[发明专利]下游不稳定流的计算方法

摘要

本发明提供一种下游不稳定流的计算方法，本发明方法比较简单，有理论根据，结果与电站实际观测结果相当吻合的、基于水位指数规律变化假设的下游不稳定流计算方法。考虑不稳定水流的所有影响制定水电站最优运行方式是十分复杂的，本发明至针对其对发电的影响，其它综合用水部门的要求则作为限制条件处理，在限制条件处理方法上采用校核的方式，即对按发电最有利制定出来的运行方式进行检查，看是否满足综合用水部门的基本要求。

主权项

1.下游不稳定流的计算方法，其特征在于：确定水位呈指数规律变化的微分关系：（1）式中，，，…，，，，…，为常数；为不稳定流时实测下游水位；为稳定流情况下的下游水位；在时刻，流量由突变至，下游水位首先产生突变，然后按指数规律变化，直至等于流量为时的稳定下游水位；下游水位变化由二部分组成：1）下游水位突变部分：式中，是流量为和所对应的稳定下游水位之差，；为下游水位突变系数，与河床特性有关；2）下游水位渐变部分：假设：故：式中，为流量突变时刻后的某一时刻；为时间常数；为自然对数；因此，在时刻下游水位的变化为：时刻下游水位为：在稳定状况时，下游水位和流量间有确定的函数关系，故根据水电站下游的具体情确定和的数值后，即可计算出不稳定流时下游水位的整个变化情况；若在时刻，流量由变至，相应的稳定下游水位变化为，在时刻，流量由变至，相应的稳定下游水位变化为，则在时刻（）由于流量两次突变引起的水位变化为：时刻的下游水位为：式中，为时刻稳定下游水位；若在时刻之前流量有多个变化，利用叠加原理，将时刻的下游水位变化看作是各个突变流量作用之和的结果，得：时刻的下游水位为：如果流量是连续变化的，可将其看成是无限多次小突变，每次突变量为，相应稳定水位突变值为：时刻的下游水位变化值为：时刻的下游水位为：一般情况下，在一定时期内各日的运行方式相同，即下洩流量、稳定下游水位均呈周期性变动，每24小时为一周期，上式变为：式中，；为了便于计算，将一天分成24个时段，变为有限和的形式：（2）式中，为时刻不稳定流状况时的水位；为时刻稳定流状况下的水位；确定下游不稳定流计算系数和的计算方法值确定方法实测水电站停机或较长时间以某固定负荷运行时的下游水位变化过程，实测水电站停机过程，测得：，，，，…，，值，甩负荷后每隔1小时测一次，和为停机前后的稳定水位；假设在时刻流量发生突变，而时刻后流量保持不变，则时刻后和时刻的下游水位为：式中，；由于在时刻后流量保持不变，故；取时刻为计算时间的起点，即，可得：系数的计算公式为：（3）将各相邻时刻实测的不稳定流水位减去稳定后水位之差值，代入（3）式计算，可得值，然后取平均；值确定方法为当流量突变时水位的突变系数，确定值需要流量突变时水位突变的实测资料；第一种方法：令流量在时刻有显著的突增或突减变化，实测水位变化过程线：，，，，…，，；时刻后和时刻的下游水位为：式中，；由于在时刻后流量保持不变，故；取时刻为计算时间的起点，即；两式相减得：故有：（4）对多个值进行计算后取平均可得值；第二种方法：确定值的试算法；在水电站日下洩流量过程已定的情况下，实测一日的下游水位变化过程线；假定几个不同的值进行不稳定流计算，可得到一日内相应于不同值的水电站下游水位变化过程线，将计算结果和实测结果进行比较，根据与实测结果最接近的计算水位变化过程线选取系数的数值。