一种径流式水电站优化系统的制作方法

1.本发明涉及水利工程，具体涉及一种径流式水电站优化系统。


背景技术：

2.径流式水电站是我国常见的一种水电站结构形式，其无法对径流进行有效调节，为了有效对来流进行利用，径流式水电站往往修建压力前池，通过压力前池向水轮发电机组供水，实现发电。由于压力前池库容有限，当来流与水轮发电机组引用流量不匹配时，会导致压力前池水位变化，继而影响水电站的发电稳定性。
3.对于压力前池水位的变化，一般机组在水位升高至一定水位时，会增加机组负荷，以增加机组流量，降低压力前池水位；当压力前池水位降低到一定水位，会减少机组负荷，以减少机组流量，从而提高压力前池水位，但是这种负荷调整需要依靠经验进行，而且频繁调整不利于机组的稳定运行，前池水位降低会降低电站发电水头，从而降低电站的发电效益。
4.现有的一些控制系统，也有通过安装水位计获知开度计进行状态获知并进行判断的，但上述控制系统大多依靠经验，机组开度不能真实反映机组出力负荷状态，因此，有必要设计一种径流式水电站优化系统，实现径流式水电站前池水位的稳定运行，并提高发电水头。


技术实现要素：

5.基于此，本实用新型提供一种径流式水电站优化系统。
6.本实用新型提供一种径流式水电站优化系统，所述径流式水电站包括压力前池、水轮发电机组，所述水轮发电机组连接有负荷调整装置，所述负荷调整装置包括增负荷端子和减负荷端子，所述增负荷端子用于控制水轮发电机组增加负荷，所述减负荷端子用于控制水轮发电机组减少负荷，其特征在于：所述优化系统包括水位采集模块、负荷采集模块、机组控制模块和优化模块，所述水位采集模块设置在压力前池上，用于采集压力前池水位；所述负荷采集模块与水轮发电机组连接，用于采集所述水轮发电机组的负荷；所述机组控制模块分别与增负荷端子和减负荷端子连接，用于增加或减少机组负荷；所述优化模块分别与所述水位采集模块、所述负荷采集模块以及所述机组控制模块连接；
7.所述优化模块包括水位触发模块、水位变速计算模块、负荷调整计算模块、负荷分配模块，所述水位触发模块用于根据水位采集模块采集到的水位值判断是否触发所述机组控制模块动作，并在水位触发水位设定值时，触发所述机组控制模块动作；所述水位变速计算模块用于计算水位变化速率；所述负荷调整计算模块用于在水位触发水位设定值时，根据所述水位变速计算模块计算得到的水位变化速率计算得到机组负荷调整值；所述负荷分配模块用于在水位触发水位设定值时，根据所述水轮发电机组的负荷采集模块采集到的负荷，将所述负荷调整计算模块计算得到的负荷调整值分配给相应的机组。
8.作为优选，所述负荷分配模块用于确定需要调整的机组以及需要调整机组相应的
调整值，所述负荷分配模块与所述机组控制模块连接，用于将需要调整的机组所需要的调整值通过增负荷端子或减负荷端子进行负荷调整。
9.作为优选，所述增负荷端子连接所述水轮发电机组的导叶，用于增加水轮机导叶开度，所述减负荷端子连接所述水轮发电机组的导叶，用于减少水轮机导叶开度。
10.作为优选，当所述机组负荷调整值为0时，所述负荷分配模块控制所述机组控制模块不动作。
11.作为优选，所述负荷采集模块与所述水轮发电机组相匹配，每台水轮发电机组匹配一个所述负荷采集模块。
12.作为优选，所述机组控制模块与增负荷端子和减负荷端子的连接方式为：有线连接或者通讯协议连接。
13.作为优选，所述优化系统与智能终端连接，所述智能终端为手机或者微型计算机。
14.本实用新型的原理在于：
15.利用前池水位采集模块，采集前池水位，利用水位触发模块自动进行水位识别和触发；同时，根据水位变化速率计算需要进行负荷调整的多少，利用负荷分配模块将需要调整的负荷分配给机组，并利用机组控制模块进行动作，实现负荷增减，当水位上涨时，计算的调整负荷为增加负荷，即正值，当水位下降时，计算的调整负荷为减少负荷，即负值。
16.利用水位值和水位变幅，解决前池水位的控制问题，如果水位增速过大，则说明压力前池来水明显大于机组用水，机组需要增加的负荷就多，此时可以计算负荷值，并计算出需要分配的机组，将机组需要调整的负荷分配给机组实现负荷调整。
17.上述优化系统可以实现如下几点优势：
18.（1）智能控制：依据前池水位采集模块实现前池水位的自动采集，避免了人为经验误差；
19.（2）精确调整：根据前池水位以及前池水位变化的速率计算需要调整的负荷值，其调整更有依据，更为精确；
20.（3）稳定运行：通过前池水位变化调整负荷，可以使得机组调整的负荷与来水匹配，减少调整频次，保证稳定运行；
21.（4）机组优化：对于前池水位变化引起的机组负荷调整时，考虑机组现有负荷，进行优化比较，并进行负荷合理分配，提高机组优化性能和发电效益；
22.（4）提高效益：通过稳定前池高水位，可以使压力前池保证高水位运行，从而提高电站的经济效益，例如水电站设计水头10m，通过该优化系统，提高前池水位0.5m，则可以增加约5%的发电效益；平均提高前池水位0.2m，则可以增加约2%的发电效益。
23.本实用新型的优点在于：
24.本实用新型提供一种径流式水电站优化系统，所述优化系统包括水位采集模块、负荷采集模块、机组控制模块和优化模块，所述优化模块包括水位触发模块、水位变速计算模块、负荷调整计算模块、负荷分配模块，可以根据径流式水电站压力前池水位的变化对机组负荷进行调整，在保证压力前池水位稳定的基础上，提高压力前池水位，从而提高水电站的发电水头和发电效益。
附图说明
25.图1为本实用新型结构关系示意图；
26.图2为本实用新型的结构连接示意图；
27.图3位优化模块结构关系示意图。
具体实施方式
28.以下结合具体实施方式对本实用新型限定的结构，进行具体的解释说明。
29.本实用新型提供一种径流式水电站优化系统，所述径流式水电站包括压力前池、水轮发电机组，所述水轮发电机组连接有负荷调整装置，所述负荷调整装置包括增负荷端子和减负荷端子，所述增负荷端子用于控制水轮发电机组增加负荷，所述减负荷端子用于控制水轮发电机组减少负荷，其特征在于：所述优化系统1包括水位采集模块2、负荷采集模块3、机组控制模块4和优化模块5，所述水位采集模块2设置在压力前池上，用于采集压力前池水位；所述负荷采集模块3与水轮发电机组连接，用于采集所述水轮发电机组的负荷；所述机组控制模块4分别与增负荷端子和减负荷端子连接，用于增加或减少机组负荷；所述优化模块5分别与所述水位采集模块2、所述负荷采集模块3以及所述机组控制模块4连接；
30.所述优化模块5包括水位触发模块51、水位变速计算模块52、负荷调整计算模块53、负荷分配模块54，所述水位触发模块51用于根据水位采集模块2采集到的水位值判断是否触发所述机组控制模块4动作，并在水位触发水位设定值时，触发所述机组控制模块4动作；所述水位变速计算模块52用于计算水位变化速率；所述负荷调整计算模块53用于在水位触发水位设定值时，根据所述水位变速计算模块52计算得到的水位变化速率计算得到机组负荷调整值；所述负荷分配模块54用于在水位触发水位设定值时，根据所述水轮发电机组的负荷采集模块3采集到的负荷，将所述负荷调整计算模块53计算得到的负荷调整值分配给相应的机组。
31.作为优选，所述负荷分配模块54用于确定需要调整的机组以及需要调整机组相应的调整值，所述负荷分配模块54与所述机组控制模块4连接，用于将需要调整的机组所需要的调整值通过增负荷端子或减负荷端子进行负荷调整。
32.作为优选，所述增负荷端子连接所述水轮发电机组的导叶，用于增加水轮机导叶开度，所述减负荷端子连接所述水轮发电机组的导叶，用于减少水轮机导叶开度。
33.作为优选，当所述机组负荷调整值为0时，所述负荷分配模块54控制所述机组控制模块4不动作。
34.作为优选，所述负荷采集模块3与所述水轮发电机组相匹配，每台水轮发电机组匹配一个所述负荷采集模块3。
35.作为优选，所述机组控制模块4与增负荷端子和减负荷端子的连接方式为：有线连接或者通讯协议连接。
36.作为优选，所述优化系统1与智能终端连接，所述智能终端为手机或者微型计算机。
37.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型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，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。