[發明專利]一種小水電機組自動調節系統及其方法

在審

• 申請號: 201610989556.7
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106599993A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 毛成;肖永;高曉光;唐戢群;文賢馗;蘇立
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于流體機械及水利水電工程設備技術領域，特別是涉及一種利用神經網絡算法的進行空化性能預測與調節的一種小水電機組自動的調節系統及其方法。

背景技術

小水電機組適應性強，投資成本低，技術要求不高，能極大程度的利用局部區域水量小，水頭較低的水資源進行發電，正因為如此，對小水電機組的運行人員的技術不高，加上微水頭的水資源其易受到外界的干擾，這就導致小水電機組的工況更加復雜，雖然小水電的機組的模型水力特性較為優秀，但是由于機組容易受到外界干擾，這就常常導致小水電機組處于非工況狀態，這就容易導致小水電機組處于空化狀態。雖然現有的機組的都帶有空化檢測系統，然而這些空化檢測系統多數是基于機組的噪音來進行判斷的，事實上，機組的噪音未必都是空化造成，不穩定的流場也可能引起機組的共振，其他部件的裝配不合理或者潤滑不理想也容易導致振動，如油膜振動。加上小水電機組功率較低，經濟效益不高，故機組的運行人員的技術水平參差不齊，雖有基于噪音的空化檢測系統，但是該系統對運行的人員技術要求高，這就導致多數基于噪音信號開發的空化檢測系統多數處于閑置狀態。如何設計一種算法簡單，空化預測準確，且對運行人員的技術要求低的空化預測且能自動調節系統，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提供一種小水電機組自動調節系統及其方法。

本發明的技術方案是提供一種小水電機組自動調節系統，其特征在于，其包括：

小水電機組臨界空化系統的數學模型構建模塊，用于依據徑向神經網絡的算法及小水電機組的臨界空化試驗數據，通過對小水電機組臨界空化系統進行訓練，得出求取小水電機組的臨界空化系數σ的函數：σ＝f(Q₁₁,n₁₁)，其中Q₁₁是小水電機組的單位流量，n₁₁是小水電機組的單位轉速；

小水電機組運行數據的采集模塊，用于采集小水電機組實時運行狀態的數據；

伺服調節模塊，驅動小水電的導水機構，實施機組的流量與轉速的調整；

機組實時監控模塊，用于將所述小水電機組實時運行狀態的數據送入所述的臨界空化系數σ的函數中，獲得臨界空化系數σ；并比較臨界空化系數σ和計算得到的小水電機組的裝置的空化系數σ_zz；如果σ_zz>σ,則啟動伺服調節模塊，以驅動小水電的導水機構，實施機組的流量與轉速的調整；如果σ_zz≤σ則無需調節伺服模塊。

優選的，所述小水電機組的裝置的空化系數σ_zz為其中，ρ為水的密度，P_A為大氣的壓力，P_va為設定水溫下的氣化壓力，H_s為吸出高度或稱靜水真空，H為水頭，ρ為水的密度，g為重力加速度。

本發明還提供一種小水電機組自動調節方法，其特征在于，其包括以下步驟：

1)依據徑向神經網絡的算法及小水電機組的臨界空化試驗數據，通過對小水電機組臨界空化系統進行訓練，得出求取小水電機組的臨界空化系數σ的函數：σ＝f(Q₁₁,n₁₁)，其中Q₁₁是小水電機組的單位流量，n₁₁是小水電機組的單位轉速；

2)計算得到的小水電機組的裝置的空化系數σ_zz；

3)采集小水電機組實時運行狀態的數據，并送入函數σ＝f(Q₁₁,n₁₁)，計算得到小水電機組的臨界空化系數σ；

4)比較σ_zz和σ,如果σ_zz>σ,則啟動伺服調節模塊，以驅動小水電的導水機構，實施機組的流量與轉速的調整；如果σ_zz≤σ則無需調節伺服模塊。

優選的，所述小水電機組的裝置的空化系數σ_zz為其中，ρ為水的密度，P_A為為大氣的壓力，P_va為設定水溫下的氣化壓力，H_s為吸出高度或稱靜水真空，H為水頭，ρ為水的密度，g為重力加速度。