[發(fā)明專利]一種水輪機導葉與槳葉的協(xié)聯(lián)方法、系統(tǒng)、裝置及介質

在審

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• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115788760A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 蔡衛(wèi)江;施海東;白常煜;初云鵬;杜玉照;吳遠征;吳春旺;許棟;榮紅;何林波
• 申請（專利權）人: 南京南瑞水利水電科技有限公司
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00;G06F17/10
• 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

本發(fā)明公開了一種水輪機導葉與槳葉的協(xié)聯(lián)方法、系統(tǒng)、裝置及介質，其方法包括：獲取導葉與槳葉關系的協(xié)聯(lián)曲線圖，并在各水頭協(xié)聯(lián)曲線上進行散點提??；對提取的散點進行多次擬合獲取各水頭協(xié)聯(lián)曲線的擬合多項式；獲取當前水頭測量值，并在協(xié)聯(lián)曲線圖上確定其上下相鄰的水頭協(xié)聯(lián)曲線；將當前水頭測量值的各導葉開度帶入上下相鄰的水頭協(xié)聯(lián)曲線對應的擬合多項式計算其槳葉開度；根據槳葉開度的計算結果插值計算槳葉開度協(xié)聯(lián)目標值；本發(fā)明存儲的數(shù)據量較小，計算量小且計算精度高。

技術領域

本發(fā)明涉及一種水輪機導葉與槳葉的協(xié)聯(lián)方法、系統(tǒng)、裝置及介質，屬于水輪機技術領域。

背景技術

雙重調節(jié)水輪機主要指水輪機轉輪葉片(槳葉)和進水口活動導葉均可以調整的水輪發(fā)電機，一般包括軸流轉槳式水輪機、燈泡貫流式水輪機，這種水輪機運行時轉輪葉片(槳葉)需要和導葉之間保持一定的協(xié)聯(lián)開度，才能具有較高的效率。早期的雙調整水輪機導葉和槳葉之間的協(xié)聯(lián)主要依靠凸輪機構，凸輪設計上具有一定的曲率，可以維持導葉和槳葉之間的協(xié)聯(lián)，但這種協(xié)聯(lián)不能隨著水頭自動調整，且傳動死區(qū)較大，協(xié)聯(lián)精度較差，已淘汰。目前水輪機控制普遍采用微機調速器，導葉和槳葉之間的協(xié)聯(lián)主要依靠程序和數(shù)字算法實現(xiàn)，普遍采用的是查表法，即將水輪機協(xié)聯(lián)關系曲線均勻轉化為離散的數(shù)據散點，存儲在微控制器內，一般按照6-8個水頭，存儲6-8條導葉/槳葉關系曲線。協(xié)聯(lián)計算時，根據輸入的導葉開度實測值，查表并進行線性插值計算得到對應的槳葉定值。這種方法雖然原理簡單，但需要存儲的數(shù)據量較大，一般每個水頭下導葉/槳葉關系曲線需要存儲15-20點，總共需要存儲約120-160個點，且每個點需要人工錄入，工作量較大，且容易出錯，另外由于采用直線插值和原始的協(xié)聯(lián)曲線具有一定的誤差，特別是在曲率變化較陡的地方誤差較大，難以實現(xiàn)導葉和槳葉之間的平滑協(xié)聯(lián)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種水輪機導葉與槳葉的協(xié)聯(lián)方法、系統(tǒng)、裝置及介質，解決現(xiàn)有的協(xié)聯(lián)方法需要存儲的數(shù)據量較大、工作量大，容易出錯導致精度不高的技術問題。

為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術方案實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供了一種水輪機導葉與槳葉的協(xié)聯(lián)方法，包括：

獲取導葉與槳葉關系的協(xié)聯(lián)曲線圖，并在各水頭協(xié)聯(lián)曲線上進行散點提??；

對提取的散點進行多次擬合獲取各水頭協(xié)聯(lián)曲線的擬合多項式；

獲取當前水頭測量值，并在協(xié)聯(lián)曲線圖上確定其上下相鄰的水頭協(xié)聯(lián)曲線；

將當前水頭測量值的各導葉開度帶入上下相鄰的水頭協(xié)聯(lián)曲線對應的擬合多項式計算其槳葉開度；

根據槳葉開度的計算結果插值計算槳葉開度協(xié)聯(lián)目標值。

可選的，所述散點提取包括：計算各水頭協(xié)聯(lián)曲線的曲率變化量，將所述曲率變化量小于預設值的區(qū)域定義為直線段，將所述曲率變化量大于等于預設值的區(qū)域定義為曲線段，在所述直線段提取的散點數(shù)量小于所述曲線段提取的散點數(shù)量。

可選的，所述槳葉開度協(xié)聯(lián)目標值Y_D為：

式中，y_H1、y_H2分別為將當前水頭測量值的導葉開度X_D帶入上下相鄰的水頭協(xié)聯(lián)曲線對應的擬合多項式計算的槳葉開度，H1、H2、Hx分別為上下相鄰的水頭協(xié)聯(lián)曲線對應的水頭和當前水頭。

第二方面，本發(fā)明提供了一種水輪機導葉與槳葉的協(xié)聯(lián)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

散點提取模塊，用于獲取導葉與槳葉關系的協(xié)聯(lián)曲線圖，并在各水頭協(xié)聯(lián)曲線上進行散點提取；

多項式擬合模塊，用于對提取的散點進行多次擬合獲取各水頭協(xié)聯(lián)曲線的擬合多項式；