[发明专利]一种水电站动力特性计算机辅助测试方法

摘要

一种水电站动力特性计算机辅助测试方法，该方法包括如下步骤：1)、从运转综合特性曲线获取模糊动力特性数据，获取水电站动力特性曲线中的流量出力动力特性方程；2)、模糊动力特性数据的处理：在坐标方格纸上描上在不同水头下所测得的数据，方格纸的纵轴设定为水轮机的流量，横轴设定为水轮机的功率，然后将水轮机的平均水头下的动力特性；3)水电站动力特性曲线计算机辅助绘制，得到水电站动力特性曲线。本发明针对水轮机的运转综合特性曲线，获取动力特性数据，并进行数据处理，实现了水电站动力特性测试。

主权项

一种水电站动力特性计算机辅助测试方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)、从运转综合特性曲线获取模糊动力特性数据获取水电站动力特性曲线中的流量出力动力特性方程，具体步骤如下：(1.1)、在水轮机的综合运转特性曲线上，当水头H_j为某一定值时，绘制多条平行于横轴N的直线，读出这些直线与等效率线的交点时的出力P_j和相应的效率η_j值,然后再带入以下公式中$Q_j=\frac{P_j}{{9.81H}_j{\mathrm{\η}}_j}---\left(1\right)$根据上述方法得到某一水头下相应的出力P_j和相应的效率η_j值，然后根据最小二乘法拟合原理得到一条关于Q～P_j(H_j)的曲线方程；同理，对于其他不同的水头H_j值根据此方法也获得相应的Q～P_j(H_j)曲线方程，它们将构成相应的Q～P_j(H_j)方程组；(1.2)、在步骤(1.1)获得的Q～P_j(H_j)方程组基础上，加绘一条条平行于流量Q₁的水平线与等水头H_j的曲线线相交，通过交点可以获得相应的H_j和P_j值；根据这一组H_j和P_j数值，就可以加绘一条等流量线在水轮机的综合运转特性曲线上；根据(1.2)中的方法同理在水轮机综合运转特性曲线上得到很多等流量线；(1.3)、在水轮机综合运转特性曲线上选取若干个流量Q₁、Q₂、Q₃……，此时水轮机的机组段水头为H_d1；根据水头损失计算公式，或者是水轮机的引水道水头损失特性(ΔH～Q)曲线，对于每一个选定的流量Q，便得到相应的饮水管的相应水头损失ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃……最好根据水轮机水头计算公式H_j1＝H_d1‑ΔH₁即得到相应的流量Q对应的水头值；(1.4)、根据步骤(1.3)中获得的H_j1及相应的Q₁的值，在根据提供的水轮机综合运转特性曲线上得到相应的水轮机组出力P_j1值，根据公式P₁＝η_d·P_j1可以计算出机组出力P_j1值，发电机效率η_d在发电机效率曲线上得到；同理，对于其余的流量Q₂、Q₃、Q₄……，也用同样的方法求得与之相对应的水轮机机组出力值P₂、P₃、P₄……；2)、模糊动力特性数据的处理在坐标方格纸上描上在不同水头下所测得的数据，方格纸的纵轴设定为水轮机的流量，横轴设定为水轮机的功率，然后将水轮机的平均水头下的Q、P、H动力特性；3)、水电站动力特性曲线计算机辅助绘制输入水轮机机组段水头H_d、流量Q、水轮机出力N以及机组功率损失原始数据；用最小二乘法拟合已经知道的水头下的动力特性数据，得到每一个水头下，出力与耗水率之间的关系与q₀＝f(N,H)，出力和功率损失之间的函数关系ΔN＝f(N,H)，出力与流量之间的数学函数关系Q＝f(N,H)，拟合曲线的表达通式为：f(N,H)＝a₀+a₁N+a₂N²+......+a_nNⁿ然后对ΔN＝f(N,H)进行求导得到不同水头下的值，最后用最小二乘法拟合出力和微增率，得到的表达式，即得到水电站动力特性曲线。