Page 101 - 2024年第55卷第1期

３．２．１ 区域面积占比 运行区分区的各区域面积表征了机组调频指标不同合格情况组所分别囊括的工
况范围，各区域面积占比可以清晰直观地反映出机组在所有可运行工况范围内适合?不适合调频运行的
区域大小。显而易见，Ⅰ类区域（所有调频指标均合格）面积占比越大，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类区域面积占比越
小，适合用于调频运行的工况范围越大，机组运行区越好。各分区区域面积计算方式为：
Ａ ∩Ａ ∩Ａ
Ａ ＝ Ａ１ Ｂ１ Ｃ１
Ⅰ
Ａ
（Ａ ∩Ａ ∩Ａ ） ∪（Ａ ∩Ａ ∩Ａ ） ∪（Ａ ∩Ａ ∩Ａ ）
Ｃ１
Ｂ１
Ａ０
Ａ１
Ｂ１
Ｃ０
Ｃ１
Ａ１
Ｂ０
Ａ ＝
Ⅱ
Ａ
（１）
（Ａ ∩Ａ ∩Ａ ） ∪（Ａ ∩Ａ ∩Ａ ） ∪（Ａ ∩Ａ ∩Ａ ）
Ｃ１
Ａ０
Ａ０
Ｂ０
Ｂ１
Ｂ０
Ｃ０
Ａ１
Ｃ０
Ａ ＝
Ⅲ
Ａ
Ａ ∩Ａ ∩Ａ Ｃ０
Ｂ０
Ａ０
Ａ ＝
Ⅳ
Ａ
式中：Ａ 、Ａ 、Ａ 、Ａ 分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类区域面积占比；Ａ 、Ａ 、Ａ 分别为 Ａ、Ｂ、Ｃ指
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ａ１ Ｂ１ Ｃ１
标合格部分面积；Ａ 、Ａ 、Ａ 分别为 Ａ、Ｂ、Ｃ指标不合格部分面积；Ａ为机组可运行工况总面积。
Ａ０ Ｂ０ Ｃ０
３．２．２ 区域中心 运行区分区的各区域中心表征了机组运行区各类区域的工况范围在负荷 － 水头坐标
系中所处的位置倾向，各区域中心可以方便地描述机组适合?不适合调频运行区域对高效率区、振动区
等的偏向程度。显而易见，以Ⅰ类区域为主的调频性能良好区域中心越靠近高效率区、远离振动区，
以Ⅳ类区域为主调频性能较劣区域中心越远离高效率区、靠近振动区，调节性能高效区与能量利用高
效率区重合度越高、与振动区越偏离，机组运行区越好。各分区区域中心计算方式为：
∑ Ｐｏｓ（Ｐ，Ｈ）
Ｐｏｓ（Ｐ，Ｈ） ∈Ｐｏｓ Ｎ
Ｐｏｓ（Ｐ，Ｈ） ＝ （２）
Ｎ
Ｋ
Ｎ
式中：Ｎ ＝ Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；Ｐｏｓ（Ｐ，Ｈ）为第 Ｎ类区域中心位置负荷－ 水头坐标；Ｐｏｓ（Ｐ，Ｈ）为运行仿
Ｎ
真选定的各计算工况负荷－ 水头坐标；Ｐｏｓ为第 Ｎ类区域所包含计算工况的坐标集；Ｋ 为第 Ｎ类区域
Ｎ
Ｎ
所包含的仿真计算工况数。
３．２．３ 区域综合性能 运行区分区的区域综合性能表征了机组运行区各类区域工况范围内的整体调节
性能，各区域综合性能以数值形式量化比较运行区内各区域和不同运行区同级区域之间调节性能。从
考核惩罚角度出发，Ⅰ类区域无被考核风险，Ⅱ、Ⅲ类等存在不合格指标的区域综合性能越好，被考
核惩罚金额越少；从电站提高调频服务质量角度出发，各区域综合性能越好，所提供的调频服务质量
就越高，机组运行区越好。各分区区域综合性能计算方式为：
∑ Ｐｅｒ（Ｐ，Ｈ）＋ ∑ Ｐｅｒ（Ｐ，Ｈ）＋ ∑ Ｐｅｒ（Ｐ，Ｈ）
Ｃ
Ｂ
Ａ
Ｐｅｒ Ａ （Ｐ，Ｈ） ∈Ｐｅｒ Ａ，Ｎ Ｐｅｒ Ｂ （Ｐ，Ｈ） ∈Ｐｅｒ Ｂ，Ｎ Ｐｅｒ Ｃ （Ｐ，Ｈ） ∈Ｐｅｒ Ｃ，Ｎ
Ｐｅｒ ＝ （３）
Ｎ
Ｋ
Ｎ
式中：Ｐｅｒ为第 Ｎ类区域综合性能；Ｐｅｒ（Ｐ，Ｈ）、Ｐｅｒ（Ｐ，Ｈ）、Ｐｅｒ（Ｐ，Ｈ）为当前负荷、水头下 Ａ、
Ｃ
Ａ
Ｎ
Ｂ
Ｂ、Ｃ调节性能指标值；Ｐｅｒ 、Ｐｅｒ 、Ｐｅｒ 为第 Ｎ类区域所包含计算工况的 Ａ、Ｂ、Ｃ性能指标集。
Ａ，Ｎ
Ｃ，Ｎ
Ｂ，Ｎ
４ 拉西瓦水电厂实例
４．１ 运行区划分实例研究 运行区的划分不仅要关注机组自身调节系统性能，还要考虑到电站布置和
机组型式的影 响。根 据上 文提 到的运 行区 划分原 则 与 方 法，通 过 拉 西 瓦 水 电 站 为 例 来 对 其 做 详 细
说明。
４．１．１ 基本参数与仿真模型 根据拉西瓦水电站基本参数构建调节系统模型，其中：引水系统采用弹
性水击模型，水轮机采用分段线性化模型，调速器采用 ＰＩＤ控制，为便于仿真模拟和排除水轮机调节
系统机组间水力干扰对频率调节过程的影响，本文采用单机系统进行研究。
— ９ ６ —