[发明专利]一种有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控方法

说明书

本发明提供一种有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控方法，通过在明渠首端设置调流阀，采取调流阀与机组联合调控方法，可将明渠表面波传播速度过慢这一水力特性对机组出力调控产生的不利影响降到最低，大幅度减小明渠由于机组出力所产生的水位波动振幅以及波动时间，提高了水电站出力调节的灵活性；通过机组出力与阀门的联动控制，机组出力变化与调流阀开度函数关系可保存在调控反馈终端中，实际操作过程中，只需在调控反馈终端上输入调整后的机组出力，调流阀便可自动变化到对应开度，且明渠末端配有监测设备（也即是第一压力传感器），可实时检查明渠流量调配的情况，联合调控方式简单，易于实现，安全可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控方法，适用于水利水电工程，尤其是适用于长距离有无压管道混连的水利水电工程。

背景技术

引水式水电站的引水道一般较长，根据引水道中的水流是明流还是有压流，可将引水式水电站分为无压引水、有压引水和有无压混连式。

在有压引水式水电站中，水锤波传播速度一般在1000m/s左右，在机组发生负荷调节时，其水锤波能够很快地传到上游水库或调压室的自由液面，有利于压力管道中水锤的衰减和机组调控。

而在一些水电站中，由于地形或投资等原因，引水方式可能采用有无压混连，在降低工程造价的同时也给电站的机组调控带来了不利影响，具体表现在当机组根据电网要求发生负荷调整时，所引起的明渠表面波传播速度只有3～5m/s左右，上游端对下游端流量变化的响应需要几十分钟甚至数小时，这种明显的滞后效应给电站的调节运行带来极大的不便。

因此，对于含长明渠的有无压混连式水电站，有必要研究一种操作简单，安全可靠的精准调控装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对有无压混连式水电站机组调节的响应时间过长，不利于水电站安全运行的问题，本发明旨在提供一种有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控方法，确保在水电站能够安全地变化至电网的要求负荷。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控方法，其特征在于：所述联合精准调控方法基于有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控系统，

所述有无压管道混连的输水发电系统阀门及机组联合精准调控系统包括调流阀、阀门开度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和调控反馈终端，所述调控反馈终端经电缆与调流阀、阀门开度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和机组电气连接；

所述调流阀布置在上游水库与明渠的连接处，所述阀门开度传感器布置在调流阀上；

所述第一压力传感器布置在明渠下游末端的断面底部，所述第二压力传感器布置在下游水库死水位以下；

所述明渠与机组之间经压力管道相连接，所述机组与下游水库直接连接；

所述联合精准调控方法包括如下步骤：

S1、电网发出调度指令，要求改变机组出力；

S2、确定机组出力调整的初始边界条件，第一压力传感器、第二压力传感器和阀门开度传感器分别将初始状态下的明渠末端断面H_C0、下游水库水位H_E0和输水系统阀门的开度τ₀上传至调控反馈终端的储存单元中进行保存；

S3、调控反馈终端的计算单元分别计算初始状态下的流量Q_t0，机组出力调整后的流量 Q_t1，机组出力调整后的调流阀阀门开度τ₁；