[发明专利]水电站运行和水库调度数据快速生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及水电站发电领域，特别是一种水电站运行和水库调度数据快速生成方法。

背景技术

以发电水头H为参变量、单机出力N为自变量、发电引用流量Q为因变量的特性曲线，称之为水电站水轮发电机组的运行特性曲线，该曲线是水电站运行和水库调度的基本依据。机组运行特性曲线为非线性关系，无法采用数学函数关系表达，一般情况下，机组生产厂家仅提供一簇关系曲线，无法直接用于计算，必须将曲线转化成数值矩阵列表。常规使用的方法是将机组运行特性曲线纸质图上分别绘制水头H和出力N的若干等分平行线，人工读取各交点对应的H、N和Q值，并编制成表格。常规方法存在以下不足：一是精度差，相邻两条曲线在不同水头和出力下的间隔是不均匀的，而传统方法在绘制等分平行线读取交点数值时采用简单的线性插值方法，不能准确反映曲线的真实信息，并且读数时存在人为误差；二是效率低，人工绘制等分平行线和读取数值需投入大量时间，如果提高精度，就需要绘制更密的等分平行线，读取更多的数值，大大增加了工作量；三是灵活性差，如果获取不同间距的数据，就需要重复打印、画线、读数等工作流程。低精度、低效率、低灵活性的常规数字化方法不能适应水电站自动化、精细化运行的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水电站运行和水库调度数据快速生成方法，能够快速生成水电站运行和水库调度数据，人工干预对数据生成精度影响较小，且自动化程度更高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水电站运行和水库调度数据快速生成方法，包括以下步骤：

一、将水轮发电机组运行特性曲线转换成可编辑的矢量文件；

二、利用仿射变换建立矢量图的Y坐标与水头、X坐标与出力构成的对应关系图；

三、在对应关系图上添加发电流量属性特征，并删除多余的矢量网格；

四、将步骤三得到的矢量曲线转换为散点数据，再经过空间插值算法，将散点数据转换为规则网格数据；

五、将网格数据转化为文本文件，得到水头、出力和发电流量数值矩阵列表。

可选的方案中，对于PDF格式的文件，经过PDFEDIT工具抽取具有运行特性曲线的页面得到，空间数据格式转换软件PDF2DXF将电子文档中的曲线之间装换位矢量数据dxf格式，再将dxf格式转换为shp格式；

对于图像格式的文件，则利用矢量化软件矢量化后直接存为dxf格式，再将dxf格式转换为shp格式。

优选的方案在步骤二中，图纸坐标统一纵轴为水头，横轴为功率；

在地理信息系统软件ArcGIS的ArcMap中选择Georeferencing工具栏1stOrderPolynomial,在图中设定3个控制点，输入实际坐标值后，完成变换。

优选的方案在步骤三中，删除由步骤一和二产生的网格线,并在地理信息系统软件ArcGIS的ArcMap子模块中选择OpenAttributeTable，打开步骤二生成的shp文件，增加Float类型字段，填写每条曲线相应的发电流量，仍保存为shp文件。

步骤四中，空间插值在地理信息系统软件ArcGIS的ArcToolbox子模块中完成；

a、选择命令DataManagement/Feature/FeatureVerticesToPoints，将曲线转换为关键散点数据，存为point文件；

b、选择命令SpatialAnalystTools/Interpolation/Kriging，打开以上步骤中生成的point文件，设置采样间距(SamplingDistance)为CellSize，并按照精度要求在CellSize后添加水头、出力的采样间距，最后输出规则网格数据GRID文件。

优选的方案中，在地理信息系统软件ArcGIS的ArcToolbox子模块中选择命令ConversionTools/FromRaster/RastertoASCII，打开生成的GRID文件，最终输出ASCII文本文件，并整编为按水头、出力和发电流量排列的数值矩阵列表。

优选的方案中，仿射变换采用以下公式：