[發明專利]一種小水電效率曲線在線測試的方法

在審

• 申請號: 201710245748.1
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106872202A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 文賢馗;蘇立;高曉光;肖永;唐戢群;毛成;范強;林呈輝
• 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: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

技術領域

本發明涉及一種效率曲線在線測試的方法，特別是一種小水電效率曲線在線測試的方法，屬于小水電機組效率測試技術領域。

背景技術

隨著我國水電事業的不斷發展，水電機組容量的增加、電廠管理工作的完善，水電機組的經濟運行問題受到廣泛的重視。許多電廠對機組的狀態監測尤其是效率監測提出了要求。水輪機效率曲線是制定廠內經濟運行方案、過渡過程計算以及水輪機選型設計時效率換算時的重要依據之一。為了提高水電機組運行水平，實現水電站的經濟運行，通常需要進行水輪發電機組的原型效率試驗。

小水電機組效率是機組功率、工作水頭、流量的非線性函數，目前采用數據擬合方法去逼近其關系。通過8～12測量功率點的效率擬合獲得小水電效率曲線，因此除測試功率點外的工況點有一定的誤差，不能準確反映非測試點的機組效率。本專利通過在線數據采集裝置，實時采集機組運行工況計算，對不同工況進行分類，通過加大測試點的密度，最終獲得機組效率實際曲線的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：通過在線數據采集裝置，實時采集機組運行工況計算，對不同工況進行分類，通過加大測試點的密度，最終獲得機組效率實際曲線的方法,解決目前采用數據擬合方法去逼近其關系，通過8～12測量功率點的效率擬合獲得小水電效率曲線，因此除測試功率點外的工況點有一定的誤差，不能準確反映非測試點的機組效率的問題。

本發明的技術方案是：一種小水電效率曲線在線測試的方法，包括以下幾個步驟：

第一步、通過在線數據采集裝置，實時采集計算小水電水輪機效率需要的發電機功率N_g、機組流量Q、工作水頭H參數，通過采集到的參數計算小水電水輪機效率，其小水電水輪機效率的計算數學表達式為：

其中：η_t為水輪機效率(％)，η_g為發電機效率(％)，g為當地重力加速度；

第二步、對實時采集的參數進行判別，判斷實時采集的參數是否符合小水電效率測試的要求，待功率穩定后，每隔1min采集一個點的發電機功率N_g、機組流量Q、蝸殼進口壓力P₁和尾水管出口壓力P₂數據，采集5個點數據后進行數據分析，在認定試驗工況滿足要求后進行效率計算。

第三步、對滿足要求的工況參數按步驟(一)進行小水電機組效率計算，其計算的數學表達式為：

式中：當前工作水頭H_i，當前功率N_gj時的小水電機組效率η_tij，A₁為蝸殼進口壓力傳感器安裝高程，A₂為尾水管出口壓力傳感器安裝高程，P_1i為當前蝸殼進口壓力傳感器讀數,P_2i為當前尾水管出口壓力傳感器讀數,D為當地水密度，S₁為蝸殼進口斷面面積，S₂為尾水管出口斷面面積，a₁為蝸殼進口斷面處流速不均勻系數；Q_ij機組流量，

通過計算得到當前工作水頭H_i，當前功率N_gj時的小水電機組效率η_tij，以構成一條實際的機組效率曲線；

第四步、通過效率在線監測系統的長期投運，機組在各種工況運行時自動進行數據采集、工況判定、效率計算，并建立相應數據庫；

第五步、進行各個工況下機組效率曲線計算，其計算的數學表達式為：

η_tij＝f₁(N_gj,Q_ij,P_1ij,P_2ij)

式中：N_gj為機組某個j工況發電機功率點，P_1ij為蝸殼進口壓力、P_2ij為尾水管出口壓力，Q_ij機組流量；

第六步、對應工作水頭、功率相同的相同工況點，其機組效率計算值進行平均值計算；

第七步、最終得到設置的各種不同工作水頭下，1％～100％額定功率共100個平均分配的功率工況點以及機組實測參數的效率計算值，得到機組效率實際曲線。

所述的發電機功率N_g可以通過功率變送器直接采集獲得或通過通訊采集獲得。