一种水电站闸门下泄流量实时监控方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种水电站闸门下泄流量实时监控方法及系统，所述实时监控方法包括步骤：获取当前时刻水位数据及闸门参数；根据水位数据及闸门参数，判断当前时刻水电站泄流的出流形式；根据不同的出流形式，计算对应的下泄流量并实时反馈；其中，水位数据包括闸前水头及闸后水头；闸门参数包括闸门开度、底坎高程、闸门宽度；所述实时监控系统包括：采集模块，用于采集当前时刻闸门前后水位数据及闸门参数；通讯模块，用于接收及传递采集模块采集的水位数据及闸门参数；数据处理模块，用于判断当前时刻水电站闸门的出流形式并计算下泄流量；数据显示模块，用于显示计算结果。本发明专利技术具有能够实时监控水电站下泄流量、优化水电站的科学调度等优点。的科学调度等优点。的科学调度等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水电站闸门下泄流量实时监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及水电水利领域，具体来讲，涉及一种水电站闸门下泄流量实时监控方法及系统。

技术介绍

[0002]国内其他大型枢纽电站下泄流量一般建立工程试验模型，在实验室试验得出闸后闸前不同水位下，闸门开度与下泄流量关系曲线；国内中、小型电站，依靠水文站数据判断闸门下泄流量；中、小型电站实时出库流量无实际参考。使电站无法较准确地掌握来水及下泄流量，对经济运行、提前预判、汛期防洪、基础数据收集等方面带来较大影响，无法精准进行经济调度。经过查询和了解，现阶段有相应的基础理论研究，无该系统开发和封装的情况，无基于UNIX系统下的技术使用情况。因此，设计一种基于UNIX系统的水电站闸门下泄流量实时监控方法具有必要性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种可实时监控水电站闸门下泄流量的方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种水电站闸门下泄流量实时监控方法，所述方法针对采用平板闸门下泄的水电站，所述实时监控方法包括步骤：获取当前时刻水位数据及闸门参数；根据获取的水位数据及闸门参数，判断当前时刻水电站泄流的出流形式；根据不同的出流形式，计算当前时刻对应的下泄流量并实时反馈给操作人员；其中，所述水位数据包括闸前水位数据及闸后水位数据；所述闸门参数包括闸门开度、底坎高程、闸门宽度。
[0005]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述实时监控方法还可包括：在正常发电时根据当前时刻的出流形式及下泄流量，与上下游水电站进行统筹优化调度，提高发电量；在汛期停机时，根据当前时刻的出流形式及下泄流量，预测滕库时间、确定汛后恢复开机的时间。
[0006]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述出流形式可包括孔流与堰流，其中，所述孔流可包括闸孔自由出流和闸孔淹没出流；所述堰流可包括自由堰流和淹没堰流。
[0007]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述闸孔自由出流应满足式1，式1为：其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；h
t
为闸后水头，单位为m；α为
闸门相对开度；ε为收缩系数；F
rc
为佛汝德系数； 为闸后闸前水头比。
[0008]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述闸孔淹没出流应满足式2，式2包括：式2.1：；式2.2：；式2.3：；式2.4：其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；h
t
为闸后水头，单位为m；α为闸门相对开度；ε为收缩系数；F
rc
为佛汝德系数；为闸后闸前水头差，单位为m；为闸后闸前水头比。
[0009]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述自由堰流应满足式3，式3为：其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；α为闸门相对开度；h
t
为闸后水头，单位为m；为闸后闸前水头比。
[0010]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述淹没堰流应满足式4，式4包括：式4.1： ；式4.2： ；式4.3： 其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；α为闸门相对开度；h
t
为闸后水头，单位为m；F
rc
为佛汝德系数；为闸后闸前水头差；为闸后闸前水头比。
[0011]在本专利技术的一个示例性实施例中，在当前时刻出流形式为闸孔自由出流时，其对应的下泄流量可通过式5计算，式5为：
其中，为闸孔自由下泄流量，单位为m3/s；μ为流量系数；B为闸门净宽度，单位为m；e为闸门开度，单位为m；为重力加速度，单位为m/s2；H为闸前水头，单位为m。
[0012]在当前时刻出流形式为闸孔淹没出流时，其对应的下泄流量可通过式6计算，式6为：其中，为闸孔淹没下泄流量，单位为m3/s；k为淹没堰流下综合流量系数；B为闸门净宽度，单位为m；e为闸门开度，单位为m；为重力加速度，单位为m/s2；H为闸前水头，单位为m。
[0013]在本专利技术的一个示例性实施例中，在当前时刻出流形式为自由堰流时，其对应的下泄流量可通过式7计算，式7为：其中，为自由堰流流量，单位为m3/s；M为常数，M=0.385；ε为收缩系数；B为闸门净宽度，单位为m；为重力加速度，单位为m/s2；H为闸前水头，单位为m；在当前时刻出流形式为淹没堰流时，其对应的下泄流量可通过式8计算，式8为：其中，为淹没堰流流量，单位为m3/s；
∂
为修正系数；M为常数，M=0.385；ε为收缩系数；B为闸门净宽度，单位为m；为重力加速度，单位为m/s2；H为闸前水头，单位为m。
[0014]本专利技术另一方面提供了一种水电站闸门下泄流量实时监控系统，所述实时监控系统包括：采集模块，用于采集当前时刻闸门前后水头数据及闸门参数；通讯模块，用于接收及传递采集模块采集的水头数据及闸门参数；数据处理模块，用于判断当前时刻水电站闸门的出流形式并计算下泄流量；数据显示模块，用于显示当前时刻水电站闸门的出流形式以及下泄流量。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：（1）本专利技术能够实现对水电站的科学调度，可以更加科学、合理的利用来水持续为多发少泄及发电经济运行长期增长效益点。
[0016]（2）本专利技术保障了库区经济的安全运行，较为准确控制下泄流量，提高闸门开启精度，精准提闸泄洪。
附图说明
[0017]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术的一个示例性实施例的水电站闸门下泄流量实时监控方法的流程示意图；图2示出了本专利技术的一个示例性实施例的水电站闸门下泄流量实时监控系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]在下文中，将结合示例性实施例及附图来详细说明本专利技术的一种水电站闸门下泄流量实时监控方法及系统。
[0019]需要说明的是，“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“上”、“下”、“内”、“外”仅仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。
[0020]在本专利技术的第一示例性实施例中，所述水电站闸门下泄流量实时监控方法针对采用平板闸门下泄的水电站。水电站闸门下泄流量实时监控方法可包括步骤：获取水电站当前时刻的水位数据及闸门参数；根据获得的水位数据及闸门参数，判断当前水电站闸门的出流形式；根据出流形式的判断结果，分别构建多变量关系式，由关系式得出对应出流形式的实时下泄流量，并反馈至操作人员。
[0021]在本实施例中，所述水位数据包括闸前水位和闸后水位。所述闸门参数包括闸门开度、底坎高程和闸门宽度。
[0022]这里，闸门开度及底坎高程为水电站设计建造完成的后固定参数值，该两个参数对闸门出流形式有影响。此处，闸门开度可通过闸门开度传感器直接测量得到。闸门宽度直接影响下泄流量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电站闸门下泄流量实时监控方法，所述方法针对采用平板闸门下泄的水电站，其特征在于，所述实时监控方法包括步骤：获取当前时刻水位数据及闸门参数；根据获取的水位数据及闸门参数，判断当前时刻水电站泄流的出流形式；根据不同的出流形式，计算当前时刻对应的下泄流量并实时反馈给操作人员；其中，所述水位数据包括闸前水位数据及闸后水位数据；所述闸门参数包括闸门开度、底坎高程、闸门宽度。2.根据权利要求1所述的水电站闸门下泄流量实时监控方法，其特征在于，所述实时监控方法还包括：在正常发电时根据当前时刻的出流形式及下泄流量，与上下游水电站进行统筹优化调度，提高发电量；在汛期停机时，根据当前时刻的出流形式及下泄流量，预测滕库时间、确定汛后恢复开机的时间。3.根据权利要求1所述的水电站闸门下泄流量实时监控方法，其特征在于，所述出流形式包括孔流与堰流，其中，所述孔流包括闸孔自由出流和闸孔淹没出流；所述堰流包括自由堰流和淹没堰流。4.根据权利要求3所述的水电站闸门下泄流量实时监控方法，其特征在于，所述闸孔自由出流应满足式1，式1为：其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；h
t
为闸后水头，单位为m；α为闸门相对开度；ε为收缩系数；F
rc
为佛汝德系数；为闸后闸前水头比。5.根据权利要求3所述的水电站闸门下泄流量实时监控方法，其特征在于，所述闸孔淹没出流应满足式2，式2包括：式2.1：；式2.2：；式2.3：；式2.4：其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；h
t
为闸后水头，单位为m；α为闸门
相对开度；ε为收缩系数；F
rc
为佛汝德系数；为闸后闸前水头差，单位为m；为闸后闸前水头比。6.根据权利要求3所述的水电站闸门下泄流量实时监控方法，其特征在于，所述自由堰流应满足式3，式3为：其中，e为闸门开度，单位为m；H为闸前水头，单位为m；α为闸门相对开度；h
t
为闸后水头，单位为m； 为闸后闸前水头比。7.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海涛，但光明，林放，邓海建，王贤福，任飞，范成平，王杨，晏靖杰，
申请(专利权)人：四川明星电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：