[发明专利]一种可实时监测的水力发电站

摘要

本发明提供了一种可实时监测的水力发电站，其包括水力发电站本体和安装在水力发电站本体的风速时程快速模拟装置装置，所述快速模拟装置包括结构参数监测模块、平均风速计算模块、各模拟点的脉动风速时程计算模块、风速时程计算模块和风速模拟显示模块。所述平均风速计算模块、各模拟点的脉动风速时程计算模块、风速时程计算模块依靠所述监测模块监测数值进行计算，得到的风速时程由风速模拟显示模块显示。本发明的水力发电站，其风速时程可以快速模拟，且模拟计算工作量小、效率高、精确度高。

主权项

一种可实时监测的水力发电站，包括水力发电站本体和安装在水力发电站本体的风速时程快速模拟装置装置，其特征是，所述快速模拟装置包括：(1)结构参数监测模块，其包括风速仪、温度传感器和数据采集装置，沿水力发电站的拦水坝高度方向将拦水坝划分多个间隔相同的测试层，在拦水坝的侧壁上安装所述数据采集装置，选择测试层的边缘点作为一个风速时程的模拟点，且在每个测试层边缘布设所述风速仪和温度传感器；(2)平均风速计算模块，其利用风速仪监测出每测试层的风速总量，横向角和竖向风速，取0.2s为采样时间间隔，进行平均风速的计算时，引入平均风速校正系数Q：$Q=1-\left|\frac{\frac{6.38e^{-9}(\stackrel{\‾}{P}-0.378P_{wat})}{1+0.00366\stackrel{\‾}{T}}-F_b}{F_b}\right|$每测试层在一个采用时间的平均风速的计算公式为：$W_{\left(i\right)}=\frac{1}{N-2}{\{{\[\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\[w\left(i\right)\cos \left(\arcsin \right(\frac{w_z\left(i\right)}{w}\left)\right)\cos \mathrm{\θ}\left(i\right)\]-A\]}^2+{\[\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\[w\left(i\right)\cos \left(\arcsin \right(\frac{w_z\left(i\right)}{w})\]\sin \mathrm{\θ}(i)\]-B\]}^2\}}^{1/2}\×Q$其中，A为风速总量w在x方向的分量值的极大值和极小值之和，B为风速总量w在y方向分量值的极大值和极小值之和，为当地平均气压，为当地平均温度，P_wat为当地平均水汽压，F_b为标准状态下的风压系数；(3)各模拟点的脉动风速时程计算模块，包括生成所述各模拟点的脉动风速时程的脉动风速功率谱；(4)风速时程计算模块，包括微处理器，所述微处理器利用谐波叠加法对相同位置处的平均风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程；(5)风速模拟显示模块，包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放大器的输入端与所述微处理器连接。