本发明涉及一种水电站优化方法，更具体而言，是涉及一种径流式水电站自动优化方法。
背景技术：
大力发展水电资源是我国能源的重要战略，对于我国的水电资源而言，主要可以分为大中型水电和小型水电站，其中小型水电站是我国水力资源开发利用的一个重要组成部分，到目前为止，小型水电站的总装机容量约占水电装机的三分之一，年均发电量约占水电年均发电总量的四分之一，就电站的个数而言，小型水电站的个数占所有水电站个数的百分之九十五以上。但由于其分布分散、所处地区社会经济相对落后、管理水平较低，目前水资源利用效率较中大型水电站明显偏低。
径流式水电站是小型水电站的重要组成部分，径流式水电站多为引水式水电站，其本身并不存在调蓄能力，仅是对来流进行发电，针对小型径流式水电站而言，其装机往往较小，目前的优化运行扔停留在经验层面，无法实现自动优化控制。
技术实现要素：
本发明针对上述技术问题，提供了一种径流式水电站自动优化方法。
本发明提供一种径流式水电站自动优化方法，该径流式水电站包括引水渠道、压力前池、调速器、水轮发电机组、尾水池，在该径流式压力前池中设置压力前池水位检测模块，其用于获取压力前池的实时水位，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，获取水电站压力前池当前水位以及引水渠道的实际来流量，所述水电站压力前池当前水位的获取通过压力前池水位检测模块直接获取，所述引水渠道的实际来流量可以通过水电站压力前池水位检测模块进行获取，所述压力前池水位检测模块检测压力前池水位变化，通过记录不同时刻的水位，通过压力前池水位与库容关系，换算成为当前压力前池的库容，利用不同时刻的压力前池的库容变化量，计算压力前池的库容变化率，所述压力前池的库容变化率即为引水渠道的实际来流量；
第二步，对电站发电流量，进行机组流量分配，当引水渠道的实际来流量大于水电站满发流量时，水电站的发电流量等于水电站满发流量，多余水量弃水，当引水渠道的实际来流量小于水电站满发流量时，水电站的发电流量等于引水渠道的实际来流量，所述机组流量分配是根据机组台数，进行发电流量的分组，当机组台数为n台时，其发电流量分组为（x1，x2……xn），其中（x1，x2……xn）分别代表各机组的发电引用流量，所述各机组的发电引用流量的和等于水电站的发电流量，所述x1，x2……xn均选择大于等于0到小于等于电站发电流量，当x1，x2……xn等于0时，机组不开机；
第三步，根据所述水电站压力前池的当前水位计算各机组对应不同分配流量下的机组发电水头，所述机组发电水头为压力前池的当前水位减去水电站发电的水头损失再减去水电站发电尾水位，所述水电站发电尾水位与水电站的发电流量有关，根据水电站的发电流量以及水电站的为尾水位—发电流量关系计算水电站的尾水池的尾水位，对应不同的机组流量分配以及电站的发电流量，结合水电站的引水管道布置情况计算各台机组的发电水头损失，从而计算各机组对应不同分配流量下的机组发电水头；
第四步：根据所述各机组对应不同分配流量下的机组发电水头、各机组对应的不同发电流量，依次代入其机组对应的水轮机效率曲线中进行水轮机效率计算，并以水轮机效率、发电机效率、该台机组的发电流量、发电水头计算水轮机的出力，通过对不同机组流量（x1，x2……xn）进行试算，以电站所有发电机组的出力之和，即水电站的总出力最大为目标，计算出水电站总出力最大时对应的机组流量分配；
第五步，根据第四步计算出的水电站总出力最大时对应的机组流量分配进行控制出力，所述控制出力通过机组对应的流量-开度曲线，将计算的流量转换为水轮机的开度，并将所述开度值传送到调速器上，利用调速器调整水轮机开度到最优流量分配对应的开度曲线；
第六步，第五步调整结束后，对水电站n台机组进行分组，所述分组为2组，对所述第一组机组增加一定发电流量，对于所述第二组机组减小一定发电流量，所述第一组机组增加的发电流量等于第二组机组减小的发电流量，对所述第一组机组增加的发电流量平均分配到第一组机组的各台机组中，并将每台机组增加的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制，对所述第二组机组减小的发电流量平均分配到第二组机组的各台机组中，并将每台机组减小的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制；
第七步，第六步调整后，检测水电站机组总出力，当总出力增加时，继续执行第六步中的调整，直到水电站机组总出力减小，此时，将机组稳定在水电站机组总出力减小的前一步调整状态，此时，即为水电站的最优出力状态，自动优化结束；若第六步调整后，检测水电站机组总出力，当总出力减小时，对第六步中对所述第二组机组增加一定发电流量，对于所述第一组机组减小一定发电流量，所述第二组机组增加的发电流量等于第一组机组减小的发电流量，对所述第二组机组增加的发电流量平均分配到第二组机组的各台机组中，并将每台机组增加的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制，对所述第一组机组减小的发电流量平均分配到第一组机组的各台机组中，并将每台机组减小的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制；继续检测水电站总出力，并执行该步骤中所述第二组机组增加一定发电流量、第一组机组减小一定发电流量的调整过程，直到水电站机组总出力减小，此时，将机组稳定在水电站机组总出力减小的前一步调整状态，此时，即为水电站的最优出力状态，自动优化结束。
作为优选，所述压力前池水位检测模块为水位传感器。
作为优选，第五步中的试算方法为穷举法、递推优选法或仿生算法，可以根据不同的计算效率进行选取。
作为优选，所述第六步、第七步中增加或减少的所述一定流量选择为额定流量的1%或2%或5%。
作为优选，所述第一步中所述引水渠道的实际来流量通过水电站引水渠道的测流装置获取。
本发明的优点如下：
1、使用计算机自动计算，实现数据存储计算的自动实现，大大解放了劳动力，提高了效率；
2、实现数据监控，利用实测数据对来流进行有效控制，从而提高了径流式水电站对来流的适应情况；
3、通过对水电站实施自动优化，保证了径流式水电站的自动优化运行，整个控制可以采用数据编程，实现自动化控制，避免了人为误差。
具体实施方式：以下结合说明书具体实施方式，对本发明进行详细介绍。
本发明提供一种径流式水电站自动优化方法，该径流式水电站包括引水渠道、压力前池、调速器、水轮发电机组、尾水池，在该径流式压力前池中设置压力前池水位检测模块，其用于获取压力前池的实时水位，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，获取水电站压力前池当前水位以及引水渠道的实际来流量，所述水电站压力前池当前水位的获取通过压力前池水位检测模块直接获取，所述引水渠道的实际来流量可以通过水电站压力前池水位检测模块进行获取，所述压力前池水位检测模块检测压力前池水位变化，通过记录不同时刻的水位，通过压力前池水位与库容关系，换算成为当前压力前池的库容，利用不同时刻的压力前池的库容变化量，计算压力前池的库容变化率，所述压力前池的库容变化率即为引水渠道的实际来流量；
第二步，对电站发电流量，进行机组流量分配，当引水渠道的实际来流量大于水电站满发流量时，水电站的发电流量等于水电站满发流量，多余水量弃水，当引水渠道的实际来流量小于水电站满发流量时，水电站的发电流量等于引水渠道的实际来流量，所述机组流量分配是根据机组台数，进行发电流量的分组，当机组台数为n台时，其发电流量分组为（x1，x2……xn），其中（x1，x2……xn）分别代表各机组的发电引用流量，所述各机组的发电引用流量的和等于水电站的发电流量，所述x1，x2……xn均选择大于等于0到小于等于电站发电流量，当x1，x2……xn等于0时，机组不开机；
第三步，根据所述水电站压力前池的当前水位计算各机组对应不同分配流量下的机组发电水头，所述机组发电水头为压力前池的当前水位减去水电站发电的水头损失再减去水电站发电尾水位，所述水电站发电尾水位与水电站的发电流量有关，根据水电站的发电流量以及水电站的为尾水位—发电流量关系计算水电站的尾水池的尾水位，对应不同的机组流量分配以及电站的发电流量，结合水电站的引水管道布置情况计算各台机组的发电水头损失，从而计算各机组对应不同分配流量下的机组发电水头；
第四步：根据所述各机组对应不同分配流量下的机组发电水头、各机组对应的不同发电流量，依次代入其机组对应的水轮机效率曲线中进行水轮机效率计算，并以水轮机效率、发电机效率、该台机组的发电流量、发电水头计算水轮机的出力，通过对不同机组流量（x1，x2……xn）进行试算，以电站所有发电机组的出力之和，即水电站的总出力最大为目标，计算出水电站总出力最大时对应的机组流量分配；
第五步，根据第四步计算出的水电站总出力最大时对应的机组流量分配进行控制出力，所述控制出力通过机组对应的流量-开度曲线，将计算的流量转换为水轮机的开度，并将所述开度值传送到调速器上，利用调速器调整水轮机开度到最优流量分配对应的开度曲线；
第六步，第五步调整结束后，对水电站n台机组进行分组，所述分组为2组，对所述第一组机组增加一定发电流量，对于所述第二组机组减小一定发电流量，所述第一组机组增加的发电流量等于第二组机组减小的发电流量，对所述第一组机组增加的发电流量平均分配到第一组机组的各台机组中，并将每台机组增加的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制，对所述第二组机组减小的发电流量平均分配到第二组机组的各台机组中，并将每台机组减小的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制；
第七步，第六步调整后，检测水电站机组总出力，当总出力增加时，继续执行第六步中的调整，直到水电站机组总出力减小，此时，将机组稳定在水电站机组总出力减小的前一步调整状态，此时，即为水电站的最优出力状态，自动优化结束；若第六步调整后，检测水电站机组总出力，当总出力减小时，对第六步中对所述第二组机组增加一定发电流量，对于所述第一组机组减小一定发电流量，所述第二组机组增加的发电流量等于第一组机组减小的发电流量，对所述第二组机组增加的发电流量平均分配到第二组机组的各台机组中，并将每台机组增加的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制，对所述第一组机组减小的发电流量平均分配到第一组机组的各台机组中，并将每台机组减小的发电流量转换为对应的开度，通过调速器进行控制；继续检测水电站总出力，并执行该步骤中所述第二组机组增加一定发电流量、第一组机组减小一定发电流量的调整过程，直到水电站机组总出力减小，此时，将机组稳定在水电站机组总出力减小的前一步调整状态，此时，即为水电站的最优出力状态，自动优化结束。
对于第一步中，由于径流式水电站无法确定水电站的来流量，因此，在第一步中通过检测前池水位，通过水位库容曲线的转变进行判别计算，从而可以确定合理的来流量。
对于自动优化时，采用流量分配，并根据不同的流量分配，计算不同流量分配下的出力情况，从而确定出最优值，对于水头损失计算可以采用经验公式查表得出水头损失系数，并结合管道布置等情况进行计算；对于出力计算，则需要结合水轮机的效率曲线进行计算。
所述调速器应集成控制水轮机开度的功能。
作为优选，所述压力前池水位检测模块为水位传感器。
作为优选，第五步中的试算方法为穷举法、递推优选法或仿生算法，可以根据不同的计算效率进行选取。
作为优选，所述第六步、第七步中增加或减少的所述一定流量选择为额定流量的1%或2%或5%。
作为优选，所述第一步中所述引水渠道的实际来流量通过水电站引水渠道的测流装置获取。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对本发明的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。