[发明专利]水轮机效率加权因子量化方法

说明书

技术领域

本发明涉及本发明属水力发电技术领域，更准确地说本发明涉及一种前期用于指导水轮机水力开发、后期用于评价水轮机能量性能指标即加权平均效率的水轮机效率加权因子量化方法。

背景技术

能量、空化、水力稳定是评价水轮机性能的三大主要参数。水轮机的效率高低反应了水轮机能量转换能力的大小，直接影响电站的经济效益。对于确定的水轮机，当水流满足进口无撞击入流和出口法向出流条件时，水轮机的效率最高，当水轮机运行工况偏离最优点，水轮机效率就发生变化。在工程应用中，通常做法是在水轮发电机组招标文件中，给定水轮机加权因子表，制造厂家以此进行水轮机水力开发、优化转轮，用户则按水轮机加权平均效率评价水轮机能量性能指标，验收转轮。

在中华人民共和国国家标准《水轮机基本技术条件》（GB15468）和国际电工委员会的《水轮机模型验收试验国际规程》(IEC60193)以及《水轮机现场验收试验国际规程》中，对水轮机加权平均效率定义的计算公式为：

ηw=w1η1+w2η2+w3η3+···w1+w2+w3+···]]>

式中：

ηi：根据电站具体条件确定的不同水头与不同负荷下水轮机效率；

wi：与各η相对应的负荷历时或电能加权系数，Σwi=100

因此，研究水轮机加权因子，对水轮机水力开发、水轮机特性与电站运行特性的优化匹配具有极为重要的意义。实际上，水轮机加权因子的研究就是对电站运行特性的研究，水轮机水力开发研究是针对电站运行特性的二次研究。

加权因子研究涉及电站工程的水文特性、动能特性、水库调度运行方式、电网调度运行方式，水轮机能量及稳定运行特性等各个方面，最终目标是与电站的开发建设目标一致，实现水调和电调的电力电量平衡，充分发挥电站的安全稳定运行及经济效益。

文献一《论“加权因子’’的权重分布对转轮水力开发的导向作用》（《大电机技术》-2006年第3期第40页）标文件中加权因子表的重要性进行了简单说明，对权重分布的合理性及对水轮机转轮税率开发的导向作用进行了分析。但没有对加权因子的具体拟定方法进行充分研究。

水轮机加权因子研究应该是在长达30年-50年长系列时空变化复杂的水文动能特性基础上进行水调和电调的电力电量平衡研究，以准确反映电站的运行特性。长期以来，由于研究对象的数据量巨大，且电调过程的不确定性，工程中往往采用减小水文、动能系列和周期或者是采用凭借经验带有很大主观性的定性的方法确定水轮机加权因子，这些加权因子与电站实际运行有较大差距，反映在电站建成后实际运行加权因子与原拟定加权因子不同或差异较大，从而导致开发的水轮机运行特性与电站运行特性达不到最优匹配，造成机组实际效率下降、振动，转轮裂纹等后果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术缺陷，而采用多种理论和方法，在旬电量平衡的基础上制定了水调和电调符合电站的开发目标的综合优化调度方案，提高工程的安全稳定性及经济效益的水轮机效率加权因子量化方法。

为了实现上述目的，本发明设计的水轮机效率加权因子量化方法，其方案包括以下步骤：