[发明专利]一种水电机组运行方式的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及水电机组运行控制领域，特别是关于一种水电机组运行方式的优化方法。

背景技术

为提高水电机组的运行水平，实现水电厂的经济运行，需要进行水电机组的原型效率试验。根据水电机组的现场试验资料，通过人工查图，获得典型水头下水电机组的出力、流量和效率等参数，并通过人工计算获得试验水头下水电机组的实测效率特性。通过人工计算其它水头下水电机组的效率特性，可以全面地绘制任意水头下水电机组的效率曲线。采用人工查图、计算和绘制方法获得任意水头下水电机组的效率曲线时，需要花费很大的工作量，且得到的任意水头下水电机组的效率曲线存在较大误差并且不具有自适应性和实时性。当水电机组运行工况发生变化时，为使水电机组尽可能在最优工况区运行，需要实时重新计算和绘制水电机组的效率曲线。

为解决上述问题，近年来采用人工神经网络技术计算和绘制水电机组的效率曲线，并取得了较好的效果。现有技术中多采用BP神经网络和RBF神经网络计算和绘制水电机组的效率曲线，然而BP神经网络存在局部极小、训练时间长和网络结构难以确定等缺陷，RBF神经网络虽然能够避免BP神经网络存在的缺陷，但仍无法满足水电厂经济运行对水电机组效率曲线计算时实时性的要求。由于不能实时计算不同工作水头下水电机组的效率曲线，因此不能对水电机组的运行方式进行实时优化。

根据GB15468-2006《水轮机基本技术条件》中关于稳定运行区域出力范围规定，混流式水轮机的出力范围为相应水头下的机组最大保证功率的45%～100%，目前水电机组在此范围内进行较粗放地运行。如果能使水电机组在不同水头下尽可能地带最高效率点附近的负荷，使水电机组运行在节能高效区，将能实现水电机组的精细化运行，进一步减少水能损失，提高水电机组的经济性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水电机组运行方式的优化方法，该方法能够实时计算出任意工作水头下的水电机组运行特性曲线，根据运行特性曲线，实时对水电机组的运行方式进行优化，从而实现水电机组的经济运行，提高水电厂的经济效益。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种水电机组运行方式的优化方法，其包括以下步骤：1）建立水电机组现场效率试验样本库；收集并分析整理水电机组现场的效率试验数据，建立水电机组现场效率试验样本库，样本库中的数据包括水电机组的工作水头H、机组出力P和机组效率η；2）根据步骤1）中建立的水电机组现场效率试验样本库中有限个工作水头H和机组出力P的水电机组现场试验数据，采用Shepard曲面插值方法，建立基于Shepard插值曲面的不同工作水头H和不同机组出力P下的水电机组效率模型：

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