CN116630092B - 一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法、系统，通过获取入库流量、水库水位、机组发电流量以及泄洪流量等参数，从而确定符合当前水情下的各机组机端出力负荷值，为径流模式下水电站的发电计划确定提供了科学依据；进一步，根据径流模式下水电站运行特点，利用发电机净水头和所需要的机组发电流量实时制定发电计划，实现了水电站机组日发电计划的确定与调整。因此，通过实施本发明，可以合理、有效地制定日发电计划。
Description
技术领域
本发明涉及发电控制与水库管理技术领域，具体涉及一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法、系统。
背景技术
径流模式下水电站是利用水库来水径流进行发电的水电站运行模式，对于径流模式下水电站，其无法对入库流量进行调节，因此，其往往处于来多少水发多少电的运行模式，如果发电流量小于入库流量，则会导致入库流量溢流，造成水资源的浪费，如果发电流量大于入库流量，会导致水库水位降低，影响发电水头和效率，因此，对于径流模式下水电站合理确定其发电计划对于电站运行具有重要作用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了涉及一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法、系统，以解决现有技术中径流模式下水电站发电计划不合理的技术问题。
本发明提出的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法，该径流模式下水电站机组日发电计划确定方法包括：获取径流模式下水电站内每个水电站机组的入库流量和所述水电站内水库的水库水位，并基于所述入库流量确定机组发电流量和泄洪流量；基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头；基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率；基于所述净水头、所述机组发电流量和所述综合运行效率，确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值；基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头，包括：基于所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设第一关系式处理，得到所述水电站的尾水位，所述预设第一关系式反映所述水电站的尾水水位与出库流量之间的关系；基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头。
结合第一方面，在第一方面的另一种可能的实现方式中，基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头，包括：基于所述水库水位和所述尾水位确定所述水电站的毛水头；基于所述机组发电流量，经过所述预设处理方法，得到每个所述水电站机组的水头损失；基于所述毛水头和所述水头损失确定每个所述水电站机组的净水头。
结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率，包括：获取每个所述水电站机组的转轮直径和额定转速；基于所述净水头、所述机组发电流量、所述转轮直径和所述额定转速，确定每个所述水电站机组的单位流量和单位转速；基于所述单位流量和单位转速，经过所述特性曲线，确定每个所述水电站机组的所述综合运行效率。
结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取预报入库流量；将所述入库流量与所述预报入库流量进行比对；当所述入库流量大于所述预报入库流量，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整。
结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整，包括：获取所述水电站的电站负荷模式；判断所述电站负荷模式是否受到电网发电指令的约束；当所述电站负荷模式受到所述电网发电指令的约束，则在所述预设时间节点发送水电站机组日发电计划修改指令至调度终端，并基于所述水电站机组日发电计划修改指令，对所述入库流量进行负荷调整，所述调度终端与所述水电站连接；当所述电站负荷模式不受所述电网发电指令的约束，按照所述水电站的预设时间间隔对所述入库流量进行负荷调整。
结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，所述方法还包括：基于预设要求，确定所述径流模式下所述水电站内泄洪设施对应的闸门运行方式；基于所述水库水位，经过预设第二关系式处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值，所述预设第二关系式表示所述泄洪流量与所述水库水位和所述闸门的开度的函数关系；在所述闸门运行方式下，基于所述闸门开度值控制所述水库水位满足预设安全范围。
第二方面，本发明实施例提供一种径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统，用于执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法；该径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统包括：获取单元，用于获取径流模式下水电站参数集，以及将所述水电站参数集发送至处理单元和控制单元；所述处理单元，用于基于所述水电站参数集确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值，以及将每个所述水电站机组的机端出力负荷值发送至确定单元；所述确定单元，用于基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划；所述控制单元，用于基于所述水电站参数集，利用预设控制方法，控制所述水电站内水库对应的水库水位满足预设安全范围。
第三方面，本发明实施例提供一种径流模式下水电站机组日发电计划确定装置，该径流模式下水电站机组日发电计划确定装置包括：获取与确定模块，用于获取径流模式下水电站内每个水电站机组的入库流量和所述水电站内水库的水库水位，并基于所述入库流量确定机组发电流量和泄洪流量；第一确定模块，用于基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头；第二确定模块，用于基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率；第三确定模块，用于基于所述净水头、所述机组发电流量和所述综合运行效率，确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值；第四确定模块，用于基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划。
第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器通过执行所述计算机程序，从而执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法。
第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法。
本发明提供的技术方案，具有如下效果：
本发明实施例提供的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法，通过获取入库流量、水库水位、机组发电流量以及泄洪流量等参数，从而确定符合当前水情下的各机组机端出力负荷值，为径流模式下水电站的发电计划确定提供了科学依据；进一步，根据径流模式下水电站运行特点，利用发电机净水头和所需要的机组发电流量实时制定发电计划，实现了水电站机组日发电计划的确定与调整。因此，通过实施本发明，可以合理、有效地制定日发电计划。
本发明实施例提供的径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统，实现了水电站机组日发电计划的确定，同时，可以控制水库水位在安全要求的范围内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法的流程图；
图2是根据本发明实施例提供的尾水水位及出库流量关系图；
图3是根据本发明实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统的结构框图；
图4是根据本发明实施例提供的一种径流模式下模水电站机组日发电计划和水库水位控制计算系统的控制流程图；
图5是根据本发明实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定装置的结构框图；
图6是根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图；
图7是根据本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：获取径流模式下水电站内每个水电站机组的入库流量和所述水电站内水库的水库水位，并基于所述入库流量确定机组发电流量和泄洪流量。
具体地，可以通过在水库上游设置的入库流量获取装置，采集入库流量Q；其中，该入库流量获取装置可以是流量计，也可以是水位计。如果是水位计，则需要通过水位计进行流量的换算，从而获得径流模式下水电站的入库流量Q。
在获取水库水位H时，可以通过安装水位传感器获取。
进一步，在本发明实施例中，为提高获取的入库流量Q的准确度，首先，当水库水位存在波动时，可以取计算时段内的水库水位的平均值作为本发明实施例获取的水库水位。其次，由于水位、出力、水头、效率的计算仍会产生一定的误差，通过水库水位计算入库流量时，会存在水位波动以及结果滞后的问题，因此，本发明实施例中在水库上游同时安装流量计，通过对水位变化率以及入库流量计获取的数据进行对比分析，二者相互补充并得到最终的入库流量Q，便于为后续水电站发电计划和闸门控制提供精细的数据支持。
然后，根据径流模式下水库运行特点，应保持出库流量和入库流量平衡。当出库流量全部经过水电站机组过流时，机组发电流量q应等于Q；当汛期入库流量大于机组最大发电流量时，机组发电流量为最大额定出力下的发电流量q max，其余流量通过泄洪设施闸门启闭进行控泄，此时泄洪流量。
步骤102：基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头。
具体地，通过机组发电流量q可以得到机组过流量，进一步，结合该机组过流量/>、水库水位H和泄洪流量X，可以得到每个水电站机组的净水头/>。
步骤103：基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率。
其中，水电站机组的特性曲线可以为综合特性曲线或运转特性曲线。
进一步，根据该特性曲线并结合水电站机组的净水头和机组发电流量，可以确定水电站机组的综合运行效率。其中，水轮机和发电机表示两种不同的水电站机组。
具体地，通过机组综合特性曲线或运转特性曲线确定机组运行效率时，由于运行的发电机台数不同时，出库流量相应变化，下游尾水水位变化后导致机组净水头同步变化，因此依次在水轮机特性曲线上画出不同发电机运行组合下的效率变化关系曲线，从而确定不同运行方式下的发电机效率。
进一步，根据水电站机组综合特性曲线或运转特性曲线确定水电站机组的综合运行效率时，由于水电站机组综合特性曲线或运转特性曲线中的参数一般为设计的模型机参数，受到制造、安装以及实际工况条件等因素的影响导致机组的效率流量、水头关系曲线存在一定差异。因此，在本发明实施例中，需要积累运行数据，并对机组运行效率和水头、流量关系进行修正。
步骤104：基于所述净水头、所述机组发电流量和所述综合运行效率，确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值。
具体地，利用如下关系式（1）计算每个水电站机组的机端出力负荷值P：
（1）
步骤105：基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划。
具体地，每个水电站机组的机端出力负荷值P用于控制径流模式下每个水电站机组发电，因此，利用每个水电站机组的机端出力负荷值P即可确定径流模式下水电站机组日发电计划。
进一步，在确定该水电站机组日发电计划的过程中，若Q大于q，则加大机组出力，即机端出力负荷值P，直至总发电流量q等于来流量Q；若Q小于q，则减小机组出力，直至总发电流量q等于来流量Q，由此实现来入库流量与电站有功出力的匹配，保证径流模式下水库水位平衡。
本发明实施例提供的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法，通过获取入库流量、水库水位、机组发电流量以及泄洪流量等参数，从而确定符合当前水情下的各机组机端出力负荷值，为径流模式下水电站的发电计划确定提供了科学依据；进一步，根据径流模式下水电站运行特点，利用发电机净水头和所需要的机组发电流量实时制定发电计划，实现了水电站机组日发电计划的确定与调整。因此，通过实施本发明，可以合理、有效地制定日发电计划。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，步骤102，包括：基于所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设第一关系式处理，得到所述水电站的尾水位；基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头。
其中，预设第一关系式反映水电站的尾水水位与出库流量之间的关系，如图2所示，可以根据尾水渠结构计算得到，也可以根据多年运行数据率定得到，也可以从电站设计时的设计报告上获取该曲线，其系水电站设计运行的重要曲线。
具体地，利用天然河道的水位流量关系适用于测站控制和河槽控制较好的稳定的水位流量关系。这一类型的水位流量关系的特征主要表现为：测站控制较好，影响水位流量关系的因素随水位变化，保持稳定。水位流量关系呈单一曲线，或者是影响水位流量关系的因素随水位的变化而改变，但影响因素如面积、平均流速能相互补偿，使得水位流量关系呈单一线，即同一水位只有一个流量，并能满足如下关系式（2）和（3）所示的曼宁公式：
（2）
（3）
式中：表示流量（m3/s）；/>表示断面面积（m2）；/>表示断面平均流速（m/s）；/>表示河床糙率，无量纲；/>表示水力半径（m）；/>表示水面比降。
通过实测水面线高程和调查的历史洪水水面线，率定糙率值；计算在原始河道地形上各级流量下的水面线，与坝址厂房尾水断面的天然水位流量关系曲 线对比，以保证采用的计算模型和参数取值是合理的。
当电站正常运行后，通过水位计测量的尾水水值和出库流量数据，生成实际流量和水位关系曲线图表，可通过多项式关系拟合新的关系计算公式，并通过与设计阶段的天然河道水位流量关系曲线做分析对比，做出偏差值分析和数据修正，也可为后期河道变化情况以及对发电效率的影响提供参考。
进一步，径流模式下库水位一般能保持稳定，因此电站机组的水头往往受到尾水水位的较大影响，水电站的尾水流量关系往往在工程设计时只是给出了工程施工前原始河道的水位和流量关系，当工程完工后河道情况发生改变，同时汛期泄洪时（弃水流量）对电站尾水水位影响较大，因此出库流量和尾水水位关系需要在工程完工后重新进行复核计算或者积累运行经验，因此，在本发明实施例中，需要通过不断的数据记录，得到真实的出库流量和尾水水位关系曲线和模型。
具体地，基于机组发电流量q以及泄洪流量X，并根据水电站的尾水水位与出库流量关系，可以计算得到水电站的尾水位L。
进一步，基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头，包括：基于所述水库水位和所述尾水位确定所述水电站的毛水头；基于所述机组发电流量，经过所述预设处理方法，得到每个所述水电站机组的水头损失；基于所述毛水头和所述水头损失确定每个所述水电站机组的净水头。
首先，利用如下关系式（4）计算得到水电站的毛水头：
（4）
其次，根据步骤102的描述，利用机组过流量，结合预设引水系统的布置得到每个水电站机组的水头损失。
其中，水头损失一般包括进水口（进水塔）和拦污栅的局部水头损失以及引水压力钢管的沿程损失，根据设计文件或者压力管道水头损失计算公式得到。
具体地，一般在工程设计阶段，已经对进水口，拦污栅，门槽以及引水压力钢管各部位的水头损失进行了计算和复核，在实际运用中通过查询相关设计文件即可获得水头损失数据。下面分别给出进水口和拦污栅局部水头损失和引水压力钢管沿程损失的一般计算公式：
（1）根据进水口体型，拦污栅、喇叭口、检修门槽及工作门槽的局部水头损失采用如下关系式（5）计算：
（5）
式中：表示局部水头损失系数值；/>表示重力加速度，取值为9.81m/s2；/>表示部位平均流速水头。
（2）压力钢管沿程水头损失计算采用如下关系式（6）和（7）计算：
（6）
（7）
式中：表示输水道计算长度（m）；/>表示谢才系数，采用曼宁公式计算；/>表示水力半径（m）；/>表示糙率值（混凝土n＝0.014，钢管n＝0.012，可取平均糙率值）
最后，利用如下关系式（8）计算得到水电站机组的净水头：
（8）
作为本发明实施例一种可选的实施方式，步骤103，包括：获取每个所述水电站机组的转轮直径和额定转速；基于所述净水头、所述机组发电流量、所述转轮直径和所述额定转速，确定每个所述水电站机组的单位流量和单位转速；基于所述单位流量和单位转速，经过所述特性曲线，确定每个所述水电站机组的所述综合运行效率。
具体地，根据各机组的净水头、机组发电流量，结合机组的转轮直径和额定转速，计算得到机组的单位流量和单位转速，继而通过单位流量和单位转速，在步骤103中描述的特性曲线中，确定机组的运行效率。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述方法还包括：获取预报入库流量；将所述入库流量与所述预报入库流量进行比对；当所述入库流量大于所述预报入库流量，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整。
具体地，根据步骤101的描述，通过水库水位变化情况计算得到入库流量后，将计算入库流量同预报入库流量进行比较，如果出现入库流量或者水库水位偏差值超过设定值，即预报入库流量，则需要在下个时间点，即预设时间节点进行负荷调整修正。
进一步，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整，包括：获取所述水电站的电站负荷模式；判断所述电站负荷模式是否受到电网发电指令的约束；当所述电站负荷模式受到所述电网发电指令的约束，则在所述预设时间节点发送水电站机组日发电计划修改指令至调度终端，并基于所述水电站机组日发电计划修改指令，对所述入库流量进行负荷调整，所述调度终端与所述水电站连接；当所述电站负荷模式不受所述电网发电指令的约束，按照所述水电站的预设时间间隔对所述入库流量进行负荷调整。
具体地，如果电站负荷调节模式受到电网发电指令的约束，则应在相应时间点向调度申请修改发电计划，并在下个时间点进行负荷调整修正；如果电站负荷调节无任何约束，则可根据入库流量变化情况，按照电站设定的间隔时长实时调整负荷。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述方法还包括：基于预设要求，确定所述径流模式下所述水电站内泄洪设施对应的闸门运行方式；基于所述水库水位，经过预设第二关系式处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值；在所述闸门运行方式下，基于所述闸门开度值控制所述水库水位满足预设安全范围。
其中，预设第二关系式表示泄洪流量与水库水位和闸门开度的函数关系。
水库运行在径流模式下，如果在汛期（弃水期），当入库流量大于最大额定出力的发电流量时，所有水电站机组按照额定容量发电，多余的入库流量需要通过泄洪设施下泄。因此，径流模式下，当入库流量Q大于机组发电流量q时，由于入库流量受到上游水文、气象条件变化以及上游电站调峰的影响，入库流量不断变化，需要不断计算溢洪道闸门开度，确定合理的下泄流量，从而控制水库水位在安全要求的范围内。
首先，可以根据泄洪设施水工建筑物运行要求相关规定，确定所需开启闸门操作相关规定和要求，并确定闸门运行方式；
然后，获取泄洪设施流量开度关系函数，如下关系式（9）所示：
（9）
进一步，根据该泄洪设施流量开度关系函数可以计算出不同水位高程下的泄洪能力表，然后，通过线性插值法得到不同泄洪流量下的闸门开度值。
在一实施例中，提供了泄洪设施流量与水位及开度关系表，如下表1所示：
表1、泄洪设施流量与水位及开度关系表
基于上表1，提供了一种基于EXCEL公式和VBA编程的线性插值法方法，分别如下所示：
1、基于excel的线性插值表公式：
IF(OR(xi>MAX(x),xi<MIN(x),yi>MAX(y),yi<MIN(y)),NA(),IF(AND(xi=MAX(x),yi=MAX(y)),OFFSET(o,MATCH(xi,x),MATCH(yi,y)),IF(xi=MAX(x),FORECAST(yi,OFFSET(o,MATCH(xi,x),MATCH(yi,y),1,2),OFFSET(o,0,MATCH(yi,y),1,2)),IF(yi=MAX(y),FORECAST(xi,OFFSET(o,MATCH(xi,x),MATCH(yi,y),2,1),OFFSET(o,MATCH(xi,x),0,2,1)),MMULT(MMULT({1,0}+{-1,1}*FORECAST(xi,{0;1},OFFSET(o,MATCH(xi,x),0,2,1)),OFFSET(o,MATCH(xi,x),MATCH(yi,y),2,2)),{1;0}+{-1;1}*FORECAST(yi,{0,1},OFFSET(o,0,MATCH(yi,y),1,2)))))))
其中：
X：纵向单元格条件区域
Y：横向条件单元格区域
0：X、Y交叉单元格
2、基于excel VBA编程的线性插值法公式
Function LinearityInterpolation(NodeNum As Long, X() As Single, Y()As Single, MyX As Single) As Single
'线性插值
'输入：X(),Y(),NodeNum,MyX
'输出：插值计算的Y值
Dim i As Single
Dim X0 As Single, Y0 As Single
Dim X1 As Single, Y1 As Single
Dim K As Single '斜率
For i = 0 To NodeNum - 1
If X(i) = MyX Then
'等于某节点X值，则直接返回其Y值
LinearityInterpolation = Y(i)
Exit Function
End If
If X(i)>MyX Then
If i>0 Then
'在节点之间，则直线插值
X0 = X(i - 1)
Y0 = Y(i - 1)
X1 = X(i)
Y1 = Y(i)
If Y1 = Y0 Then
LinearityInterpolation = Y1
Else
K = (X1 - X0) / (Y1 - Y0)
LinearityInterpolation = (MyX - X0) / K + Y0
Exit Function
End If
Else
'在第一个节点之前，则反向外延插值
X0 = X(1): Y0 = Y(1)
X1 = X(0): Y1 = Y(0)
If Y1 = Y0 Then
LinearityInterpolation = Y1
Else
K = (X1 - X0) / (Y1 - Y0)
LinearityInterpolation = (MyX - X0) / K + Y0
End If
Exit Function
End If
Exit For
End If
Next i
'在最后一个节点之后，则外延插值
If i = NodeNum Then
X0 = X(i - 2): Y0 = Y(i - 2)
X1 = X(i - 1): Y1 = Y(i - 1)
If Y1 = Y0 Then
LinearityInterpolation = Y1
Else
K = (X1 - X0) / (Y1 - Y0)
If K<>0 Then
LinearityInterpolation = (MyX - X0) / K + Y0
Else
LinearityInterpolation = Y0
End If
End If
End If
End Function
最后，在闸门运行方式下，通过利用该泄洪设施流量开度关系函数不断计算溢洪道闸门开度，确定合理的下泄流量，从而控制水库水位在安全要求的范围内。
本发明实施例还提供一种径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统，如图3所示，该径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统2包括：获取单元21、处理单元22、确定单元23和控制单元24。
其中，获取单元21分别与处理单元22和控制单元24连接；处理单元22与确定单元23连接。
进一步，对系统中各个装置的功能进行描述。
具体地，该径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统2用于执行如本发明上述实施例所述的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法：
首先，获取单元21，用于获取径流模式下水电站参数集，并将该水电站参数集发送至处理单元22和控制单元24。其中，水电站参数集可以包括水电站内每个水电站机组的入库流量和水电站内水库的水库水位，以及基于该入库流量确定的机组发电流量和泄洪流量。
具体的获取过程与确定过程参考本发明上述实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法中步骤101的描述，此处不再赘述。
处理单元22，用于基于该水电站参数集，确定每个水电站机组的机端出力负荷值，并将该每个水电站机组的机端出力负荷值发送至确定单元23。
其中，每个水电站机组的机端出力负荷值的确定过程参考本发明上述实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法中步骤102至步骤104以及每个步骤的限定步骤的描述，此处不再赘述。
确定单元23，用于基于每个水电站机组的机端出力负荷值确定径流模式下水电站机组日发电计划。具体的确定过程参考本发明上述实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法中步骤105的描述，此处不再赘述。
控制单元24，用于基于水电站参数集，利用预设控制方法，控制水电站内水库对应的水库水位满足预设安全范围。具体的控制过程参考本发明上述实施例提供的一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法中控制水库水位满足预设安全范围对应的实施过程，此处不再赘述。
本发明实施例提供的径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统，实现了水电站机组日发电计划的确定，同时，可以控制水库水位在安全要求的范围内。
在一实例中，提供一种径流模式下模水电站机组日发电计划和水库水位控制计算系统，包括：水库水位获取模块、各机组出力获取模块、尾水位计算模块、水头损失计算模块、净水头计算模块、机组运行效率计算模块、溢洪道泄洪设施流量计算模块。
该系统分别与电站监控系统AGC模块通讯与控制模块、电站泄洪设施系统通讯与控制模块连接。
其中，水库水位获取模块用于获取水库水位，各机组出力获取模块用于获取各机组出力，尾水位计算模块、水头损失计算模块、净水头计算模块用于计算尾水位、水头损失和净水头，机组运行效率计算模型用于根据净水头和机组发电流量计算机组的运行效率，泄洪设施流量计算模块用于计算不同库水位高程下泄洪流量和泄洪设施闸门开度关系。
进一步，该系统向电站监控系统AGC模块通讯与控制模块发布计算的日发电计划，实现机组负荷指令的下发和修正；向电站泄洪设施系统通讯与控制模块发布和修正计算的泄洪设施闸门开度指令，实现闸门的开启和关闭。
进一步，该系统的控制流程如图4所示。
通过该一种径流模式下模水电站机组日发电计划和水库水位控制计算系统，实现了同电站监控系统AGC功能模块的通讯和控制功能，以及溢洪道闸门控制系统的通讯和控制功能，实现自动搜集和获取相关数据和信息、自动计算、发布指令、以及综合判断及报警功能，为径流模式下水库及电站的自动化水—电调度一体化功能提供了科学依据。
本发明实施例还提供一种径流模式下水电站机组日发电计划确定装置，如图5所示，该装置包括：
获取与确定模块301，用于获取径流模式下水电站内每个水电站机组的入库流量和所述水电站内水库的水库水位，并基于所述入库流量确定机组发电流量和泄洪流量；详细内容参见上述方法实施例中步骤101的相关描述。
第一确定模块302，用于基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头；详细内容参见上述方法实施例中步骤102的相关描述。
第二确定模块303，用于基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率；详细内容参见上述方法实施例中步骤103的相关描述。
第三确定模块304，用于基于所述净水头、所述机组发电流量和所述综合运行效率，确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值；详细内容参见上述方法实施例中步骤104的相关描述。
第四确定模块305，用于基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划；详细内容参见上述方法实施例中步骤105的相关描述。
本发明实施例提供的径流模式下水电站机组日发电计划确定装置，通过获取入库流量、水库水位、机组发电流量以及泄洪流量等参数，从而确定符合当前水情下的各机组机端出力负荷值，为径流模式下水电站的发电计划确定提供了科学依据；进一步，根据径流模式下水电站运行特点，利用发电机净水头和所需要的机组发电流量实时制定发电计划，实现了水电站机组日发电计划的确定与调整。因此，通过实施本发明，可以合理、有效地制定日发电计划。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述第一确定模块，包括：第一处理子模块，用于基于所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设第一关系式处理，得到所述水电站的尾水位，所述预设第一关系式反映所述水电站的尾水水位与出库流量之间的关系；第二处理子模块，用于基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述第二处理子模块，包括：第一确定子模块，用于基于所述水库水位和所述尾水位确定所述水电站的毛水头；第三处理子模块，用于基于所述机组发电流量，经过所述预设处理方法，得到每个所述水电站机组的水头损失；第二确定子模块，用于基于所述毛水头和所述水头损失确定每个所述水电站机组的净水头。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述第二确定模块，包括：第一获取子模块，用于获取每个所述水电站机组的转轮直径和额定转速；第三确定子模块，用于基于所述净水头、所述机组发电流量、所述转轮直径和所述额定转速，确定每个所述水电站机组的单位流量和单位转速；第四确定子模块，用于基于所述单位流量和单位转速，经过所述特性曲线，确定每个所述水电站机组的所述综合运行效率。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述装置还包括：获取模块，用于获取预报入库流量；比对模块，用于将所述入库流量与所述预报入库流量进行比对；调整模块，用于当所述入库流量大于所述预报入库流量，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述调整模块，包括：第二获取子模块，用于获取所述水电站的电站负荷模式；判断子模块，用于判断所述电站负荷模式是否受到电网发电指令的约束；第一调整子模块，用于当所述电站负荷模式受到所述电网发电指令的约束，则在所述预设时间节点发送水电站机组日发电计划修改指令至调度终端，并基于所述水电站机组日发电计划修改指令，对所述入库流量进行负荷调整，所述调度终端与所述水电站连接；第二调整子模块，用于当所述电站负荷模式不受所述电网发电指令的约束，按照所述水电站的预设时间间隔对所述入库流量进行负荷调整。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述装置还包括：第五确定模块，用于基于预设要求，确定所述径流模式下所述水电站内泄洪设施对应的闸门运行方式；处理模块，用于基于所述水库水位，经过预设第二关系式处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值，所述预设第二关系式表示所述泄洪流量与所述水库水位和所述闸门的开度的函数关系；控制模块，用于在所述闸门运行方式下，基于所述闸门开度值控制所述水库水位满足预设安全范围。
本发明实施例提供的径流模式下水电站机组日发电计划确定装置的功能描述详细参见上述实施例中径流模式下水电站机组日发电计划确定方法描述。
本发明实施例还提供一种存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序601，该程序被处理器执行时实现上述实施例中径流模式下水电站机组日发电计划确定方法的步骤。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD）等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD）等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，该电子设备可以包括处理器71和存储器72，其中处理器71和存储器72可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
处理器71可以为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。处理器71还可以为其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器72作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法。
存储器72可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器71所创建的数据等。此外，存储器72可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器71。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器72中，当被所述处理器71执行时，执行如图1-2所示实施例中的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种径流模式下水电站机组日发电计划确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取径流模式下水电站内每个水电站机组的入库流量和所述水电站内水库的水库水位，并基于所述入库流量确定机组发电流量和泄洪流量；
基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头；
基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率；
基于所述净水头、所述机组发电流量和所述综合运行效率，确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值；
基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划；
所述方法还包括：
基于预设要求，确定所述径流模式下所述水电站内泄洪设施对应的闸门运行方式；
基于所述水库水位，经过预设第二关系式处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值，所述预设第二关系式表示所述泄洪流量与所述水库水位和所述闸门的开度的函数关系；
在所述闸门运行方式下，基于所述闸门开度值控制所述水库水位满足预设安全范围；
所述基于所述水库水位，经过预设第二关系式处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值，包括：基于所述预设第二关系式计算所述水库水位对应的泄洪能力表；基于所述泄洪能力表，经过基于EXCEL公式和VBA编程的线性插值法方法处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头，包括：
基于所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设第一关系式处理，得到所述水电站的尾水位，所述预设第一关系式反映所述水电站的尾水水位与出库流量之间的关系；
基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述尾水位，经过预设处理方法，得到每个所述水电站机组的净水头，包括：
基于所述水库水位和所述尾水位确定所述水电站的毛水头；
基于所述机组发电流量，经过所述预设处理方法，得到每个所述水电站机组的水头损失；
基于所述毛水头和所述水头损失确定每个所述水电站机组的净水头。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率，包括：
获取每个所述水电站机组的转轮直径和额定转速；
基于所述净水头、所述机组发电流量、所述转轮直径和所述额定转速，确定每个所述水电站机组的单位流量和单位转速；
基于所述单位流量和单位转速，经过所述特性曲线，确定每个所述水电站机组的所述综合运行效率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取预报入库流量；
将所述入库流量与所述预报入库流量进行比对；
当所述入库流量大于所述预报入库流量，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在预设时间节点对所述入库流量进行负荷调整，包括：
获取所述水电站的电站负荷模式；
判断所述电站负荷模式是否受到电网发电指令的约束；
当所述电站负荷模式受到所述电网发电指令的约束，则在所述预设时间节点发送水电站机组日发电计划修改指令至调度终端，并基于所述水电站机组日发电计划修改指令，对所述入库流量进行负荷调整，所述调度终端与所述水电站连接；
当所述电站负荷模式不受所述电网发电指令的约束，按照所述水电站的预设时间间隔对所述入库流量进行负荷调整。
7.一种径流模式下水电站机组日发电计划确定与水库水位控制系统，用于执行如权利要求1至6任一项所述的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法；其特征在于，所述系统包括：
获取单元，用于获取径流模式下水电站参数集，以及将所述水电站参数集发送至处理单元和控制单元；
所述处理单元，用于基于所述水电站参数集确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值，以及将每个所述水电站机组的机端出力负荷值发送至确定单元；
所述确定单元，用于基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划；
所述控制单元，用于基于所述水电站参数集，利用预设控制方法，控制所述水电站内水库对应的水库水位满足预设安全范围。
8.一种径流模式下水电站机组日发电计划确定装置，其特征在于，所述装置包括：
获取与确定模块，用于获取径流模式下水电站内每个水电站机组的入库流量和所述水电站内水库的水库水位，并基于所述入库流量确定机组发电流量和泄洪流量；
第一确定模块，用于基于所述水库水位、所述机组发电流量和所述泄洪流量，经过预设处理方法，确定每个所述水电站机组的净水头；
第二确定模块，用于基于所述净水头和所述机组发电流量，经过每个所述水电站机组的特性曲线，确定每个所述水电站机组的综合运行效率；
第三确定模块，用于基于所述净水头、所述机组发电流量和所述综合运行效率，确定每个所述水电站机组的机端出力负荷值；
第四确定模块，用于基于每个所述水电站机组的所述机端出力负荷值确定所述径流模式下水电站机组日发电计划；
第五确定模块，用于基于预设要求，确定所述径流模式下所述水电站内泄洪设施对应的闸门运行方式；
处理模块，用于基于所述水库水位，经过预设第二关系式处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值，所述预设第二关系式表示所述泄洪流量与所述水库水位和所述闸门的开度的函数关系，包括：
基于所述预设第二关系式计算所述水库水位对应的泄洪能力表；
基于所述泄洪能力表，经过基于EXCEL公式和VBA编程的线性插值法方法处理，得到所述泄洪流量对应的闸门开度值；
控制模块，用于在所述闸门运行方式下，基于所述闸门开度值控制所述水库水位满足预设安全范围。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器通过执行所述计算机程序，从而执行如权利要求1至6任一项所述的径流模式下水电站机组日发电计划确定方法。
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2023
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