CN110595418B - 一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统 - Google Patents

一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统，利用水尺的测量数据计算冰层厚度，或者利用雷达水位计以及水下声呐传感器和/或水尺的测量数据计算冰层厚度，或者利用雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度；或者取上述三个冰层厚度中数值相近的两个冰层厚度平均值作为最终的冰层厚度。本发明同时采用多种监测方法作为备用手段，相互验证以提高测验精度，同时互相备用，确保了监测期间数据的完整性。

Description

一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统
技术领域
本发明涉及水力水电监测领域，特别是一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统。
背景技术
抽水蓄能电站是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站，又称蓄能式水电站。对比常规水电站，抽水蓄能电站具有两个显著特点：一是水库库容一般比较小，水库水位涨落幅度大；二是抽水蓄能电站有发电与抽水两种主要运行方式，在正常情况下水库水位每天至少要经历一个水位涨落循环。
作为电网的一种专用调峰和备用电源，我国在北方寒冷地区同样规划了大量的抽水蓄能电站，这些抽水蓄能电站的规划设计、冰期运行都不同程度的遇到冰冻问题，冰情往往对电站的效益与安全产生非常严重的不利影响。
寒冷地区抽水蓄能电站水库冰冻侵占了一部分总库容，使库容减少，在一定程度上影响发电效益；若冬季运行方式不当，冰情对闸门、大坝等水工建筑物可能带来破坏作用。因此冰冻库容设计、水电站防排冰运行等是寒冷地区抽水蓄能电站存在的两个重要问题。
《水电水利工程水文计算规范》(DL/T 5431-2009)中，针对抽水蓄能电站冰情分析计算的描述为：可分析“抽水蓄能电站上、下库结冰特性，冰盖的形成、破碎对库容和抽放水的影响”。但由于冰情特性的复杂性，现阶段研究的深度和广度严重不足，工程冰情的分析计算在理论基础和具体方法上均不成熟，有待结合实践研究完善。
抽水蓄能电站冰情分析计算中几个关键指标，如最大冰厚、冰冻库容、常规水电站下游最小不封冻距离(抽水蓄能电站上游常规水电站运行时)等，有部分经验公式可借鉴，但很不成熟且缺少验证。
目前国内外有关寒区水库(湖泊)冰情的研究成果主要为常规的静水冰生消过程，而电站冰期运行条件下的实际原型观测资料较少，作为与常规电站有明显差异的抽水蓄能电站，由于上库、下库的冰生消过程与库水位、环境温度、进/出水口位置、电站调度运行模式紧密相关，库面反复呈现“结冰--冰裂--融化--结冰”等状态，特别是离库岸几十米的区域其冰情状态更是时刻变化中，人为下库进行原型观测危险性极大，限于目前冰厚测量仪器发展水平，对于水库(尤其是薄冰区)冰厚测量还很不成熟，难以获取冰厚的精确数据，目前仅仅是停留在通过拍照、人工预估等手段进行直观的认识，离真实数据的获取还有非常大的距离。
最近几年发展起来的新技术，包括探地雷达探测冰厚、无人机航摄应急监测等，尽管有一些进步，一定程度上也能获取部分资料，但仍然存在很大的局限性，一是需要人工现场操作，且受天气影响严重，在夜晚更是不具备监测条件，监测数据不具备连续性；二是对于冰厚测量精度有限，特别是针对薄冰或者冰厚不大时，更是无能为力。
抽水蓄能电站上水库布置在山顶位置，水库水位变幅高达几十米，库盆边坡坡比通常为1:1.6左右；北方抽水蓄能电站为适应温度变化巨大的环境条件，其水库库盆面板、库盆库底的防渗处理是关键，电站建成后尖锐物体的撞击与划伤可能破坏防渗层，从而影响其防渗效果；北方抽水蓄能电站水库在冬季很容易结冰，库盆周边面板结冰后，当库水位上升或下降时，存在冰块撕裂或坍塌情况，从而对库盆面板防渗层存在较为明显的破坏；电站正常运行后，该情形是不允许发生的，通常需要通过电站调度或者其它辅助措施保障库盆周边保持几米宽的动水带或薄冰区，避免库盆形成整体冰盖。受风力、水库抽水/发电的影响，冬季库面浮冰往往处于漂移状态，顺风侧的浮冰很容易与面板接触并结冰，当水库保持相同水位时间较长时，严寒情况下结冰程度会显著加强，严重时可能破坏防渗面板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统，提高冰厚测量的准确性，实现连续测量冰厚。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种抽水蓄能电站冰情监测方法，该方法包括：
在水面/冰面上设置安装平台；在安装平台上固定安装支架，且该安装支架包括上部和下部，该上部位于水面/冰面上方，该下部自水面/冰面上方伸入水面/冰面下方；在安装支架下部固定水尺；在安装支架下部底端设置声呐传感器；在安装支架上部顶端设置雷达水位计，且所述声呐传感器与所述雷达水位计位于所述安装平台同一侧；
采集所述声呐传感器数据和/或所述雷达水位计的测量数据、和/或水尺的测量数据；
利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度，或者利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器和/或水尺的测量数据计算冰层厚度，或者利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度。
所述水尺包括本体；所述本体一面与所述安装支架接触；所述本体另一面中部设有刻度，该刻度两侧的本体上分别设有多个电压感应触点和多个温度传感器；所述水尺的测量数据包括电压测量数据和温度测量数据。
在未结冰或者正常结冰的情况下，利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器的测量数据计算冰层厚度H的公式为：H＝(雷达水位计安装高程-H2)-(声呐传感器安装高程+H1)；其中H2为雷达水位计安装位置至水面或冰上表面的测量距离，H1为声呐传感器安装位置至水面或冰下表面的测量距离；当冰冻结严实时，取所述电压测量数据、温度测量数据、雷达水位计以及水下声呐传感器的测量数据计算的冰层厚度中的相近两组数据的平均值作为最终的冰层厚度。
在冰层破裂冒水后结冰的情况下，利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度H的公式为：H＝H’+H”；H’＝H4-(声呐传感器安装高程+H1)；H”＝(雷达水位计安装高程-H2)-H5；其中H’为下层冰厚，H”为上层冰厚；H4由H4-1、H4-2综合选取(根据连续监测数据的连续性进行判断)；H5由H5-1、H5-2综合选取(根据连续监测数据的连续性进行判断)；H1为声呐传感器安装位置至水面或下层冰下表面的测量距离，H2为雷达水位计安装位置至上层冰上表面的测量距离，H4-1为水尺上电压感应触点测量得到的下层冰上表面位置；H4-2为水尺上温度传感器测量得到的下层冰上表面位置；H5-1为水尺上电压感应触点测量得到的上层冰下表面位置；H5-2为水尺上温度传感器测量得到的上层冰下表面位置；当冰冻结严实时，取所述电压测量数据、温度测量数据、雷达水位计以及水下声呐传感器、水尺的测量数据计算的冰层厚度中的相近两组数据的平均值作为最终的冰层厚度。
利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：
从当前时刻开始，依次选取前M个时刻的第一温度数据序列，以及前M个时刻的第二温度数据序列；其中所述第一温度数据序列由第一温度传感器检测获得；第二温度数据序列由第二温度传感器检测获得；
计算相同时刻第一温度数据序列和第二温度数据序列的相关系数，得到N个相关系数；
根据所述N个相关系数确定冰层厚度。
水尺从上往下，对于某个时刻的所有温度测量点，找出该时刻相关系数大于0.95所有温度测量点，以该所有温度测量点的最低位置温度测量点确定冰层上表面；找出该时刻相关系数小于0.50且连续3个时刻的温度值均高于0度的所有温度测量点，并以该所有温度测量点的最高位置温度测量点确定冰层下表面；通过所述上表面和下表面即确定冰层厚度。
本发明中，利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法还可以是：
采集水尺上所有电压感应点的电压值；
根据所述电压值判断电压感应点所处位置，从而计算冰层厚度。
当为水尺提供3.3V的电压(采用3.3V供电的单片机系统为与水尺电连接)时，利用下列方法判断电压感应点的位置：
当某一电压感应点的电压值大于2.75V时，判定为该电压感应点位于水中；
当某一电压感应点的电压值介于0.33V和0.75V之间时，判定为该电压感应点位于冰层中；
当某一个电压感应点的电压值小于0.33V时，判定为该电压感应点位于空气中。
相应地，本发明还提供了一种抽水蓄能电站冰情监测系统，其包括：
监测装置，包括设置于水面/冰面上的安装平台；安装平台上固定有安装支架，且该安装支架包括上部和下部，该上部位于水面/冰面上方，该下部自水面/冰面上方伸入水面/冰面下方；在安装支架下部固定水尺；在安装支架下部底端设置声呐传感器；在安装支架上部顶端设置雷达水位计，且所述声呐传感器与所述雷达水位计位于所述安装平台同一侧；
采集单元，用于采集所述声呐传感器数据和/或所述雷达水位计的测量数据、和/或水尺的测量数据；
处理单元，用于利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度，或者利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器和/或水尺的测量数据计算冰层厚度，或者利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度。
还包括通信单元；所述采集单元通过通信单元与所述处理单元通信。
所述安装平台上设置有太阳能供电系统和定位模块。
所述水尺包括本体；所述本体一面与所述安装支架接触；所述本体另一面中部设有刻度，该刻度两侧的本体上分别设有多个电压感应触点和多个温度传感器；所述水尺的测量数据包括电压测量数据和温度测量数据。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明同时采用多种监测方法作为备用手段，相互验证以提高测验精度，同时互相备用，确保了监测期间数据的完整性。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明立体图；
图3为本发明冰层厚度测量原理图一；
图4为本发明冰层厚度测量图二；
图5为本发明水尺结构示意图。
具体实施方式
本装置安装在抽水蓄能电站水库(上库、下库)时，采用抛锚方式固定。锚绳的长度根据水位变幅(正常蓄水位-死水位)决定；为了保持监测装置平稳，锚系装置与安装平台之间增设中间浮子，减缓因锚绳拽紧作用而导致安装平台倾角偏大；锚系装置上部采用不锈钢链(长度5米)，中间段采用尼龙绳，底部采用铸铁拖底锚链(超过250公斤)；不锈钢链的作用是将尼龙绳压低至冰面一下，防止尼龙绳与冰面冻结在一起，铸铁拖底锚链主要是起到锚固安装平台的作用，当风力特别大超过其与库底的摩擦力时，允许其在库底拖动而尽量少的对库底防渗面板造成损坏。
本监测装置在库盆内的运行轨迹为：以抛投点为中心，以锚绳长度为半径的范围。库水位越低，其运行半径越大，随着库水位的升高，其运行半径变小，极限情况，水位上升至正常蓄水位时，监测装置基本位于抛投点的正上方。
抛投点选取：抛投点参照库盆坡脚线进行选取，以水位下降至死水位为极限，抛投点至少应远离库盆坡脚线X米，X＝(正常蓄水位-死水位)+预留风浪安全长度。
如图1和图2所示，本发明安装平台1采用4*4塑料浮筒10拼接，单个浮筒尺寸为500mm*500mm*400mm(长*宽*高),浮筒周边为不锈钢方框11，方框与浮筒采用螺栓紧固，不锈钢方框上焊接不锈钢防护栏，不锈钢方框采用麻绳缠绕、四角采用橡胶(即缓冲件7)包裹防撞。安装平台整体承载能力1600公斤。
中间浮筒(悬浮件7)是安装平台与锚链系统之间缓冲部件，当安装平台受风吹与水流影响发生漂移时，锚系装置拽紧本中间浮筒，然后通过中间浮筒连接安装平台，从而减缓安装平台的倾斜度。
第一柔性件12(尼龙绳)、第二柔性件14(尼龙绳)：第一柔性件12连接安装平台与中间浮筒，第二柔性件14连接中间浮筒下端的不锈钢链13与河(湖)底的铸铁拖底锚链装置。
不锈钢链13、锚链15：锚系装置上部采用不锈钢链(长度5米)，作用是将尼龙绳压低至冰面一下，防止尼龙绳与冰面冻结在一起，铸铁拖底锚链主要是起到锚固安装平台的作用，当风力特别大超过其与库底的摩擦力时，允许其在库底拖动而尽量少的对库底防渗面板造成损坏。
如图2，本发明所采用的监测装置还包括：
遥测装置(设置于遥测机箱8内)：包括遥测终端、无线通信模块、GPS模块等，安装在不锈钢机箱内；
冰(水)传感器水尺18(即水尺)：量程1米，集成电阻式与温度式两种测量方式。电阻式冰传感器水尺分辨率为1厘米，数字式温度链分布间隔为1厘米；水尺采用型钢为骨架，将电阻触点、数字式温度计通过环氧树脂浇筑成一根整体水尺，接线17由水尺顶部引出；冰(水)传感器水尺18安装于安装支架2上。
如图5，水尺包括本体；所述本体一面与所述安装支架接触；所述本体另一面中部设有刻度19，该刻度19两侧的本体上分别设有多个电压感应触点21和多个温度传感器22；水尺的测量数据包括电压测量数据和温度测量数据。
太阳供电系统：包括太阳能光板6、充电控制器、蓄电池；
辐射罩9与环境温度传感器：采用数字式温度计，温度计安装在辐射罩内；
雷达传感器(雷达水位计4)：通过立杆安装在浮筒式安装平台的不锈钢围栏上，与水尺安装在围栏同侧；雷达水位计是用来测量冰层上表面，测冰水尺同样用来测量冰的上表面，两种测量方式互为备份与验证，安装同侧位置是为了确保测量目标尽量一致。
声呐传感器3：安装在冰(水)传感器水尺安装(保护)支架的底端。
对于抽水蓄能电站水库结冰的不同阶段，其冰厚计算方法不同，包括未结冰、正常结冰、冰层破裂冒水后结冰(冰上有水，水上再结冰)等三种主要形式，算法(见图3)描述如下：
a)未结冰或正常结冰
H----计算冰厚
H1----水下声呐监测数据(安装位置至冰层下表面距离)
H2----雷达水位计监测数据(安装位置至冰层上表面距离)
H3_1、H4_1----冰(水)传感器水尺监测数据(通过电压测量值计算冰层下表面、上表面位置，分辨率1厘米)
H3_2、H4_2----冰(水)传感器水尺监测数据(通过温度链测量值计算冰层上表面、下表面位置，分辨率1厘米)
冰厚计算：
方法一：通过水尺电压测量数据计算，H＝H4_1-H3_1
方法二：通过水尺温度测量数据计算，H＝H4_2-H3_2
方法三：通过雷达水位计、水下声呐测量数据计算，H＝(雷达水位计安装高程-H2)-(水下声呐安装高程+H1)
冰厚数据选取：
1)冰冻结严实情况：通过上述三种方式计算的冰厚数据都是正确的，取其中相近的2组数据平均值作为最终值；----结冰严实是指冰中没有颗粒水，反应在触点电压测量上就是其测量值小于100mV。
2)结冰初期、融化中后期：“方法一”数据无效，“方法二”可参考，主要取值“方法三”数据。
b)冰层破裂冒水后结冰(冰上有水，水上再结冰)
H----计算冰厚，H＝H’+H”，其中H’为下层冰厚，H”为上层冰厚
H1----水下声呐监测数据(安装位置至下层冰下表面距离)
H2----雷达水位计监测数据(安装位置至上层冰上表面距离)
H3_1、H4_1、H5_1、H6_1----冰(水)传感器水尺监测数据(通过电压测量值计算冰层下表面、上表面位置，分辨率1厘米)
H3_2、H4_2、H5_2、H6_2----冰(水)传感器水尺监测数据(通过温度链测量值计算冰层下表面、上表面位置，分辨率1厘米)
冰厚计算(见图4)：
方法一：通过水尺电压测量数据计算
H’＝H4_1-H3_1
H”＝H6_1-H5_1
方法二：通过水尺温度测量数据计算
H’＝H4_2-H3_2
H”＝H6_2-H5_2
方法三：通过雷达水位计、水下声呐测量数据、水尺数据计算
H’＝H4-(水下声呐安装高程+H1)，H4由H4_1、H4_2综合选取(根据连续监测数据的连续性进行判断)
H”＝(雷达水位计安装高程-H2)-H5，H5由H5_1、H5_2综合选取(根据连续监测数据的连续性进行判断)
冰厚数据选取：
1)冰冻结严实情况：通过上述三种方式计算的冰厚数据都是正确的，取其中相近的2组数据平均值作为最终值；
2)结冰初期、融化中后期：“方法一”数据无效，“方法二”可参考，主要取值“方法三”数据。
本发明中，当为水尺提供3.3V的电压时，利用下列方法判断电压感应点的位置：
当某一电压感应点的电压值大于2.75V时，判定为该电压感应点位于水中；
当某一电压感应点的电压值介于0.33V和0.75V之间时，判定为该电压感应点位于冰层中；
当某一个电压感应点的电压值小于0.33V时，判定为该电压感应点位于空气中。
本发明中，利用水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：选取连续的M个时刻的水尺温度数据序列，以及环境温度数据序列；对于水尺上的任一个温度测量点，计算该温度测量点M个时刻的温度数据组成的温度数据序列和环境温度数据序列的相关系数，得到该温度测量点的相关系数；同理，计算其余所有温度测量点的相关系数，最终得到N个温度测量点的N个相关系数；根据所述N个相关系数确定冰层厚度。
本发明的水尺上设有刻度，便于人工现场比测计算冰层厚度。
具体算法描述如下：
·从当前时刻开始，依次往前推选取M组(24小时)水尺温度数据序列，T1(1)～T1(24)、T2(1)～T2(24)......T100(1)～T100(24)，以及环境温度数据序列T(1)～T(24)；
·分别将T1、T2......T100序列与环境温度数据序列T进行相关性计算，计算相关系数；
·相关系数计算：利用Microsoft Excel计算，采用CORREL函数，函数语法CORREL(array1,array2)；每个时刻对应100个相关系数；
·利用公式编程计算：
Figure BDA0002147112780000091
其中X样本为水尺温度数据序列(T1～T100)；Y样本为对应的环境温度序列T；
xi为水尺温度数据序列Ti(1)～Ti(24),
Figure BDA0002147112780000092
为水尺温度数据序列Ti(24小时)平均值AVERAGE(Ti)；
y为环境温度序列T(1)～T(24),
Figure BDA0002147112780000093
为样本平均值AVERAGE(T)；
·相关关系认定：安装在监测平台的水尺(量程1米)，分别位于水、冰、空气中，由于介质不同，比热效应差距明显，各个监测点温度序列与环境温度呈现明显相关性差异，其中暴露在空气中的温度点与环境温度呈现高度的相关性(可达0.95以上)，即使临近水面或冰面，其相关系统依然很高，可以依次确定冰(水)上表面；当冰层厚度不大(＜0.3m)时，冰层中的温度点与环境温度呈现显著相关性，而水体中的温度点与环境温度仅仅呈现微相关关系，可以据此确定冰水界面。另外水体中的温度明显大于0度也是确定冰水界面的显著指标。具体地，水尺从上往下，对于某个时刻的所有温度测量点，找出该时刻相关系数大于0.95所有温度测量点，以该所有温度测量点的最低位置温度测量点确定冰层上表面；找出该时刻相关系数小于0.50且连续3个时刻的温度值均高于0度的所有温度测量点，并以该所有温度测量点的最高位置温度测量点确定冰层下表面；通过所述上表面和下表面即确定冰层厚度。
数据序列选取的依据：相关关系计算选取当前时刻往前24个数据进行滚动计算，主要是考虑1天的周期(采样间隔1小时)，1天的周期包括了天气昼夜更替、抽水蓄能电站最少一个抽水-放水(发电)过程，库盆冰面也经历了“结冰--冰裂--融化--结冰”全过程。实际证明是有效且合理的。
实施例
算法描述：
·选取水尺温度数据序列及环境温度数据序列,时间长为2018-12-27 17:01～2018-12-29 6:01，见表1、表2；
·分别将T1、T2......T100序列与环境温度数据序列T进行相关性计算，计算相关系数，见表3；
2018-12-28 16:01 T81的相关系数(η)采用的数据序列是2018-12-27 17:01～2018-12-28 16:01的T81与对应环境温度，计算值为-0.356；其他相关系数计算类同。
·相关系数计算：利用Microsoft Excel计算，采用CORREL函数，函数语法CORREL(array1,array2)；每个时刻对应100个相关系数；
·利用公式编程计算：
Figure BDA0002147112780000111
·相关关系认定：安装在监测平台的水尺(量程1米)，分别位于水、冰、空气中，由于介质不同，比热效应差距明显，各个监测点温度序列与环境温度呈现明显相关性差异，其中暴露在空气中的温度点与环境温度呈现高度的相关性(可达0.95以上)，即使临近水面或冰面，其相关系统依然很高，可以以次确定冰(水)上表面；由于冰层厚度不大时(＜0.3米)，冰层中的温度点与环境温度呈现显著相关性，而水体中的温度点与环境温度仅仅呈现微相关关系，可以据此确定冰水界面。另外水体中的温度明显大于0度也是确定冰水界面的显著指标。具体地，水尺从上往下，对于某个时刻的所有温度测量点，找出该时刻相关系数大于0.95所有温度测量点，以该所有温度测量点的最低位置温度测量点确定冰层上表面；找出该时刻相关系数小于0.50且连续3个时刻的温度值均高于0度的所有温度测量点，并以该所有温度测量点的最高位置温度测量点确定冰层下表面；通过所述上表面和下表面即确定冰层厚度。
表1·XXX抽水蓄能电站上库温度纵向数据(一)
························单位：·℃
Figure BDA0002147112780000121
Figure BDA0002147112780000131
表2··XXX抽水蓄能电站上库温度纵向数据(二)
···························单位：·℃
Figure BDA0002147112780000132
Figure BDA0002147112780000141
XXX抽水蓄能电站上库温度与环境温度相关系数计算表
Figure BDA0002147112780000151

Claims (9)

1.一种抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，该方法包括：
在水面/冰面上设置安装平台；在安装平台上固定安装支架，且该安装支架包括上部和下部，该上部位于水面/冰面上方，该下部自水面/冰面上方伸入水面/冰面下方；在安装支架下部固定水尺；在安装支架下部底端设置声呐传感器；在安装支架上部顶端设置雷达水位计，且所述声呐传感器与所述雷达水位计位于所述安装平台同一侧；在安装支架上部顶端安装环境温度传感器；
采集所述声呐传感器数据、雷达水位计的测量数据、水尺的测量数据、所述环境温度传感器数据；
利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度，利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器或水尺的测量数据计算冰层厚度，利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度；取上述三个冰层厚度中数值相近的两个冰层厚度平均值作为最终的冰层厚度；
所述水尺包括本体；所述本体一面与所述安装支架接触；所述本体另一面中部设有刻度，该刻度两侧的本体上分别设有多个电压感应触点和多个温度传感器；所述水尺的测量数据包括电压测量数据和温度测量数据；
利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：
选取连续的M个时刻的水尺温度数据序列，以及环境温度数据序列；
对于水尺上的任一个温度测量点，计算该温度测量点M个时刻的温度数据组成的温度数据序列和环境温度数据序列的相关系数，得到该温度测量点的相关系数；同理，计算其余所有温度测量点的相关系数，最终得到N个温度测量点的N个相关系数；
根据所述N个相关系数确定冰层厚度。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，在未结冰或者正常结冰的情况下，利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器的测量数据计算冰层厚度H的公式为：H=（雷达水位计安装高程 - H2）-（声呐传感器安装高程 + H1）；其中H2为雷达水位计安装位置至水面或冰上表面的测量距离，H1为声呐传感器安装位置至水面或冰下表面的测量距离。
3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，在冰层破裂冒水后结冰的情况下，利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度H的公式为：H=H’+H”；H’=H4-（声呐传感器安装高程+ H1）；H”=（雷达水位计安装高程 - H2）-H5；其中H’为下层冰厚，H”为上层冰厚；H4在H4-1、H4-2中择优选取；H5在H5-1、H5-2中择优选取；其中H1为声呐传感器安装位置至水面或下层冰下表面的测量距离，H2为雷达水位计安装位置至上层冰上表面的测量距离，H4-1为水尺上电压感应触点测量得到的下层冰上表面位置；H4-2为水尺上温度传感器测量得到的下层冰上表面位置；H5-1为水尺上电压感应触点测量得到的上层冰下表面位置；H5-2为水尺上温度传感器测量得到的上层冰下表面位置；雷达水位计安装高程、声呐传感器安装高程、H4-1、H4-2、H5-1、H5-2均以水尺下部零点位置为参照系。
4.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，水尺从上往下，对于某个时刻的所有温度测量点，找出该时刻相关系数大于0.95所有温度测量点，以该所有温度测量点的最低位置温度测量点确定冰层上表面；找出该时刻相关系数小于0.50 且连续3个时刻的温度值均高于0度的所有温度测量点，并以该所有温度测量点的最高位置温度测量点确定冰层下表面；通过所述上表面和下表面即确定冰层厚度。
5.根据权利要求1～4之一所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：
采集水尺上所有电压感应点的电压值；
根据所述电压值判断电压感应点所处位置，从而计算冰层厚度。
6.根据权利要求5所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，当为水尺提供3.3V的电压时，利用下列方法判断电压感应点的位置：
当某一电压感应点的电压值大于2.75V时，判定为该电压感应点位于水中；
当某一电压感应点的电压值介于0.33V和0.75V之间时，判定为该电压感应点位于冰层中；
当某一个电压感应点的电压值小于0.33V时，判定为该电压感应点位于空气中。
7.一种抽水蓄能电站冰情监测系统，其特征在于，包括：
监测装置，包括设置于水面/冰面上的安装平台；安装平台上固定有安装支架，且该安装支架包括上部和下部，该上部位于水面/冰面上方，该下部自水面/冰面上方伸入水面/冰面下方；在安装支架下部固定水尺；在安装支架下部底端设置声呐传感器；在安装支架上部顶端设置雷达水位计，且所述声呐传感器与所述雷达水位计位于所述安装平台同一侧；安装支架上部顶端安装有环境温度传感器；
采集单元，用于采集所述声呐传感器数据、所述雷达水位计的测量数据、水尺的测量数据、所述环境温度传感器数据；
处理单元，用于利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度，利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器或水尺的测量数据计算冰层厚度，利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度；取上述三个冰层厚度中数值相近的两个冰层厚度平均值作为最终的冰层厚度；
利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：
选取连续的M个时刻的水尺温度数据序列，以及环境温度数据序列；
对于水尺上的任一个温度测量点，计算该温度测量点M个时刻的温度数据组成的温度数据序列和环境温度数据序列的相关系数，得到该温度测量点的相关系数；同理，计算其余所有温度测量点的相关系数，最终得到N个温度测量点的N个相关系数；
根据所述N个相关系数确定冰层厚度。
8.根据权利要求7所述的抽水蓄能电站冰情监测系统，其特征在于，还包括通信单元；所述采集单元通过通信单元与所述处理单元通信。
9.根据权利要求7所述的抽水蓄能电站冰情监测系统，其特征在于，所述安装平台上设置有太阳能供电系统和定位模块。
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