一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法及系统，包括了利用水电厂各部位的容量信息建立电厂的三维数据模型；实时采集集水井水位信息和监测相关高层的渗漏水；若水位未超过所述集水井，根据水位变化情况动态计算进水流量，所述集水井的进水流量趋势异常时，则发出预警；若水位超过所述集水井，且在抽水泵全部工作时所述集水水位继续上涨，根据所述三维数据模型和所述采集到的水位信息，计算到达相关高层所需要的时间；根据所述到达相关高层所需要的时间发出预警，且若相关高层检测到渗漏水则立即报警。本发明专利技术可以精确计算到达某需要预警水位需要的时间，预判可能发生的水淹厂房事故，给电厂留出宝贵的应急处理时间，减少损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法及系统
本专利技术涉及水电厂水淹厂房的
，尤其涉及一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法及系统。
技术介绍
水淹厂房是水电站重大安全生产事故。相对于其他事故事件，水淹厂房具有损失大、影响面广、持续时间长、修复重建难度大、恢复投产周期长等特点。一旦发生水淹厂房事故，会给水电站造成严重的经济损失，甚至人员伤亡。防范水淹厂房事故是水电站极为重要的安全生产工作之一。近年来，国内外时有发生水淹厂房事故。2009年8月，俄罗斯萨杨-舒申斯克水电站发生水淹厂房事故，导致数台水轮发电机报废，厂房坍塌，变压器爆炸和环境污染，并造成75人死亡；2013年7月，四川某水电站因强降雨引发泥石流抬高河床水位，造成洪水翻过防洪墙导致发电机层以下全部被淹；2013年8月，吉林某水电站遭遇强降雨，因洪水冲垮厂区防洪墙导致发电机层以下全部被淹，副厂房进水；2015年11月，广西某水电站由于秋汛引发的洪水破坏机组检修时的尾水闸门，导致厂房被淹；2016年9月，河南某抽水蓄能电站因水轮机顶盖漏水致地下厂房被淹。这些事故严重影响了水电站的安全生产。为了有效防范水淹厂房事故，国家能源局于2017年5月发布了《关于加强水电站水淹厂房防范工作的通知》，2020年5月，电力行业大坝安全监测标准化技术委员会组织国家能源局大坝安全监察中心等单位完成编制《水电站防水淹厂房安全检查技术规程》。水电站防范水淹厂房的关键是，有效辩识水淹厂房风险因素，做好日常水位监测的同时，并做出水淹厂房预警。有针对性采取防范措施，防范于未然。因此，非常有必要开展水电站水淹厂房预警系统的研究。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有水电厂存在无法在水位达到相应位置时提前预警的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的技术问题是：建立电厂的三维数据模型，动态计算分析进水速度，精确计算到达某需要预警水位需要的时间，给电厂留出宝贵的应急处理时间。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：利用水电厂各部位的容量信息建立电厂的三维数据模型；实时采集集水井水位信息和监测相关高层的渗漏水；若水位未超过所述集水井，根据水位变化情况动态计算进水流量，所述集水井的进水流量趋势异常时，则发出预警；若水位超过所述集水井，且在抽水泵全部工作时所述集水水位继续上涨，根据所述三维数据模型和所述采集到的水位信息，计算到达相关高层所需要的时间；根据所述到达相关高层所需要的时间发出预警，且若相关高层检测到渗漏水则立即报警。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述相关高层包括，所述水淹厂房有几率发生渗水处，包括电厂水车室、蜗壳人孔门、主轴密封水池溢水口下方、下游侧尾水廊道、上游侧尾水廊道、检修排水泵房以及渗漏泵房。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述集水井的入水流量趋势异常包括，所述集水井的进水流量趋势异常包括，正常情况下所述集水井的进水流量在2立方米/小时左右上下波动，连续十天(可根据实际情况设定)所述集水井的进水流量变大趋势明显则判断为集水井的进水流量趋势异常。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述三维数据模型包括，厂房与水位的仿真模型、平均流量计算函数、实时流量计算函数和预警时间计算函数。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述平均流量计算函数包括，在排水泵开启正常抽水状态下，水位上升时，所述平均流量计算函数如下，Va1＝v1/T1其中，Va1为水位上升时的平均进水流量，v1为排水泵停止至开启正常抽水状态之间的集水量，T1为排水泵停止至开启正常抽水状态所需时间；在排水泵开启正常抽水状态下，水位下降时，所述平均流量计算函数如下，Va2＝(z*T2-v2)/T2其中，Va2为水位下降时的平均进水流量，z为排水泵正常抽水状态时的排水量，T2为排水泵开启至停止正常抽水状态所需时间，v2为排水泵开启至停止正常抽水状态之间的集水量。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述实时流量计算函数包括，在排水泵开启正常抽水状态下，水位上升时，所述实时流量计算函数：将H1(停泵)至H2(启泵)平均分为N份，其中，水位高层记录为H1、H2……Hn-1、Hn每秒采集一次水位高度，记录到达相应高层的时间为T1、T2……Tn-1、Tn，公式如下，其中，Vb1为水位上升时的实时进水流量；在排水泵开启正常抽水状态下，水位下降时，所述实时流量计算函数：将H1(启泵)至H2(停泵)平均分为N份，其中，水位高层记录为H1、H2……Hn-1、Hn每500豪秒采集一次水位高度，记录到达相应高层的时间为T1、T2……Tn-1、Tn，公式如下，作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述预警时间计算函数包括，在排水泵开启正常抽水状态下，水位上升时，把需要预警的高度H(预警水位)和H(集水井最高)之差平均分为N份，水位高层记录为H1、H2……Hn-1、Hn每500豪秒采集一次水位高度，记录到达相应高层的时间为T1、T2……Tn-1、Tn，公式如下，其中，Vc为当前实时进水流量，其中，T为当前水位到达预警水位需要的时间，Vk为预警水位，Vh为当前水位，Vk和Vh为系统投运时现场测试数据。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述采集集水井水位信息包括排水泵的排水量其中，所述排水量包括系统投运时每台泵排水能力在当前工作状态的累计。作为本专利技术所述一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法的一种优选方案，其中：所述实时采集集水井水位信息和监测相关高层的渗漏水，在电厂水位最低的集水井底部安装压力水位传感器，在人孔门、排水廊道、集水井等所述相关高层安装浮球水位传器或浸水传感器。本专利技术解决的另一个技术问题是：提出一种基于三维数据模型的水淹厂房预警系统，解决水位达到相应位置时不能进行提前预警的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于三维数据模型的水淹厂房预警系统，包括，数据采集模块，用于采集水位信息和各种抽水泵的排水量；测试模块，连接于数据采集模块，用于测试水位是否超过集水井并测试所述集水井入水流量的趋势并且监测相关高层的渗漏水；三维数据模块，连接于数据采集模块，用于处理所述数据采集模块采集到的数据，计算到达所述相关高层水位时所需要的时间；判断模块，连接于三维数据模块，用于判断所述三维数据模块计算出的到达所述相关高层时所需要的时间；预警模块，连接于测试模块和判断模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：/n利用水电厂各部位的容量信息建立电厂的三维数据模型；/n实时采集集水井水位信息和监测相关高层的渗漏水；/n若水位未超过所述集水井，根据水位变化情况动态计算进水流量，所述集水井的进水流量趋势异常时，则发出预警；/n若水位超过所述集水井，且在抽水泵全部工作时所述集水水位继续上涨，根据所述三维数据模型和所述采集到的水位信息，计算到达相关高层所需要的时间；/n根据所述到达相关高层所需要的时间发出预警，且若相关高层检测到渗漏水则立即报警。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：
利用水电厂各部位的容量信息建立电厂的三维数据模型；
实时采集集水井水位信息和监测相关高层的渗漏水；
若水位未超过所述集水井，根据水位变化情况动态计算进水流量，所述集水井的进水流量趋势异常时，则发出预警；
若水位超过所述集水井，且在抽水泵全部工作时所述集水水位继续上涨，根据所述三维数据模型和所述采集到的水位信息，计算到达相关高层所需要的时间；
根据所述到达相关高层所需要的时间发出预警，且若相关高层检测到渗漏水则立即报警。


2.如权利要求1所述的一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：所述相关高层包括，
所述水淹厂房有几率发生渗水处，包括电厂水车室、蜗壳人孔门、主轴密封水池溢水口下方、下游侧尾水廊道、上游侧尾水廊道、检修排水泵房以及渗漏泵房。


3.如权利要求2所述的一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：所述集水井的进水流量趋势异常包括，
正常情况下所述集水井的进水流量在2立方米/小时左右上下波动，连续十天(可根据实际情况设定)所述集水井的进水流量变大趋势明显则判断为集水井的进水流量趋势异常。


4.如权利要求3所述的一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：所述三维数据模型包括，厂房与水位的仿真模型、平均流量计算函数、实时流量计算函数和预警时间计算函数。


5.如权利要求4所述的一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：所述平均流量计算函数包括，
在排水泵开启正常抽水状态下，水位上升时，所述平均流量计算函数如下，
Va1＝v1/T1
其中，Va1为水位上升时的平均进水流量，v1为排水泵停止至开启正常抽水状态之间的集水量，T1为排水泵停止至开启正常抽水状态所需时间；
在排水泵开启正常抽水状态下，水位下降时，所述平均流量计算函数如下，
Va2＝(z*T2-v2)/T2
其中，Va2为水位下降时的平均进水流量，z为排水泵正常抽水状态时的排水量，T2为排水泵开启至停止正常抽水状态所需时间，v2为排水泵开启至停止正常抽水状态之间的集水量。


6.如权利要求5所述的一种基于三维数据模型的水淹厂房预警方法，其特征在于：所述实时流量计算函数包括，
在排水泵开启正常抽水状态下，水位上升时，所述实时流量计算函数：
将H1(停泵)至H2(启泵)平均分为N份，其中，水位高层记录为H1、H2……Hn-1、Hn每秒采集一次水位高度，记...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦峰，李建豪，张光识，贺红波，姚卓，王伟业，
申请(专利权)人：浦峰，广西远擎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32