CN109933892A - 一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法，包括：步骤1，统计电站可能出现的发电流量并按从小到大排序，依次为Q₁，Q₂，…；步骤2，定义流量累积变量Q_sum并赋予初始值0，赋予儒略日编号n初始值1；步骤3，对于q_n作如下计算，并在每一天的计算之后进入步骤4：Q_sum＝Q_sum+q_n；步骤4，若Q_sum<Q₁，则该日流量q_n＝0，进入步骤6；否则i＝2并进入步骤5；步骤5，若Q_sum>Q_i+0.5×Q_i‑1，则该日流量q_n＝Q_i，Q_sum＝Q_sum－Q_i，进入步骤6；否则i＝i+1，再次执行步骤5；步骤6，若计算至儒略日的最后一天，则计算结束；否则n＝n+1，返回步骤3。本发明在不改变电站下泄发电的前提下，最大程度地还原了电站发电可能出现的真实流量工况，显著提高了模型精度。

Description

一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法

技术领域

本发明涉及工程领域含有隔水幕墙的宽度平均立面二维水库水温模型建模计算，特别涉及一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法。

背景技术

高坝大库易在春夏形成水库水温分层的现象，水温较高的水体位于上层，温度较低的水体位于下层。而电站取水口多高程较低，所取水温为低温水，造成春夏季下泄低温水的问题。电站春夏季下泄低温水，将会影响下游河道的鱼类繁殖和农作物生长，造成严重的生态影响。

隔水幕墙是提升电站下泄水温的工程措施之一，其原理是在取水口上游修建一道位于水下的隔水幕墙，挡住底层低温水，使上层温度较高的水体进入电站进水口，达到提升电站下泄水温的目的。

隔水幕墙在设计时，需建立全库、全年尺度的宽度平均立面二维水库水温模型，模拟计算不同设计参数、不同断面位置的隔水幕墙实施后，水库各月水温结构的变化，以及下泄水温和幕墙的水温改善效果。

通常宽度平均立面二维水库水温模型在输入模型边界条件时，均采用日均值。但是对于含有隔水幕墙的宽度平均立面二维水库水温模型，若发电流量仍然采用日均值，将导致较大的计算误差。其原因在于，水库底部多崎岖不平，而隔水幕墙的修建为水下施工，现有技术水平无法做到底部完全封闭，会留有1m～2m的间隙。库区底层低温水则会由此进入电站进水口，影响下泄水温。

根据坝前局部三维水库水温模型的研究成果，电站发电时，分流比(从隔水幕墙顶部进入电站的高温水流量与从隔水幕墙底部进入电站的低温水流量之比)非固定值，与电站的发电流量相关。发电流量越大，分流比越大，即进入电站的高温水占比越大。

由于电站发电机组在修建后，其发电流量多为固定值。即可能出现的发电流量为少数固定值。电站在实际运行时，多数情况下，一天之内仅有一台机组运行几个小时，其余时候并无下泄流量。在这种情况下，电站的日均发电流量将低于单台机组的发电流量。若将该日均流量作为宽度平均立面二维水库水温模型的发电流量边界条件。那么模型内将会计算为一台发电流量为日均流量的机组运行了24小时。因此，在模型中虽然一日之内总的下泄水量，但机组发电流量低于实际的机组发电流量，机组发电时长长于实际的发电时长。由于不同发电流量下，隔水幕墙的分流比不同，那么在宽度平均立面二维水库水温模型中，将有比实际情况更多的低温水从库区流出。这将导致宽度平均立面二维水库水温模型模拟所得的下泄水温严重偏低，库区水温结构严重失真。

针对上述问题，本发明提出一种针对含有隔水幕墙的宽度平均立面二维水库水温模型计算时，电站下泄水温边界条件的修正方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法，在保证电站年内总发电水量不变的前提下，还原电站出流现状的下泄流量，达到让隔水幕墙分流比接近实际情况的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法，其特点是包括以下步骤：

步骤1，根据电站机组的发电流量，统计电站可能出现的发电流量，并按从小到大排序，依次为Q₁，Q₂，…；

步骤2，定义流量累积变量Q_sum，并赋予初始值：Q_sum＝0，赋予儒略日编号n初始值n＝1；

步骤3，对于q_n作如下计算，并在每一天的计算之后进入步骤4：

Q_sum＝Q_sum+q_n，

式中，q_n为第n天的日均发电流量；

步骤4，若Q_sum<Q₁，则该日流量q_n＝0，进入步骤6；否则i＝2并进入步骤5；

步骤5，若Q_sum>Q_i+0.5×Q_i-1，则该日流量q_n＝Q_i，Q_sum＝Q_sum－Q_i，进入步骤6；否则i＝i+1，再次执行步骤5；

步骤6，若计算至儒略日的最后一天，则计算结束；否则n＝n+1，返回步骤3。

与现有技术相比，本发明通过算法对水库下泄流量过程进行调整，在不改变电站下泄发电的前提下，最大程度地还原了电站发电可能出现的真实流量工况，极大地降低了数学模型边界条件采用日均值计算时带来的隔水幕墙分流比计算误差，显著提高了模型精度。

附图说明

图1是发明的方法流程示意图。

具体实施方式

本发明的计算流程如图1所示，计算步骤如下：

步骤1，根据电站机组的发电流量，统计电站可能出现的发电流量，并按从小到大排序，依次为Q₁，Q₂，…；

步骤2，定义流量累积变量Q_sum，并赋予初始值：Q_sum＝0，赋予儒略日编号n初始值n＝1；

步骤3，对于q_n作如下计算，并在每一天的计算之后进入步骤4：

Q_sum＝Q_sum+q_n，

式中，q_n为第n天的日均发电流量；

步骤4，若Q_sum<Q₁，则该日流量q_n＝0，进入步骤6；否则i＝2并进入步骤5；

步骤5，若Q_sum>Q_i+0.5×Q_i-1，则该日流量q_n＝Q_i，Q_sum＝Q_sum－Q_i，进入步骤6；否则i＝i+1，再次执行步骤5；

步骤6，若计算至儒略日的最后一天，则计算结束；否则n＝n+1，返回步骤3。

以三板溪隔水幕墙全库宽度平均立面二维水温模型计算为例，选择连续10个模拟的儒略日，实施步骤如下：

步骤1，三板溪电站共4台机组，可能出现的发电流量为220m³/s、440m³/s、660m³/s、870m³/s；

步骤2，定义流量累积变量Q_sum，并赋予初始值：Q_sum＝0，赋予儒略日编号n初始值n＝1；

步骤4～步骤6为逐日的循环计算，计算过程见表1：

表1发电流量修正表单位：m³/s

儒略日	日均流量(修正前)	Q<sub>sum</sub>	日均流量(修正后)
				1	34	34	0
2	145	179	220
				3	280	239	220
4	576	595	660
				5	364	299	220
6	683	762	660
				7	278	380	440
8	43	-17	0
				9	124	107	0
10	34	141	220

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水温模型电站下泄流量边界条件的修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据电站机组的发电流量，统计电站可能出现的发电流量，并按从小到大排序，依次为Q₁，Q₂，…；

步骤2，定义流量累积变量Q_sum，并赋予初始值：Q_sum＝0，赋予儒略日编号n初始值n＝1；

步骤3，对于q_n作如下计算，并在每一天的计算之后进入步骤4：

Q_sum＝Q_sum+q_n，

式中，q_n为第n天的日均发电流量；

步骤4，若Q_sum<Q₁，则该日流量q_n＝0，进入步骤6；否则i＝2并进入步骤5；

步骤5，若Q_sum>Q_i+0.5×Q_i-1，则该日流量q_n＝Q_i，Q_sum＝Q_sum－Q_i，进入步骤6；否则i＝i+1，再次执行步骤5；

步骤6，若计算至儒略日的最后一天，则计算结束；否则n＝n+1，返回步骤3。