[发明专利]一种小水电效率曲线在线测试的方法

权利要求书

1.一种小水电效率曲线在线测试的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

第一步、通过在线数据采集装置，实时采集计算小水电水轮机效率需要的发电机功率N_g、机组流量Q、工作水头H参数，通过采集到的参数计算小水电水轮机效率，其小水电水轮机效率的计算数学表达式为：

${\mathrm{\η}}_t=\frac{N_g}{{\mathrm{\η}}_{g}QHg}$

其中：η_t为水轮机效率，η_g为发电机效率，g为当地重力加速度；

第二步、对实时采集的参数进行判别，判断实时采集的参数是否符合小水电效率测试的要求，待功率稳定后，每隔1min采集一个点的发电机功率N_g、机组流量Q、蜗壳进口压力P₁和尾水管出口压力P₂数据，采集5个点数据后进行数据分析，在认定试验工况满足要求后进行效率计算；

第三步、对满足要求的工况参数按步骤(一)进行小水电机组效率计算，其计算的数学表达式为：

$H_i=A_1-A_2+\frac{1000P_{1i}}{Dg}-\frac{1000P_{2i}}{Dg}+\frac{{Q_{ij}}^2}{g^2}(\frac{a_1}{S_1^2}-\frac{a_2}{S_2^2})$

${\mathrm{\η}}_{tij}=\frac{N_{gj}}{{\mathrm{\η}}_g{Q}_{ij}{H}_{i}g}$

式中：当前工作水头H_i，当前功率N_gj时的小水电机组效率η_tij，A₁为蜗壳进口压力传感器安装高程，A₂为尾水管出口压力传感器安装高程，P_1i为当前蜗壳进口压力传感器读数,P_2i为当前尾水管出口压力传感器读数,D为当地水密度，S₁为蜗壳进口断面面积，S₂为尾水管出口断面面积，a₁为蜗壳进口断面处流速不均匀系数；Q_ij机组流量，

通过计算得到当前工作水头H_i，当前功率N_gj时的小水电机组效率η_tij，以构成一条实际的机组效率曲线；

第四步、通过效率在线监测系统的长期投运，机组在各种工况运行时自动进行数据采集、工况判定、效率计算，并建立相应数据库；

第五步、进行各个工况下机组效率曲线计算，其计算的数学表达式为：

η_tij＝f₁(N_gj,Q_ij,P_1ij,P_2ij)

式中：N_gj为机组某个j工况发电机功率点，P_1ij为蜗壳进口压力、P_2ij为尾水管出口压力，Q_ij机组流量；

第六步、对应工作水头、功率相同的相同工况点，其机组效率计算值进行平均值计算；

第七步、最终得到设置的各种不同工作水头下，1％～100％额定功率共100个平均分配的功率工况点以及机组实测参数的效率计算值，得到机组效率实际曲线。