一种水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法与流程

技术特征：

1.一种水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：读取水电站计算机监控系统、水调自动化系统、机组超声波流量计的实测数据，获取水轮发电机组的运行状态以及实时运行数据，为评价提供基础信息；

步骤二：基于机组的运行状态，进行机组的过机水能到电能的转化过程分解，确定机组过机水力能量转化构成，为水能利用的定量评估提供依据；

步骤三：建立过机水能转化的各部分能量的计算模型，进行能量的实时计算；

步骤四：基于实时计算结果，统计计算特定时段的机组过机水能转化的各部分能量，进行机组水能利用转化的定量评价。

2.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤一中，所述运行状态包括：发电态、空载态、空转态、停机态、调相态和不定态。

3.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤一中，所述实时运行数据包括：机组有功功率、机组累计发电量、上游水位、下游水位、过机流量、蜗壳进口压力和尾水管出口压力。

4.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤二中，所述能量转化构成如下：

当机组处于发电态时，机组过机水能转化为引水损失能量、固有损失能量、性能损失能量和实际发电量；

当机组处于停机态时，机组过机水能转化为导叶漏水损失能量。

5.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤三中，所述计算模型包括如下步骤：

判断机组的运行状态；

根据机组的运行状态，计算机组过机水能及转化能量；

计算以1分钟为计算周期，计算周期时段内采用积分方式计算。

6.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤四中，所述特定时段包括：小时、日、月、年。

7.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤四中，所述定量评价的内容为统计计算时段的机组水能利用率指标。

8.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：所述步骤二中，机组的过机水能为时段内输入机组的理论总水能，计算见式(1)，

式中：

Esn：过机水能，单位：kW·h；

ρ：水密度，单位：kg/m³；

g：重力加速度，单位：m/s²；

Hg：机组发电毛水头，单位：m，为电站上下游水位差；

Qgj：机组过机流量，单位：m³/s，为机组超声波流量计测值；

t0：计算时段的起始时间；

t1：计算时段的终止时间；

当机组处于发电态时，机组的过机水能分解为引水损失能量、固有损失能量、性能损失能量和实际发电量；

机组发电量为时段内机组输出的电能量，计算见式(2)，

式中：

Esn：机组发电量，单位：kW·h；

Pdq：机组有功功率，单位：kW；

机组性能损失能量为时段内机组由于自身性能下降，效率偏离设计效率所导致的能量损失，计算见式(3)，

式中：

Exs：性能损失能量，单位：kW·h；

H：机组发电工作水头，单位：m，由蜗壳进口压力、尾水管出口压力及蜗壳进口断面流速计算所得；

ηsl-sh：水轮机实际效率，单位：％；

ηsl-sj：水轮机设计效率，单位：％，由机组当前运行水头、负荷以及水轮机设计运转特性曲线确定；

ηfd：发电机实际效率，单位：％，由机组当前运行水头、负荷以及发电机设计效率曲线确定；

Qfd：机组发电流量，单位：m³/s，当机组为运行态时，等于机组过机流量，当机组为非运行态时，等于0；

机组固有损失能量为时段内由于机组本身设计效率达不到100％所导致的能量损失，计算见式(4)，

式中：

Esn：机组固有损失能量，单位：kW·h；

机组引水损失能量为时段内由于引水流道导致的水头损失引起的能量损失，计算见式(5)，

式中：

Eys：机组引水损失能量，单位：kW·h；

ΔH：机组发电水头损失，单位：m，为毛水头和工作水头之差；

当机组处于停机态时，机组的过机水能为导叶漏水损失能量；

机组导叶漏水损失能量为时段内由于导叶漏水导致的能量损失，计算见式(6)，

式中：

Edl：机组导叶漏水损失能量，单位：kW·h；

Qdl：机组导叶漏水流量，单位：m³/s；当机组为停机态时，等于机组过机流量，当机组为非停机态时，等于0。

9.根据权利要求1所述的水轮发电机组水能利用评价的全过程量化评估方法，其特征在于：采用计算机监控系统实现水轮发电机组的运行状态和运行数据的采集、处理，将数据信息发送给水轮发电机组水能利用评价系统；水调自动化系统实现电站上下游水位的水文信息的采集、处理，将数据信息发送给水轮发电机组水能利用评价系统；水轮发电机组水能利用评价系统通过获取的信息，实时计算机组能量流和水能利用率，并定期将计算结果统计为日评价、周评价、月评价、年评价结果；水轮发电机组水能利用评价系统将定期评价结果发送给水电诊断系统、检修管理系统、自动发电系统以及区域级应用系统，以提供依据和参考数据；自动发电控制系统支持电站机组负荷分配的在线调整，实现对水轮发电机组的闭环控制，系统通过获取的机组能效评价结果，定期调整负荷分配策略。