижнем бьефе (средние за интервал регулирования и на конец интервала);
  • уровни воды в створах, расположенных на речных участках водохозяйственной системы (средние за интервал регулирования и на конец интервала);
  • сбросные расходы гидроузла, включая расходы через турбины, водосбросы, фильтрационные расходы и расходы на шлюзование (средние за интервал регулирования);
  • напоры нетто, турбинные расходы, генерируемую мощность ГЭС (средние за интервал регулирования), выработку электроэнергии на ГЭС;
  • напоры, подачу воды, потребляемую мощность (средние за интервал регулирования) и потребляемую электроэнергию на насосных станциях.

Интерфейс

Результаты работы

Применение алгоритмов и внедрение ИС позволило:

  • добиться фактической экономии водно-энергетических ресурсов;
  • повысить эффективность использования водных ресурсов;
  • сократить удельные расходы энергетических ресурсов на собственные, производственные и хозяйственные нужды.

 

В данный момент ведутся работы по улучшению точности прогноза путем учета дополнительных характеристик объектов и добавления в модель связи с другими ГЭС, входящими в каскад.

Партнеры

ИВП РАН ФГБОУ ВО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева
Узнать больше

Я ознакомлен(а) с условиями политики в отношении обработки персональных данных и даю согласие на обработку персональных данных