[發(fā)明專利]一種徑流式水電站來流量的計算方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114548714A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王利卿;陳相龍;王朋
• 申請（專利權(quán)）人: 河南鄭大水利科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/28
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本發(fā)明提供一種徑流式水電站來流量的計算方法及系統(tǒng)，通過獲取壓力前池的水位，以及各機組的出力狀態(tài)，對于電站的發(fā)電引用流量進行計算，同時根據(jù)引水系統(tǒng)的布置計算流量偏差值，從而獲取水電站的來流量，該計算方法依據(jù)電站的運行性能，可以較好的實現(xiàn)電站來流量的計算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利工程，具體涉及一種徑流式水電站來流量的計算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

徑流式水電站是我國常見的水電站結(jié)構(gòu)形式，其直接利用天然徑流或者渠道流量進行發(fā)電運行，這種類型的水電站不具備對來流的調(diào)節(jié)能力，因此，其發(fā)電用水流量需要與電站的實際來流量匹配，但是由于機組利用水量的不確定性，在實際過程中往往難以確定合理的開機方案以適應(yīng)于來流的匹配。

對于徑流式水電站的運行，確定合理的開機和運行方案尤其重要，這就需要根據(jù)開機和運行狀態(tài)確定合理的來流量，如何根據(jù)機組當(dāng)前狀態(tài)和前池水位變化確定其徑流式水電站的來流量，對于電站運行具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于上述技術(shù)問題，提供一種徑流式水電站來流量的計算方法及系統(tǒng)。

一種徑流式水電站來流量的計算方法，所述徑流式水電站包括引水渠道、壓力前池、壓力管道、水輪發(fā)電機組和尾水系統(tǒng)，所述引水渠道為矩形渠道，其底寬為b，所述引水渠道與壓力前池連接，所述壓力管道與壓力前池連接，所述壓力管道與水輪發(fā)電機組連接，所述水輪發(fā)電機組與尾水系統(tǒng)連接，所述水輪發(fā)電機組裝設(shè)為n臺，所述n為大于等于1的整數(shù)，所述壓力前池上安裝有水位測量裝置，所述水輪發(fā)電機組上裝設(shè)有出力采集裝置，所述來流量的計算方法為：

S1：獲取時間段T內(nèi)的壓力前池水位變化量，假定壓力前池水位在時段初的水位值為Hs1，時段末的的水位值為Hs2；

S2：根據(jù)壓力前池上水位測量裝置測量得到的前池水位Hs1、Hs2，確定該步驟中計算用的前池水位為Hs3，Hs3為Hs1和Hs2的平均值，結(jié)合水輪發(fā)電機組裝設(shè)的出力采集裝置采集到的各機組出力，計算每臺機組的發(fā)電流量，得到電站此時的發(fā)電引用流量，所述發(fā)電引用流量等于各臺機組的發(fā)電流量的總和；

S3：查找壓力前池的水位-面積曲線，找到其Hs1時對應(yīng)的面積A1，Hs2時對應(yīng)的面積A2；

S4：根據(jù)發(fā)電引用流量，結(jié)合引水渠道的底寬、底坡，確定引水渠道內(nèi)的水流速度v；

S5：計算在T時段內(nèi)的壓力前池及渠道的變化水量，變化水量V=（A1/2+A2/2+v×T×b）×（Hs2-Hs1）；當(dāng)Hs1小于Hs2時，V為正值，當(dāng)Hs1大于Hs2時，V為負值；

S6：電站發(fā)電引用流量與來流量的偏差值為V/T；電站的來流量等于所述發(fā)電引用流量與所述偏差值的和，當(dāng)Hs1小于Hs2時，偏差值為正值，當(dāng)Hs1大于Hs2時，偏差值為負值。

作為優(yōu)選，所述S2中計算每臺機組的發(fā)電流量需要依據(jù)所述水輪機的綜合特性曲線或運轉(zhuǎn)特性曲線以及所述尾水流量曲線得到。

作為優(yōu)選，所述壓力前池的水位-面積曲線可以根據(jù)與壓力前池的任一水位得到壓力前池對應(yīng)的面積。

作為優(yōu)選，所述引水渠道為規(guī)則斷面渠道。

作為優(yōu)選，所述時間短T為3分鐘或5分鐘。

一種應(yīng)用上述的徑流式水電站來流量的計算方法的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括發(fā)電引用流量計算模塊、所述偏差值計算模塊，所述發(fā)電引用流量計算模塊用于根據(jù)壓力前池水位和各機組的出力，計算得到電站的發(fā)電引用流量，所述偏差值計算模塊用于根據(jù)所述前池水位變化和發(fā)電引用流量計算得到偏差值。

作為優(yōu)選，所述系統(tǒng)還包括來流量計算模塊，所述來流量計算模塊用于根據(jù)發(fā)電引用流量和所述偏差值計算得到電站的來流量。