[發明專利]一種水電站地下廠房的通風智能控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011103896.8
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112231812B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 張維佳;陳日偉;侯福年;李超順;宋宇;劉懋霖;李永剛;陳學志;邊之豪;李佰霖;王晶;吳聲群
• 申請（專利權）人: 烏江渡發電廠;華中科技大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06T17/10;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F119/08
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

本發明公開了一種水電站地下廠房的通風智能控制方法及系統，包括，基于水電站地下廠房內的在線監測數據及建筑圖紙，構建所述水電站地下廠房的三維流場仿真模型，并對所述模型進行校驗；基于所述廠房內的溫濕度監測值和三維流場仿真結果，并結合電站規定及設備運行標準，建立所述廠房的溫濕度綜合評估準則；利用三維流體仿真模擬策略對所述廠房的通風系統進行仿真模擬，并結合所述評估準則，建立水電站地下廠房通風機啟停及通風口啟閉規則表；根據所述規則表調節所述通風機及各層室通風口的運行狀態，完成對廠房通風系統的智能調控。獲得了在兼顧廠房通風效果和維持通風機經濟運行節省能耗的綜合最優運行方式及調控策略。

技術領域

本發明涉及水力發電技術的技術領域，尤其涉及一種水電站地下廠房的通風智能控制方法及系統。

背景技術

水電機組在電網中承擔調峰調頻的重要任務，在維護電網安全穩定運行、調節負荷方面起到關鍵作用，因此保障水力發電設備的安全穩定有著重要意義。水電站地下廠房自上而下主要分為發電機層、母線層、水輪機層及蝸殼層，且廠房內通風方式為集中式通風，布置于廠房兩側墻壁內部的通風廊道連通整個廠房內各個層室，并在各層室內布有一定數量的可以調控開啟或閉合的通風口，并按照廠房內規定的“上下游”分為送風和排風，由多臺通風機作為整個通風系統的風源。由于水電站地下廠房埋深較大，而且廠房內部安裝有大量水輪機主輔設備，普遍存在潮濕、悶熱的問題，設備散熱和地底深處潮濕環境導致廠房易發生悶熱、潮濕、結露現象，嚴重威脅廠房內機電設備的穩定運行及其使用壽命。

水電站廠房內各層室水力發電設備種類及運行性質不同，且相對封閉，這就導致廠房內各層室的濕熱負荷情況大不相同。發電機層內廠房空間寬敞，與進廠交通洞相連，通風狀況良好；母線層由于空間相對狹窄，且受發電機出口側母線及勵磁變壓器的影響，導致該層內溫度遠遠高于其余各層，為廠房內主要的熱負荷區；水輪機層及蝸殼層，由于埋深較大且受水輪發電機組水機設備中滲漏水的影響，導致該層濕度極大，為廠房內主要的濕負荷區域。此外，由于廠房內各層距離通風機的距離不同，受沿程分流及其他損失的影響，導致在距離通風機較遠的層室的通風量小于較近的層室；甚至可能在發電機層等距離較近的層室形成‘短路’，從而致使距離較遠的其他層室無風或是風量很小；廠房內部通風需求及濕熱負荷復雜多變，加之通風復雜，使得以改善地下廠房環境為目標的通風系統閉環控制存在技術障礙。對此，國內外的專家學者針對各類地下廠房通風進行了探索，取得了一定的進展，但研究對象仍是以傳統方式為主，缺乏理論研究和技術突破，無法實現基于電站變化場景及應用模式下通風系統的最優運行。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明提供了一種水電站地下廠房的通風智能控制方法，對通風機及布置于各層室的通風口啟閉情況進行調節，可有效避免廠房內各層室通風供需不平衡的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：包括，基于水電站地下廠房內的在線監測數據及建筑圖紙，構建所述水電站地下廠房的三維流場仿真模型，并對所述模型進行校驗；基于所述廠房內的溫濕度監測值和三維流場仿真結果，并結合電站規定及設備運行標準，建立所述廠房的溫濕度綜合評估準則；利用三維流體仿真模擬策略對所述廠房的通風系統進行仿真模擬，并結合所述評估準則，建立水電站地下廠房通風機啟停及通風口啟閉規則表；根據所述規則表調節所述通風機及各層室通風口的運行狀態，完成對廠房通風系統的智能調控。

作為本發明所述的水電站地下廠房的通風智能控制方法的一種優選方案，其中：所述三維流場仿真模型包括，通過SolidWorks搭建所述水電站地下廠房的三維空間結構圖，并將所述三維空間結構圖導入至ANSYS，建立所述廠房各層室風速、溫度場和濕度場的三維仿真模型。