CN102855393A - 一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。本发明能提高水能利用提高率计算结果的精确度，为水电站优化调度起到良好的指导作用。

Description

一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统

技术领域

本发明涉及一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统，属于梯级水电站群优化调度技术领域。

背景技术

水能利用提高率是水电站的一个重要动能指标，对水电站的优化调度有重要影响。水能利用提高率是以当年来水按照调度图预测电量为基准，统计时段实际电量同考核电量的差值与考核电量的比值，即水能利用提高率=(年度实际发电量-年度考核发电量)/年度考核发电量×100%。其中，考核发电量的计算结果是否精确关系着水能利用提高率的精确程度。

目前国内考核电量的计算方法主要是根据历史水文资料，计算和编制水库调度图，并以此为依据，采用经验参数、经验公式进行计算，如水能公式计算考核电量。但此计算方法存在以下缺点：

(1)该方法围绕常规调度的思路、与水电站优化调度的发展趋势不符。这种常规调度图虽然简单直观，能利用调度和决策人员的经验，对水库运行调度起到一定的指导作用，但是，其所利用的信息有限，理论上不够严密，所确定的运行调度策略和相应决策只能是相对合理的，难以达到全局最优，更难以处理多目标、多维变量等复杂问题；

(2)该方法没有考虑来水和运行条件的根本性变化，排除了径流状态和电力系统因素；

(3)考核电量的计算中，公式参数选择的随意性较大，不同的参数会导致计算结果的迥异，势必会放大或缩小考核差距。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法及系统，能提高水能利用提高率计算结果的精确度，为水电站优化调度起到良好的指导作用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，包括以下步骤：

S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；

S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；

S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，水电站实际运行数据包括流域雨量、水位、机组发电流量、状态量、负荷和电量数据。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，步骤S1还包括：收集水库各特性曲线资料，所述水库各特性曲线资料包括水库的库容曲线、下游水位流量关系曲线、各类型机组NHQ曲线、预想出力曲线和电站综合NHQ曲线。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，对于调节性能好的水库，采用设计复核的水库调度图；对于调节性能差或无调节性能的水库，则采用其相应的特征水位按调度规则进行计算。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，对于季及季以上调节水电站：

(1)实际年发电量计算：

根据采集的年内逐日逐时段各台机组负荷数据，剔除低出力机组的出力，形成电厂逐日总负荷过程并得出电厂逐月负荷过程，测算服务器计算出实际年发电量E年；

(2)测算服务器进行考核电量计算的步骤如下：

Step 1：对来水流量进行丰平枯分级，遥测设备采集流域雨量、水位数据，按照入库流量频率，划分为：丰(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%～37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%～62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5～90%内)和枯(入库流量频率≥90%)五级；

Step 2：在调度图各旬保证出力区的水位上下限范围内，将水位按照来水流量丰枯级别划分，即按丰(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%～37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%～62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5～90%内)和枯(入库流量频率≥90%)各区间所占比例划分；

Step 3：根据来水流量丰枯级别，确定相应时段的末水位，该末水位根据来水流量在其相应丰平枯级别的频率范围内的百分比，取相应水位落点即可；

Step 4：由以上步骤确定的末水位，以及来水流量和时段初水位，按水量平衡计算求出该时段出力N_计算，t；

Step 5：取

(

保留一位小数)，并将

作为时段考核出力N_核,t；

Step 6：读取Q_入，t、γ_核，t、K_核，t，令上一时段末水位为本时段初水位Z_t，取时段出力N_核，t；

Step 7：假定时段出库流量为Q_出，t＝Q_fd，t＝Q_max；

Step 8：由水量平衡方程Q_入，t-Q_出，t=(V_t+1-V_t)/Δt，计算得时段末库蓄水量V_t+1；若V_t+1＞V_max，t，则将V_t+1-V_max,t作为弃水量，并计算Q_泄流，t，且Q_出，t＝Q_fd,t+Q_泄流，t，并使得V_t+1＝V_max；

Step 9：由V_t+1查库容曲线得时段末库水位Z_t+1，检查末水位是否满足时段末水位约束，如不满足，重新计算N_核，t，使末水位满足要求；

Step 10：由Q_出，t查下游水位流量关系曲线得时段平均下游水位Z_x，t；

Step 11：计算水头H_均，t＝(Z_t+Z_t+1)/2-Z_x，t；

Step 12：由H_均，t查预想出力曲线得N_预，t；

Step 13：由时段负荷率γ_核，t计算得时段可调出力N_max，t＝γ_核，txN_预，t；

Step 14：N_核，t＝min(N_t,N_max，t)；

Step 15：计算发电流量

Step 16：如果|Q′_fd,t+Q_泄流，t-Q_出，t|＜ξ(允许误差)，则记录Q_fd,t、Q_出，t、V_t+1，Z_t+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q_出，t，返回Step 7；

Step 17：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Z_t+1，各时段的平均出力N_核，t；

Step 18：考核电量为各时段电量之和，E_核＝∑(N_核，txΔt)；

其中，Q_入，t：时段平均入库流量；Q_出，t：时段平均出库流量；Q_fd，t：时段平均发电流量；Q_泄流，t：时段弃水流量；Z_t：时段初坝上水位；Z_t+1：时段末坝上水位；Z_x，t：时段平均坝下水位；r_核，t：时段核定负荷率；K_核，t：时段核定综合出力系数；V_t：时段初库容；V_max，t：时段可调库容；V_max：最大库容；H_均，t：时段平均毛水头；N_t：调度图指示出力；N_max，t：时段可调出力；N_预，t：时段预想出力；N_核，t：时段考核出力；N_保证，t：时段保证出力；E_核：时段考核电量；Q_max：最大过机流量。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，所述Step 6中的水库实际入库流量Q_入，t计算方法如下：

根据发电流量和泄流流量计算方法，采用以上数据，应用水量平衡公式逐时段迭代反推入库流量。

式中：

α：单位换算系数；

：t时段平均入库流量；

：t时段平均出库流量；

V_t、V_t+1：t时段初末库容；

Δt：单位时段长(1小时或日)。

计算中，常把

分为发电流量和泄洪流量两个部分计算，即

式中：

：t时段发电流量；

：t时段泄洪流量；

则

可用下式计算：

由于水电站发电机组段尚未安装流量观测仪器，无法直接获取机组发电流量观测量，则水库发电流量可按如下步骤计算得出：

t时段工作毛水头H_t为：

$H_t={\stackrel{\‾}{Z}}_{\mathrm{SH},t}-{\stackrel{\‾}{\mathrm{ZX}}}_t$

式中：

H_t：t时段工作毛水头；

：t时段坝上水位；

：t时段下游水位；

根据电站综合NHQ曲线，由电站机组平均出力及毛水头查流量，即得t时段的电站平均发电流量

加上水库泄洪流量

即得t时段总出库流量

根据水量平衡公式得t时段的入库流量

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，对于日调节水电站：

(1)实际日发电量计算：

采集的实际运行数据包括水库日内各时段的初末水位、来水与出库、发电流量与弃水流量、发电量与发电用水量数据，通过上述数据得出电厂日内负荷过程，计算出实际日发电量E_日；

(2)测算服务器进行日考核电量计算的步骤如下：

Step 1：读取日均入库流量Q_日、Z_核、K_核和γ_核，对日调节电站而言，日均出库流量等于日均入库流量；

Step 2：根据下游水位流量关系曲线，得日均下游水位Z_下＝f(Q_日)；

Step 3：计算日平均毛水头H_均＝Z_核-Z_下；

Step 4：令Q_fd＝Q_日，若Q_日＞Q_max，Q_fd＝Q_max；

Step 5：计算日平均出力N_水＝K_核·Q_fd·H_均；

Step 6：查预想出力曲线，得日均预想出力N_预＝f(H_均)；

Step 7：由负荷率γ_核求得最大日均出力N_max＝γ_核·N_预；

Step 8：若N_水＞N_max,令N_核＝N_max；否则令N_核＝N_水；

Step 9：日考核电量E_核＝N_核x24；

其中，Q_日：日平均入库流量；Q_fd：日发电流量；r_核：日负荷率；Q_max：电站最大过机流量；K_核：核定综合出力系数；Z_核：核定初始水位；Z_下：日平均尾水水位；H_均：日平均毛水头；N_水：出库可发出力；N_预：预想出力；N_max：可调出力；N_核：日考核出力；E_核：日考核电量。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算方法中，利用公式K_t＝N_t/(H_tQ_t)对各旬出力系数K值进行反向虑定，其步骤为：

第一步，根据水电站实际运行资料，求得电站的逐日发电流量Q_日、逐日平均发电水头H_日和逐日平均出力N_日，然后求得计算旬时段内的旬平均发电流量Q_旬、旬平均发电水头H_旬和旬平均出力N_旬；

第二步，利用公式N_旬＝K_旬Q_旬H_旬，反求电站旬平均出力系数K_旬，K_旬如果小于出力系数下限K_min，则K_旬＝K_min，大于出力系数上限K_max，则K_旬＝K_max；其中，

X_max为始发电量的最大值，X_min为始发电量的最小值；

第三步，根据上述步骤，计算求得一年36旬的出力系数K_旬，该36个K_旬值共同构成电站的综合出力系数，在计算各时段考核电量时，采用对应时段的出力系数K_旬计算，即K_核，t、K_核均采用K_旬。

测算服务器通过计算水库的末、初水位差得逐日平均发电水头H_日，对逐日平均发电水头H_日、逐日发电流量Q_日及逐日平均出力N_日进行累计平均。以旬为单位进行计算，得到的数据结果精度高，而仅仅计算K_日是没有意义的，以月为单位进行计算，得到的结果又比较粗糙，准确率较低。

实现前述方法的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统，包括数据采集装置、测算服务器和遥测采集平台；数据采集装置包括遥测设备、超声波测流计、机组有功变送器、交流采样装置和电能量采集装置。超声波测流计测量机组发电流量；机组转速、机端电压和出口断路器计算得出机组状态量；机组有功变送器和交流采样装置采集负荷；电能量采集装置采集电量数据。

前述的梯级水电站群水能利用提高率的测算系统中，遥测设备采集的流域雨量、水位数据通过GSM、海事卫星或者VHF信道被发送至遥测采集平台并存储在数据库中，机组发电流量、机组状态量、负荷数据通过UDP通讯方式传输到测算服务器；电量数据通过网络和MODLE方式传输到测算服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、入库径流是一个很重要的影响因素。入库径流丰富能够提高水库的期末水位，这将使综合流量、梯级出力等得到满足，由于上游水库水头上升、出力加大，下游水库会相应减小出力，导致水位上升，这样一般会导致考核电量偏低。径流的年内分配对梯级考核电量的计算影响很大，由于径流年内的不均匀分配，即使年入库径流总量相同，其计算结果也会不同甚至相差很大。本发明通过优化调度，对梯级年径流进行重新分配，从而提高梯级总出力。

2、通过对电站调度出力过程进行精细模拟，有效避开经验参数对计算结果的随意干扰，使得计算结果更加符合实际。

3、计算考核电量时，考虑基于来水和电力负荷这两个重要影响因素，对水电站有关参数进行修正。有效地排除了机电、水工设施条件差异、各年来水过程不均的影响，为计算来水年际变化大的水能利用提高率提供了一个客观、合理的方法。

4、水库调度图的使用：首先对来水流量进行丰平枯分级；然后在调度图各旬保证出力区的水位上下限范围内，将水位按照来水流量丰枯级别进行划分；再根据来水流量丰枯级别，确定相应时段的末水位；最后根据水量平衡试算反推出出库流量、发电流量、出力等值。

5、出力系数K值反映了水电站把水能转化为电能的效率，分为瞬时出力系数和平均出力系数。瞬时出力系数只与机组特性有关，与机组运行方式无关，由于其存在不可预测的变化性，无法用于生产生活中的实际水能计算。平均出力系数受机组本身特性及其运行方式影响，可利用公式K_t＝N_t/(H_tQ_t)反向虑定得到。在目前水能计算中，通常取一固定不变的系数进行计算，该系数被称为电站综合出力系数。由于该概念忽略了出力系数的变化性，因此在水电站优化调度及水电站节能考核等需要精确计算的工作中，不宜继续使用综合出力系数计算方法，因为这种方法将导致较大的误差甚至错误。鉴于此因，本研究提出了一种既考虑了出力系数的变化，又计算简单可行的水电站综合出力系数K值的反向率定方法。

本发明使得梯级水电站群水能利用提高率提高了60%以上。

附图说明

图1是本发明实施例的系统工作流程图；

图2是本发明实施例的季及季以上调节水电站考核电量测算流程图；

图3是本发明实施例的日调节水电站考核电量测算流程图；

图4是本发明实施例的硬件结构示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；

S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；

S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。

步骤S1还包括：收集水库各特性曲线资料，所述水库各特性曲线资料包括水库的库容曲线、下游水位流量关系曲线、各类型机组NHQ曲线、预想出力曲线和电站综合NHQ曲线。

对于调节性能好的水库，采用设计复核的水库调度图；对于调节性能差或无调节性能的水库，则采用其相应的特征水位按调度规则进行计算。

对于季及季以上调节水电站，

(1)实际年发电量计算：

根据采集的年内逐日逐时段各台机组负荷数据，剔除低出力机组的出力，形成电厂逐日总负荷过程并得出电厂逐月负荷过程，测算服务器计算出实际年发电量E_年；

(2)如图2所示，测算服务器进行考核电量计算的步骤如下：

Step 1：对来水流量进行丰平枯分级，遥测设备采集流域雨量、水位数据，按照入库流量频率，划分为：丰(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%～37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%～62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5～90%内)和枯(入库流量频率≥90%)五级；

Step 2：在调度图各旬保证出力区的水位上下限范围内，将水位按照来水流量丰枯级别划分，即按丰(入库流量频率≤10%)、偏丰(入库流量频率在10%～37.5%内)、平(入库流量频率在37.5%～62.5%内)、偏枯(入库流量频率在62.5～90%内)和枯(入库流量频率≥90%)各区间所占比例划分；

Step 3：根据来水流量丰枯级别，确定相应时段的末水位，该末水位根据来水流量在其相应丰平枯级别的频率范围内的百分比，取相应水位落点即可；

Step 4：由以上步骤确定的末水位，以及来水流量和时段初水位，按水量平衡计算求出该时段出力N_计算，t；

Step 5：取

(

保留一位小数)，并将

作为时段考核出力N_核,t；

Step 6：读取Q_入，t，γ_核，t，K_核，t，令上一时段末水位为本时段初水位Z_t，取时段出力N_核，t；

Step 7：假定时段出库流量为Q_出，t＝Q_fd，t＝Q_max；

Step 8：由水量平衡方程Q_入，t-Q_出，t=(V_t+1-V_t)/Δt，计算得时段末库蓄水量V_t+1；若V_t+1＞V_max，t，则将V_t+1-V_max,t作为弃水量，并计算Q_泄流，t，且Q_出,t＝Q_fd，t+Q_泄流，t，并使得V_t+1＝V_max；

Step 9：由V_t+1查库容曲线得时段末库水位Z_t+1，检查末水位是否满足时段末水位约束，如不满足，重新计算N_核，t，使末水位满足要求；

Step 10：由Q_出，t查下游水位流量关系曲线得时段平均下游水位Z_x，t；

Step 11：计算水头H_均，t＝(Z_t+Z_t+1)/2-Z_x，t；

Step 12：由H_均，t查预想出力曲线得N_预，t；

Step 13：由时段负荷率γ_核，t计算得时段可调出力N_max，t＝γ_核，txN_预，t；

Step 14：N_核，t＝min(N_t,N_max，t)；

Step 15：计算发电流量

Step 16：如果|Q′_fd,t+Q_泄流，t-Q_出，t|＜ξ(允许误差)，则记录Q_fd,t、Q_出，t、V_t+1，Z_t+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q_出，t，返回Step 7；

Step 17：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Z_t+1，各时段的平均出力N_核，t；

Step 18：考核电量为各时段电量之和，E_核＝∑(N_核，txΔt)；

其中，Q_入，t：时段平均入库流量；Q_出，t：时段平均出库流量；Q_fd，t：时段平均发电流量；Q_泄流，t：时段弃水流量；Z_t：时段初坝上水位；Z_t+1：时段末坝上水位；r_核，t：时段核定负荷率；K_核，t：时段核定综合出力系数；V_t：时段初库容；V_max，t：时段可调库容；V_max：最大库容；Z_x，t：时段平均坝下水位；H_均，t：时段平均毛水头；N_t：调度图指示出力；N_max,t：时段可调出力；N_预，t：时段预想出力；N_核，t：时段考核出力；N_保证，t：时段保证出力；E_核：时段考核电量；Q_max：最大过机流量。

所述Step 6中的水库实际入库流量Q_入，t计算方法如下：

根据发电流量和泄流流量计算方法，采用以上数据，应用水量平衡公式逐时段迭代反推入库流量。

式中：

α：单位换算系数；

：t时段平均入库流量；

：t时段平均出库流量；

V_t、V_t+1：t时段初末库容；

Δt：单位时段长(1小时或日)。

计算中，常把

分为发电流量和泄洪流量两个部分计算，即

式中：

：t时段发电流量；

：t时段泄洪流量；

则

可用下式计算：

由于水电站发电机组段尚未安装流量观测仪器，无法直接获取机组发电流量观测量，则水库发电流量可按如下步骤计算得出：

t时段工作毛水头H_t为：

$H_t={\stackrel{\‾}{Z}}_{\mathrm{SH},t}-{\stackrel{\‾}{\mathrm{ZX}}}_t$

式中：

H_t：t时段工作毛水头；

：t时段坝上水位；

：t时段下游水位；

根据电站综合NHQ曲线，由电站机组平均出力及毛水头查流量，即得t时段的电站平均发电流量

加上水库泄洪流量

即得t时段总出库流量

根据水量平衡公式得t时段的入库流量

对于日调节水电站，

(1)实际日发电量计算：

采集的实际运行数据包括水库日内各时段的初末水位、来水与出库、发电流量与弃水流量、发电量与发电用水量数据，通过上述数据得出电厂日内负荷过程，计算出实际日发电量E_日；

(2)如图3所示，测算服务器进行日考核电量计算的步骤如下：

Step 1：读取日均入库流量Q_日、Z_核、K_核和γ_核。对日调节电站而言，日均出库流量等于日均入库流量；

Step 2：根据下游水位流量关系曲线，得日均下游水位Z_下＝f(Q_日)；

Step 3：计算日平均毛水头H_均＝Z_核-Z_下；

Step 4：令Q_fd＝Q_日，若Q_日＞Q_max，Q_fd＝Q_max；

Step 5：计算日平均出力N_水＝K_核·Q_fd·H_均；

Step 6：查预想出力曲线，得日均预想出力N_预＝f(H_均)；

Step 7：由负荷率γ_核求得最大日均出力N_max＝γ_核·N_预；

Step 8：若N_水＞N_max,令N_核＝N_max；否则令N_核＝N_水；

Step 9：日考核电量E_核＝N_核x24；

其中，Q_日：日平均入库流量；Q_fd：日发电流量；r_核：日负荷率；Q_max：电站最大过机流量；K_核：核定综合出力系数；Z_核：核定初始水位；Z_下：日平均尾水水位；H_均：日平均毛水头；N_水：出库可发出力；N_预：预想出力；N_max：可调出力；N_核：日考核出力；E_核：日考核电量。

利用公式K_t＝N_t/(H_tQ_t)对各旬出力系数K值进行反向虑定，其步骤为：

第一步，根据水电站实际运行资料，求得电站的逐日发电流量Q_日、逐日平均发电水头H_日和逐日平均出力N_日，然后求得计算旬时段内的旬平均发电流量Q_旬、旬平均发电水头H_旬和旬平均出力N_旬；

第二步，利用公式N_旬＝K_旬Q_旬H_旬，反求电站旬平均出力系数K_旬，K_旬如果小于出力系数下限K_min，则K_旬＝K_min，大于出力系数上限K_max，则K_旬＝K_max；其中，

X_max为始发电量的最大值，X_min为始发电量的最小值；

第三步，根据上述步骤，计算求得一年36旬的出力系数K_旬，该36个K_旬值共同构成电站的综合出力系数，在计算各时段考核电量时，采用对应时段的出力系数K_旬计算，即K_核，t、K_核均采用K_旬。

测算服务器通过计算水库的末、初水位差得逐日平均发电水头H_日，对逐日平均发电水头H_日、逐日发电流量Q_日及逐日平均出力N_日进行累计平均。以旬为单位进行计算，得到的数据结果精度高，而仅仅计算K_日是没有意义的，以月为单位进行计算，得到的结果又比较粗糙，准确率较低。

实现前述方法的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统，如图4所示，包括数据采集装置、测算服务器和遥测采集平台；数据采集装置包括遥测设备、超声波测流计、机组有功变送器、交流采样装置和电能量采集装置。遥测设备采用南京南瑞集团公司水利水电分公司的ACS300MM型遥测水位站；超声波测流计使用南京申瑞电气系统控制有限公司的GER-9000型超声波流量计；机组有功变送器采用浙江涵普电力科技有限公司的FPWK301型有功功率变送器；电能量采集装置使用广州南方电力集团科技发展有限公司的EAC5000D型电能量采集装置。

该系统的工作原理：遥测设备采集的流域雨量、水位数据通过GSM、海事卫星或者VHF信道被发送至遥测采集平台并存储在数据库中；超声波测流计测量的机组发电流量，机端电压和出口断路器计算得出的机组状态量，以及机组有功变送器和交流采样装置采集的负荷数据通过UDP通讯方式传输到测算服务器；电能量采集装置采集的电量数据通过网络和MODLE方式传输到测算服务器；遥测采集平台将流域雨量、水位数据传输到测算服务器，测算服务器调用测算程序进行计算水能利用提高率，并将结果传输到梯级水电站群优化调度服务器中。

Claims (8)

1.一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，数据采集装置采集水电站实际运行数据；

S2，数据采集装置将采集的数据传输到测算服务器；

S3，测算服务器对采集数据进行处理，针对不同调节类型的水电站，计算实际发电量和考核电量，并得到水能利用提高率。

2.根据权利要求1所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于：水电站实际运行数据包括流域雨量、水位、机组发电流量、状态量、负荷和电量数据。

3.根据权利要求2所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于，步骤S1还包括：收集水库各特性曲线资料，所述水库各特性曲线资料包括水库的库容曲线、下游水位流量关系曲线、各类型机组NHQ曲线、预想出力曲线和电站综合NHQ曲线。

4.根据权利要求3所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于：对于季及季以上调节水电站，

(1)实际年发电量计算：

根据采集的年内逐日逐时段各台机组负荷数据，剔除低出力机组的出力，形成电厂逐日总负荷过程并得出电厂逐月负荷过程，测算服务器计算出实际年发电量E_年；

(2)测算服务器进行考核电量计算的步骤如下：

Step 1：对来水流量按照入库流量频率划分为丰、偏丰、平、偏枯和枯五级，其中，丰级的入库流量频率≤10%，偏丰级的入库流量频率为10%～37.5%，平级的入库流量频率为37.5%～62.5%，偏枯级的入库流量频率为62.5～90%，枯级的入库流量频率≥90%；

Step 2：在调度图各旬保证出力区的水位上下限范围内，将水位按照来水流量丰枯级别划分，即按丰、偏丰、平、偏枯、枯各区间所占比例划分；

Step 3：根据来水流量丰枯级别，确定相应时段的末水位，该末水位根据来水流量在其相应丰平枯级别的频率范围内的百分比，取相应水位落点即可；

Step 4：由以上步骤确定的末水位，以及来水流量和时段初水位，按水量平衡计算求出该时段出力N_计算t；

Step 5：取并将作为时段考核出力N_核,t；

Step 6：读取Q_入，t、γ_核，t、K_核，t，令上一时段末水位为本时段初水位Z_t，取时段出力N_核，t；

Step 7：假定时段出库流量为Q_出，t＝Q_fd,t＝Q_max；

Step 8：由水量平衡方程Q_入，t-Q_出，t=(V_t+1-V_t)/Δt，计算得时段末库蓄水量V_t+1；若V_t+1＞V_max，t，则将V_t+1-V_max,t作为弃水量，并计算Q_泄流，t，且Q_出，t＝Q_fd,t+Q_泄流，t，并使得V_t+1＝V_max；

Step 9：由V_t+1查库容曲线得时段末库水位Z_t+1，检查末水位是否满足时段末水位约束，如不满足，重新计算N_核，t，使末水位满足要求；

Step 10：由Q_出，t查下游水位流量关系曲线得时段平均下游水位Z_x，t；

Step 11：计算水头H_均，t＝(Z_t+Z_t+1)/2-Z_x，t；

Step 12：由H_均，t查预想出力曲线得N_预，t；

Step 13：由时段负荷率γ_核，t计算得时段可调出力N_max，t＝γ_核，txN_预，t；

Step 14：N_核，t＝min(N_t,N_max，t)；

Step 15：计算发电流量

Step 16：如果|Q′_fd,t+Q_泄流,t-Q_出，t|＜ξ，则记录Q_fd,t、Q_出，t、V_t+1，Z_t+1，进入下一时段迭代计算；否则，重新假定Q_出，t，返回Step 7；

Step 17：计算期内所有时段计算完毕后，计算结束，输出各时段末水库水位Z_t+1，各时段的平均出力N_核，t；

Step 18：考核电量为各时段电量之和，E_核＝∑(N_核，txΔt)；

其中，Q_入，t：时段平均入库流量；Q_出，t：时段平均出库流量；Q_fd，t：时段平均发电流量；Q_泄流，t：时段弃水流量；Z_t：时段初坝上水位；Z_t+1：时段末坝上水位；r_核，t：时段核定负荷率；K_核，t：时段核定综合出力系数；V_t：时段初库容；V_max，t：时段可调库容；V_max：最大库容；Z_x，t：时段平均坝下水位；H_均，t：时段平均毛水头；N_t：调度图指示出力；N_max，t：时段可调出力；N_预，t：时段预想出力；N_核，t：时段考核出力；N_保证，t：时段保证出力；E_核：时段考核电量；Q_max：最大过机流量。

5.根据权利要求3所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于：对于日调节水电站，

(1)实际日发电量计算：

采集的实际运行数据包括水库日内各时段的初末水位、来水与出库、发电流量与弃水流量、发电量与发电用水量数据，通过上述数据得出电厂日内负荷过程，计算出实际日发电量E_日；

(2)测算服务器进行日考核电量计算的步骤如下：

Step 1：读取日均入库流量Q_日、Z_核、K_核和γ_核，日均出库流量等于日均入库流量；

Step 2：根据下游水位流量关系曲线，得日均下游水位Z_下＝f(Q_日)；

Step 3：计算日平均毛水头H_均＝Z_核-Z_下；

Step 4：令Q_fd＝Q_日，若Q_日＞Q_max，Q_fd＝Q_max；

Step 5：计算日平均出力N_水＝K_核·Q_fd·H_均；

Step 6：查预想出力曲线，得日均预想出力N_预＝f(H_均)；

Step 7：由负荷率γ_核求得最大日均出力N_max＝γ_核·N_预；

Step 8：若N_水＞N_max，令N_核＝N_max；否则令N_核＝N_水；

Step 9：日考核电量E_核＝N_核x24；

其中，Q_日：日平均入库流量；Q_fd：日发电流量；r_核：日负荷率；Q_max：电站最大过机流量；K_核：核定综合出力系数；Z_核：核定初始水位；Z_下：日平均尾水水位；H_均：日平均毛水头；N_水：出库可发出力；N_预：预想出力；N_max：可调出力；N_核：日考核出力；E_核：日考核电量。

6.根据权利要求4或5所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算方法，其特征在于：利用公式K_t＝N_t/(H_tQ_t)对各旬出力系数K值进行反向虑定，其步骤为：

第一步，根据水电站实际运行资料，求得电站的逐日发电流量Q_日、逐日平均发电水头H_日和逐日平均出力N_日，然后求得计算旬时段内的旬平均发电流量Q_旬、旬平均发电水头H_旬和旬平均出力N_旬；

第二步，利用公式N_旬＝K_旬Q_旬H_旬，反求电站旬平均出力系数K_旬，K_旬如果小于出力系数下限K_min，则K_旬＝K_min，大于出力系数上限K_max，则K_旬＝K_max；其中，

X_max为始发电量的最大值，X_min为始发电量的最小值；

第三步，根据上述步骤，计算求得一年36旬的出力系数K_旬，该36个K_旬值共同构成电站的综合出力系数，在计算各时段考核电量时，采用对应时段的出力系数K_旬计算，即K_核，t、K_核均采用K_旬。

7.实现权利要求1～6所述方法的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统，其特征在于：包括数据采集装置、测算服务器和遥测采集平台；数据采集装置包括遥测设备、超声波测流计、机组有功变送器、交流采样装置和电能量采集装置。

8.根据权利要求7所述的一种梯级水电站群水能利用提高率的测算系统，其特征在于：遥测设备采集的流域雨量、水位数据通过GSM、海事卫星或者VHF信道被发送至遥测采集平台并存储在数据库中，机组发电流量、机组状态量、负荷数据通过UDP通讯方式传输到测算服务器；电量数据通过网络传输到测算服务器。

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