CN109779826A - 一种用于水电站的水电联调方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于水电站的水电联调方法及方法，包括以下步骤：1)获取水电站机组实时运行信息；2)计算出闸门的待调整过闸流量和闸门待开度；3)根据闸门待开度控制闸门开启到指定开度，并反馈；4)根据实际引水量和接收到上级调水量进行对比和计算闸门待调整开度，并控制闸门的调节，本发明预先收集水电站机组变化信息，并计算出待调整过闸流量和闸门待开度，控制闸门开启，及时控制后，将计算出的实际过闸流量和接收到的上级调水量进行比较和计算，并根据计算结果控制闸门的启动，达到引水与发电控制相协调，确保能快速稳定引水总量与上级调水量一致，减少操作人员的工作难度。

Description

一种用于水电站的水电联调方法

技术领域

本发明涉及水利水电技术领域，具体涉及用于水电站的水电联调方法。

背景技术

水电站从停止到运行，或从运行到停止过程中，引水流量的变化速度快且量大，在对于以引水为主，其次结合引水发电，其首要任务是保证实际放水量符合上级部门下发的调水量的电站，在发电控制与调节时，需要同时进行发电机组和闸门门的控制操作，保证总调水量变幅小，但同时操作两个控制对象将会增加操作人员操作难度，且电站运行过程中可能会出现事故停机情况，由于其不确定性，操作人员很难作出及时反应。

发明内容

本发明提供用于水电站的水电联调方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于水电站的水电联调方法，包括以下步骤：

步骤一：获取水电站机组实时运行信息；

步骤二：计算出闸门的待调整过闸流量和闸门待开度；

步骤三：根据闸门待开度控制闸门开启到指定开度，并反馈；

步骤四：根据实际引水量和接收到上级调水量进行对比和计算闸门待调整开度，并控制闸门的调节。

进一步的，步骤一中获取水电站机组实时运行信息是指从控制水电站的机组LCU获取水轮机的开机、正常停机、紧急停机以及调整发电负荷的工况。

进一步的，步骤二中所述待调整过闸流量和闸门待开度是通过水电联调LCU计算，该水电联调LCU与机组LCU为信号连接。

进一步的，步骤二中所述待调整过闸流量Q的计算公式为：

式中P为水轮机出力，H为闸前水深，η为水轮机效率。

进一步的，步骤二中所述闸门待开度e的计算公式为：

式中，σ_s为淹没系数，u_o为闸孔自由处流的流量系数，n为闸孔孔数，b为闸孔净宽，g为重力加速度，H_o为堰上水头。

进一步的，当闸门为弧形时，闸孔自由处流的流量系数u_o的计算公式为：

式中，θ为弧形闸门底部切线与水平面的角度，C为弧形闸门的弧心到渠底高度，R为弧形闸门的弧形半径，

当闸门为非弧形时，所述闸孔自由处流的流量系数u_o的计算公式为：

进一步的，步骤三中控制闸门开启到指定开度是通过闸门LCU控制，并将执行结果反馈给水电联调LCU。

进一步的，步骤四中当实际引水量和接收到上级调水量对比的偏差值超过允许值时，通过偏差值计算闸门待调整开度，控制闸门进行调节，并反馈和再次对比，直至偏差值在允许值内。

进一步的，步骤四中所述闸门待调整开度e₁的计算公式为：

式中，Q₁为偏差值。

进一步的，步骤四中所述上级调水量通过应用软件输送至水电联调LCU。

由以上技术方案可知，本发明具有如下有益效果：预先收集水电站机组变化信息，并计算出待调整过闸流量和闸门待开度，控制闸门开启，及时控制后，将计算出的实际过闸流量和接收到的上级调水量进行比较和计算闸门待调整开度，并根据闸门待调整开度控制闸门的启动，达到引水与发电控制相协调，确保能快速稳定引水总量与上级调水量一致，减少操作人员的工作难度。

附图说明

图1为本发明工作流程结构示意图；

图2为本发明淹没系数参数示意图；

图3为本发明弧形闸门的水电站结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的用于水电站的水电联调方法优选实施方式作详细的说明。

如图1-3所示，一种用于水电站的水电联调方法，包括以下步骤：

步骤一：从控制水电站的机组LCU获取水轮机的开机、正常停机、紧急停机以及调整发电负荷的实时运行信息，并将信息反馈给与机组 LCU信号连接的水电联调LCU；

步骤二：水电联调LCU计算出闸门的待调整过闸流量和闸门待开度，待调整过闸流量Q的计算公式为：

式中P为水轮机出力，H为闸前水深，η为水轮机效率。

闸门待开度e的计算公式为：

式中，σ_s为淹没系数，自由出流时σ_s＝1，淹没系数可通过图2中的 表格(其中ht为闸后水深)查得，u_o为闸孔自由处流的流量系数，n为 闸孔孔数，b为闸孔净宽，g为重力加速度，9.8m/s²，H_o为堰上水头。

当闸门为弧形时，闸孔自由处流的流量系数u_o的计算公式为：

式中，θ为弧形闸门底部切线与水平面的角度，C为闸门的弧心到渠底高度，R为闸门的弧形半径，

当闸门为非弧形时，闸孔自由处流的流量系数u_o的计算公式为：

步骤三：水电联调LCU将计算出的闸门待开度发送至闸门LCU，闸门LCU根据闸门待开度控制闸门开启到计算出的闸门待开度，并将闸门实时开度值、执行是否成功的结果反馈给水电联调LCU；

步骤四：上级调水量通过应用软件输送至水电联调LCU，水电联调 LCU根据实际引水量和接收到上级调水量进行对比，对比的偏差值超过允许值(5％的上级调水量)时，根据偏差值计算出闸门待调整开度，发送指令给闸门LCU控制闸门进行调节，并将闸门实时开度值、执行是否成功的结果反馈给水电联调LCU，水电联调LCU再次对比和计算闸门待调整开度，直至偏差值在允许值内，不进行任何操作，闸门待调整开度 e₁的计算公式为：

式中，Q₁为偏差值。

工作过程：机组LCU实时监测水轮机的运行信息，当监测到水轮机正在开停机或者调整发电负荷时，将信息反馈给水电联调LCU，水电联调LCU开始计算，将计算出的闸门待开度发送给闸门LCU，闸门LCU根据指令控制闸门开关门到指定开度(计算出的闸门待开度)，并将闸门实时开度值、执行成功或失败的结果发送给水电联调LCU(执行失败主要由闸门出现各种故障导致闸门不能按照命令要求进行开关门，如：启闭机电机坏了，闸门被卡住了等，当执行失败时，人工进行维修，直至闸门能够按照命令要求进行开关门)，当机组开停机成功时，然后水电联调LCU接收上级调水量的信息，并将实际引水流量与上级调水量进行比较，当偏差超过允许值(5％的上级调水量)时，根据偏差值计算出闸门待调整开度，发送指令给闸门LCU控制闸门进行调节，闸门LCU执行完这一指令并将闸门实时开度值、执行是否成功的结果反馈给水电联调 LCU，水电联调LCU再对实际引水流量与上级调水量进行对比，超过允许值就继续计算出闸门待调整开度，并发送指令给闸门LCU控制闸门进行调节，直到偏差在允许值内为止，停止操作。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于水电站的水电联调方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取水电站机组实时运行信息；

步骤二：计算出闸门的待调整过闸流量和闸门待开度；

步骤三：根据闸门待开度控制闸门开启到指定开度，并反馈；

步骤四：根据实际引水量和接收到上级调水量进行对比和计算闸门待调整开度，并控制闸门的调节。

2.根据权利要求1所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤一中获取水电站机组实时运行信息是指从控制水电站的机组LCU获取水轮机的开机、正常停机、紧急停机以及调整发电负荷的工况。

3.根据权利要求1所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤二中所述待调整过闸流量和闸门待开度是通过水电联调LCU计算，该水电联调LCU与机组LCU为信号连接。

4.根据权利要求1或3所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤二中所述待调整过闸流量Q的计算公式为：

式中，P为水轮机出力，H为闸前水深，η为水轮机效率。

5.根据权利要求1或3所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤二中所述闸门待开度e的计算公式为：

式中，σ_s为淹没系数，u_o为闸孔自由处流的流量系数，n为闸孔孔数，b为闸孔净宽，g为重力加速度，H_o为堰上水头。

6.根据权利要求5所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：当闸门为弧形时，所述闸孔自由处流的流量系数u_o的计算公式为：

式中，θ为弧形闸门底部切线与水平面的角度，C为弧形闸门的弧心到渠底高度，R为弧形闸门的弧形半径，

当闸门为非弧形时，所述闸孔自由处流的流量系数u_o的计算公式为：

。

7.根据权利要求1所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤三中控制闸门开启到指定开度是通过闸门LCU控制，并将执行结果反馈给水电联调LCU。

8.根据权利要求1所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤四中当实际引水量和接收到上级调水量对比的偏差值超过允许值时，通过偏差值计算闸门待调整开度，控制闸门进行调节，并反馈和再次对比，直至偏差值在允许值内。

9.根据权利要求1或8所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤四中所述闸门待调整开度e₁的计算公式为：

式中，Q₁为偏差值。

10.根据权利要求1所述的用于水电站的水电联调方法，其特征在于：步骤四中所述上级调水量通过应用软件输送至水电联调LCU。