本发明涉及一种寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚算法，特别是涉及寒冷地区抽水蓄能电站水库受到电站抽水、发电影响区域的冬季最大冰厚计算方法。
背景技术：
寒冷地区抽水蓄能电站水库结冰侵占了一部分总库容，使发电库容减小，从而影响到发电效益，因此冰库容设计是寒冷地区抽水蓄能电站设计的重要方面。水库最大冰厚是冰库容设计的重要参数，传统上最大冰厚采用《水工建筑物抗冰冻设计规范》(NB/T35024-2014)P68附录A给出的水库冰厚计算公式进行计算，该公式只考虑了气温因素对冰厚的影响，未考虑抽水蓄能电站水库抽水、发电运行对冰厚的影响。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，提供一种能较好计算寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚的方法。
本发明所采用的技术方案是：一种寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚计算的方法，包括以下步骤：
第一步，根据抽水蓄能电站水库气象资料，统计得到水库所在地区最冷月的平均气温Ta；
第二步，根据抽水蓄能电站水库水温实测资料，计算得到电站最冷月最大冰厚处的水温Tw；
第三步，根据抽水蓄能电站抽水、发电运行资料，计算得到电站最冷月的日均运行次数Nr；
第四步，根据抽水蓄能电站抽水、发电运行资料，计算得到电站最冷月的日均运行时间Tr；
第五步，根据抽水蓄能电站运行时的上、下水库水位资料，计算得到电站最冷月的上、下水库平均水位差H；
第六步，根据前五步中获取的寒冷地区抽水蓄能电站数据，按下式计算得到寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚δip。
δip＝1.50–0.0155lnNr–0.0128lnTr–0.3237ln(Ta+50)
-0.0466ln Tw-0.0120ln H
所述抽水蓄能电站水库最大冰厚受到电站抽水、发电运行影响。
本发明的有益效果是，结合寒冷地区抽水蓄能电站设计资料、气象资料和附近已建工程相关资料，综合考虑寒冷地区抽水蓄能电站水库冰厚影响因素，计算水库冬季最大冰厚，改进了传统的未考虑电站运行因素对冰厚影响的计算方法，所得最大冰厚结果具有更高的精度。
附图说明
图1是本发明的方法和传统最大冰厚计算方法计算得到的几个抽水蓄能电站水库最大冰厚值与实测对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚计算的方法，包括以下步骤：
第一步，根据抽水蓄能电站水库气象资料，统计得到水库所在地区最冷月的平均气温Ta(℃)；
第二步，根据抽水蓄能电站水库水温实测资料，计算得到电站最冷月最大冰厚处的水温Tw(℃)；
第三步，根据抽水蓄能电站抽水、发电运行资料，计算得到电站最冷月的日均运行次数Nr(次，包括抽水次数和发电次数)；
第四步，根据抽水蓄能电站抽水、发电运行资料，计算得到电站最冷月的日均运行时间Tr(h，包括抽水时间和发电时间)；
第五步，根据抽水蓄能电站运行时的上、下水库水位资料资料，计算得到电站最冷月上、下水库平均水位差H(m)；
第六步，根据前五步中获取的寒冷地区抽水蓄能电站数据，按下式计算得到寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚δip(m)。
δip＝1.50–0.0155lnNr–0.0128lnTr–0.3237ln(Ta+50)
-0.0466ln Tw-0.0120ln H
式中：δip—抽水蓄能电站水库最大冰厚，m；
Nr—抽水蓄能电站日均运行次数，次；
Tr—抽水蓄能电站日均运行时间，h；
Ta—抽水蓄能电站冰厚计算库区气温，℃；
Tw—抽水蓄能电站冰厚计算库区水温，℃；
H—抽水蓄能电站上、下库水位差，m。
下面举例说明本发明方法计算的实例：
若已知我国北方的5座抽水蓄能电站：
抽水蓄能电站一：位于北纬41°，总装机容量为1200MW(4×300MW)。上水库正常蓄水位1940.00m，死水位1903.00m，总库容690万m3。下水库正常蓄水位1400.00m，死水位1355.00m，总库容715万m3。
抽水蓄能电站二：位于北纬40°25′，总装机容量1200MW(4×300MW)。上水库正常蓄水位392.0m，死水位360.0m，总库容为1256万m3。下水库正常蓄水位66m，死水位62m，总库容2871万m3。
抽水蓄能电站三：位于北纬38°31′，总装机容量1200MW(4×300MW)。上水库正常蓄水位1492.50m，死水位1467.00m，总库容为468.97万m3。下水库正常蓄水位838m，死水位798m，总库容502.99万m3。
抽水蓄能电站四：位于北纬37°46′总装机容量1000MW(4×250MW)。上水库正常蓄水位为810m，死水位为779m，总库容789.0万m3。下水库正常蓄水位488m，死水位为464m，总库容8330万m3。
抽水蓄能电站五：位于北纬40°14′，总装机容量800MW(4×200MW)。上水库正常蓄水位566m，死水位531m，总库容445万m3。下水库正常蓄水位89.5m，死水位85m，总库容7977万m3。
其中，抽水蓄能电站一的上、下水库，抽水蓄能电站二的上水库，抽水蓄能电站三的上、下水库，抽水蓄能电站四的上水库和抽水蓄能电站五的上水库为人工挖筑的水库，水库区内所有区域冰厚都受到电站运行的影响；抽水蓄能电站二的下水库，抽水蓄能电站四的下水库和抽水蓄能电站五的下水库同时也是天然河道内的常规电站水库，库容较大，库区内存在冰厚不受电站运行影响的区域，其最大冰厚应和常规水库的最大冰厚相等。
下面以该5个抽水蓄能电站为例，对本发明的方法进行说明：
抽水蓄能电站一上水库：
第一步，根据抽水蓄能电站一上水库气象资料，统计得到水库所在地区2015～2016年冬季最冷月(2016年1月)的平均气温Ta＝-19.1℃；
第二步，根据抽水蓄能电站水库库区实测水温分布资料，计算得到电站2015～2016年冬季最冷月(2016年1月)最大冰厚处的水温Tw＝0.5℃；
第三步，根据抽水蓄能电站抽水、发电运行资料，计算得到电站2015～2016年冬季最冷月(2016年1月)的日均运行次数Nr＝1.03次；
第四步，根据抽水蓄能电站抽水、发电运行资料，计算得到电站2015～2016年冬季最冷月(2016年1月)的日均运行时间Tr＝4.7h；
第五步，根据抽水蓄能电站运行时的上、下水库水位资料资料，计算得到电站最冷月上、下水库平均水位差H＝548.87m；
第六步，根据前五步中获取的寒冷地区抽水蓄能电站数据，按下式计算得到寒冷地区抽水蓄能电站水库最大冰厚δip(m)。
δip＝1.50–0.0155lnNr–0.0128lnTr–0.3237ln(Ta+50)
-0.0466ln Tw-0.0120ln H
＝0.33m
类似地，按照本发明的方法分别对抽水蓄能电站一下水库，抽水蓄能电站二上水库，抽水蓄能电站三上、下水库，抽水蓄能电站四上水库和抽水蓄能电站五上水库最大冰厚进行计算，得到以上电站水库的最大冰厚值，见表1。
对于抽水蓄能电站二的下水库，抽水蓄能电站四的下水库和抽水蓄能电站五的下水库，由于库区内存在冰厚不受电站运行影响的区域，在采用本发明的方法进行计算时，须将公式中电站运行因素项变为0，即公式化为
δip＝1.50–0.0155×0–0.0128×0–0.3237ln(Ta+50)
-0.0466ln Tw-0.0120×0
＝1.50–0.3237ln(Ta+50)-0.0466ln Tw
按照该简化后的公式，计算得到抽水蓄能电站二下水库，抽水蓄能电站四下水库和抽水蓄能电站五下水库最大冰厚值，一并列于表1。
表1最大冰厚计算成果和实测成果对比表
由表1可见，本发明方法计算所得最大冰厚值和实测冰厚值较为接近，在图1中表现为本发明方法计算最大冰厚值δip 2和实测冰厚值δip 1对应的点子位于直线δip 2＝δip 1附近。由表1和图1还可看出，对于全库最大冰厚受抽水蓄能电站运行的水库(抽水蓄能电站一上、下水库，抽水蓄能电站二上水库，抽水蓄能电站三上、下水库，抽水蓄能电站四上水库和抽水蓄能电站五上水库)，传统算法计算最大冰厚值大于实测最大冰厚(图1中传统算法计算最大冰厚值δip 2和实测冰厚值δip 1对应的点子位于直线δip 2＝δip 1上方)；而只有存在冰厚不受电站运行影响区域的水库(抽水蓄能电站二的下水库，抽水蓄能电站四的下水库和抽水蓄能电站五的下水库)，原公式计算最大冰厚值等于实测最大冰厚(图1中传统算法计算最大冰厚值δip 2和实测冰厚值δip 1对应的点子位于直线δip 2＝δip 1附近)。以上结论充分说明了本发明的方法由于考虑了抽水蓄能电站运行对最大冰厚的影响，其计算结果比传统冰厚计算方法所得结果更接近于实测成果。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。