[發明專利]一種徑流式水電站前池水位優化調平方法和系統

有效

• 申請號: 202111246049.1
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113882333B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 鄧旭;王朋;郭峰
• 申請（專利權）人: 河南鄭大水利科技有限公司
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12;E02B9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種徑流式水電站前池水位優化調平方法和系統，通過采集壓力前池的水位以及各水輪發電機的出力，并對水位進行判斷，在水位觸發水位限值時，計算需要調整的出力值，并根據監測的各水輪發電機的出力，得出需要調整的機組，并進行調整，以保證前池水位穩定在高水位運行；該方法和系統易于操作執行，可以在徑流式水電站的水位控制中得到廣泛應用。

技術領域

本發明涉及水利工程，具體涉及一種徑流式水電站前池水位優化調平方法和系統。

背景技術

徑流式水電站無法對來流進行有效調節，其水電站的用水需與來水相適應，如果來水與用水不匹配，會通過壓力前池水位變化進行體現，例如壓力前池水位上漲，則說明來水大于用水，如果壓力前池水位下降，則說明來水小于用水。

前池水位的波動，不僅會影響機組穩定性，還會降低發電水頭，影響發電效益。為了實現對壓力前池水位的控制，一些水電站通過在壓力前池裝設水位計，實現對水位的觀測，并在水位上漲時，增加機組出力，水位下降時，減少機組出力，但是其需要根據人工經驗判斷，無法給出有效的控制方法，其對水位的控制效果有限。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種徑流式水電站前池水位優化調平方法和系統。

本發明提供一種徑流式水電站前池水位優化調平方法，所述徑流式水電站包括壓力前池、引水系統、水輪機、發電機、尾水系統、調速器，所述壓力前池、引水系統、水輪機和尾水系統依次連接，所述發電機與所述水輪機連接，且一一對應設置，所述調速器與水輪機連接，用于增減水輪機的導葉開度，所述調速器與水輪機一一對應設置，所述壓力前池上設置有水位采集裝置，所述發電機連接有出力采集裝置，所述調速器上設置有調速器控制裝置，所述調速器控制裝置用于控制調速器增加所述水輪機的導葉開度或減少水輪機的導葉開度；其特征在于：所述優化調平方法包括如下步驟：

S1：設定壓力前池的水位限值，并采集壓力前池水位；

S2：對采集的壓力前池水位進行判斷，不觸發水位限值時，不動作；當觸發水位限值時，計算需要調整的出力值，所述需要調整的出力值的計算方法為：觸發水位限值時的水位增速乘以計算系數得到所述需要調整的出力值；當水位上漲時，所述需要調整的出力值為正值，當水位下降時，所述需要調整值的出力值為負值；

S3：當采集到的壓力前池水位觸發水位限值，且計算出需要調整的出力值時，進行如下判斷：

S31：根據發電機連接的出力采集裝置，判斷水輪發電機的開機狀態，當出力采集裝置采集到的發電機出力小于最小開機值時，認為水輪發電機未開機；

S32：根據發電機連接的出力采集裝置，按照發電機的出力大小，對開機的水輪發電機進行排序；

S33：當需要調整值的出力值為正值時，選擇第一水輪發電機對應的調速器，并使調速器控制裝置控制調速器增加所述需要調整的出力值；所述第一水輪發電機的選擇是：所有開機的水輪發電機中，出力最小的水輪發電機；

當需要調整值的出力值為負值時，選擇第二水輪發電機對應的調速器，并使調速器控制裝置控制調速器減少所述需要調整的出力值；所述第二水輪發電機的選擇是：所有開機的水輪發電機中，出力最大的水輪發電機；

S34：當需要增加所述需要調整的出力值時，如果選中的第一水輪發電機的當前出力加上所述需要調整的出力值超出其最大出力限制時，將其出力增加至最大出力限制；當需要減少所述需要調整的出力值時，如果選中的第二水輪發電機的當前出力減去所述需要調整的出力值超出其最小出力限制時，將其出力減少至最小出力限制。

作為優選，S2中所述的水位增速計算方法為：觸發水位限值時的水位與該時刻前一時刻的水位值的差值，除以時刻的差值；所述時刻的差值為3分鐘或5分鐘。