一种适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法与流程

本发明涉及抽水蓄能，具体涉及一种适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法及装置。

背景技术：

1、当前各地区建设的抽水蓄能电站大多建设于低海拔地区，高海拔(3000m以上)地区的抽蓄电站非常少。目前已经投运的高海拔抽蓄电站使用的是三机式机组，与目前主流的可逆式机组差异很大，可参考性不大。因此，目前缺乏设计高海拔地区抽蓄电站的经验。然而，抽蓄发展的中长期规划意图大力发展西部高海拔地区的抽水蓄能建设，这就使得高海拔地区的抽蓄设计建设成为了一项亟待研究的重要问题。

2、低海拔地区与高海拔地区存在较大差异，因此高海拔环境下电站的设计、建设和运行维护与低海拔电站也存在差异。在众多差异中，水泵水轮机的空化性能是一个关键的问题。而吸出高度计算是决定抽蓄电站空化性能的关键，然而现有的吸出高度计算并没有考虑针对高海拔环境特性的修正。如何针对高海拔环境特性，对现有吸出高度计算进行修正，对高海拔环境下的抽蓄电站意义重大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法，以解决现有的吸出高度计算并没有考虑针对高海拔环境特性的修正的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法，吸出高度基于大气压力项、空化压力项以及模型空化系数项计算，方法包括：基于不同海拔高度和大气压力的关系对大气压力项进行修正；基于不同海拔高度和空化压力的关系以及空化压力和泥沙含量的关系对空化压力项进行修正；基于预设系数对模型空化系数项进行修正；基于机组运行水头和由不同海拔高度的水温确定的对应海拔高度的水温系数的乘积确定温度修正项；基于修正后的大气压力项、修正后的空化压力项、修正后的模型空化系数项以及温度修正项对吸出高度计算进行修正。

3、本发明实施例提供的适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法，基于修正后的大气压力项、修正后的空化压力项、修正后的模型空化系数项以及温度修正项对吸出高度计算进行修正，能够准确计算高海拔地区抽蓄电站的吸出高度，避免严重空化空蚀的发生，保证机组安全稳定的运行。确保机组长时间运行，延长机组寿命，提高电站综合运行效益。

4、在一种可选的实施方式中，基于不同海拔高度和大气压力的关系对大气压力项进行修正，包括：获取不同海拔高度下的大气压力值；将大气压力值和对应的海拔高度进行拟合，得到不同海拔高度和大气压力的关系；将不同海拔高度和大气压力的关系替换大气压力项，对大气压力项进行修正。

5、在一种可选的实施方式中，不同海拔高度和大气压力的关系采用如下公式表示：

6、

7、式中，pa表示大气压力，表示海拔高度值。

8、本实施例中，基于获取的不同海拔高度下的大气压力数据，通过分段的方式拟合得到海拔高度和大气压力的关系，修正了低海拔地区吸出高度计算时随海拔高度上升出现较大偏差的不足。

9、在一种可选的实施方式中，基于不同海拔高度和空化压力的关系以及空化压力和泥沙含量的关系对空化压力项进行修正，包括：基于不同海拔高度和初生空化压力以及临界空化压力的关系确定高度修正项；基于泥沙含量和初生空化压力以及临界空化压力的关系确定泥沙修正项；基于高度修正项以及泥沙修正项确定的压力修正项对空化压力项进行修正。

10、在一种可选的实施方式中，高度修正项采用如下公式表示：

11、

12、式中，pi_r和pc_r分别表示初生空化压力和临界空化压力，表示海拔高度值；

13、泥沙修正项采用如下公式表示：

14、

15、式中，ki，kc，q分别表示泥沙修正项的修正系数及泥沙含量，pi和pc分别表示修正后的初生空化压力和修正后的临界空化压力；

16、压力修正项采用如下公式表示：

17、pca＝(1-n)pc+npi

18、式中，n表示空化压力系数，pca表示修正空化压力。

19、本实施例中，将宇宙射线电离强度和河流泥沙含量对水体空化压力的影响定量分析，得到了形式简单，准确性高的水空化压力计算公式，代替了以20℃清水饱和蒸汽压力作为水空化压力的方法，实现了对空化压力项的修正。

20、本实施例中，考虑高海拔的低温特性对空蚀的抑制效果，在吸出高度计算中引入对该效果的修正，即将环境温度对空蚀的影响效果加入吸出高度的计算修正中，在低海拔吸出高度计算公式中引入了温度修正项。通过该温度修正项，当环境平均温度较低时，提高吸出高度，避免空化安全裕度过大，以减少土木工程工作量和投资。

21、在一种可选的实施方式中，修正后的模型空化系数项采用如下公式表示：

22、σ＝(k+kh)σm

23、式中，k表示安全系数，σm表示水泵水轮机模型空化系数，kh表示预设系数；

24、修正后的吸出高度采用如下公式计算：

25、

26、式中，hs表示吸出高度，表示海拔高度值，pv表示空化压力，pca表示修正空化压力，h表示机组运行水头，k表示安全系数，σm表示水泵水轮机模型空化系数，kh表示预设系数，nt表示水温系数，ρ表示水体密度，g表示重力加速度。

27、本实施例中，通过考虑试验平台环境与真实电站的环境因素差异，并针对性地给出了修正因环境差异造成地模型空化系数测量不准确地修正方法，该修正方法通过加入预设系数能够避免测量得到的模型空化系数较低的问题。同时针对高海拔地区环境对抽水蓄能电站的吸出高度计算的影响，基于修正后的大气压力项、修正后的空化压力项、修正后的模型空化系数项以及温度修正项构建了高海拔抽蓄电站吸出高度计算公式，提高设计效率，同时保证吸出高度计算的准确性。

28、第二方面，本发明提供了一种适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正装置，吸出高度基于大气压力项、空化压力项以及模型空化系数项计算，装置包括：第一修正模块，用于基于不同海拔高度和大气压力的关系对大气压力项进行修正；第二修正模块，用于基于不同海拔高度和空化压力的关系以及空化压力和泥沙含量的关系对空化压力项进行修正；第三修正模块，用于基于预设系数对模型空化系数项进行修正；基于机组运行水头和由不同海拔高度的水温确定的对应海拔高度的水温系数的乘积确定温度修正项；第五修正模块，用于基于修正后的大气压力项、修正后的空化压力项、修正后的模型空化系数项以及温度修正项对吸出高度计算进行修正。

29、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法。

30、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的适用于高海拔地区抽蓄电站吸出高度计算的修正方法。