本發(fā)明涉及寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪，具體為生態(tài)流量發(fā)電的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量的修正方法。

背景技術(shù)：

1、混流式水輪機(jī)具有適應(yīng)水頭范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是水電站應(yīng)用最廣泛的機(jī)型，約占水電裝機(jī)容量的80%。隨著風(fēng)能、光能等間歇性可再生能源的并網(wǎng)規(guī)模逐漸增大，大容量非穩(wěn)定供應(yīng)電源接入電網(wǎng)勢(shì)必導(dǎo)致電力系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的安全性大幅降低。因此，水力發(fā)電的另一個(gè)重要功能是作為現(xiàn)階段調(diào)節(jié)風(fēng)能、光能等間歇性能源并網(wǎng)互補(bǔ)，而混流式水輪機(jī)組高頻繁、寬負(fù)荷運(yùn)行成為水力發(fā)電調(diào)節(jié)電網(wǎng)平衡的主力軍。

2、公開(kāi)號(hào)為cn118934395a的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了寬負(fù)荷水輪機(jī)尾水渦帶抑制無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及使用方法，包括混流式機(jī)組、擾流裝置、高壓管匯、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及使用方法，混流式機(jī)組包括進(jìn)水段、蝸殼、活動(dòng)導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪、尾水管，實(shí)現(xiàn)流體勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功能；擾流裝置包括擾流板和固定件，實(shí)現(xiàn)改變流體在尾水管中流動(dòng)狀態(tài)的功能；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液壓缸座、液壓缸、伸縮軸，通過(guò)控制伸縮軸改變擾流板空間位置狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)改變多工況條件下尾水管中流體流態(tài)的功能。但是，該專利存在以下缺陷：

3、現(xiàn)有的技術(shù)，不能根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)的需求對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行有效修正，導(dǎo)致寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪使用效果差，不僅不能較好地滿足生態(tài)流量需求，而且還降低了發(fā)電效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供生態(tài)流量發(fā)電的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量的修正方法，可根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)的需求對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行有效修正，提升寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪使用效果，能較好滿足生態(tài)流量需求，且優(yōu)化發(fā)電效率，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、生態(tài)流量發(fā)電的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量的修正方法，包括：

4、根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)的需求，收集寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理后構(gòu)建寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型；

5、根據(jù)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果；

6、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析情況對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行修正，實(shí)時(shí)調(diào)整寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并閉環(huán)優(yōu)化寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法，使其滿足生態(tài)流量需求。

7、優(yōu)選的，收集寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：

8、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)輪直徑、葉片數(shù)量、葉片角度、轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口幾何形狀、額定流量及額定功率進(jìn)行采集，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)參數(shù)；

9、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行過(guò)程中的水頭、流量、轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉開(kāi)度、泥沙含量、水溫、氣壓及濕度進(jìn)行采集，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的運(yùn)行參數(shù)；

10、對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)健康所需的生態(tài)流量進(jìn)行采集，確定所需的生態(tài)流量值，并結(jié)合不同季節(jié)和時(shí)期的水文條件，分析寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪在不同負(fù)荷下的過(guò)流特性，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的生態(tài)流量要求；

11、根據(jù)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)及生態(tài)流量要求，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

12、優(yōu)選的，對(duì)收集的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括：

13、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正無(wú)用的噪聲數(shù)據(jù)；

14、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，識(shí)別寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的重復(fù)值、缺失值及異常值，去除寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的重復(fù)值，保留唯一的數(shù)據(jù)記錄；

15、判斷寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的缺失值及異常值對(duì)于寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正是否有用，若有用，則采用平均數(shù)對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的缺失值進(jìn)行填充，同時(shí)采用中位數(shù)對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的異常值進(jìn)行替換，若無(wú)用，則直接刪除寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的缺失值及異常值。

16、優(yōu)選的，對(duì)收集的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，還包括：

17、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，使寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，去除寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中的量綱差異，確定標(biāo)準(zhǔn)化的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；

18、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，從寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正有用的特征，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行特征數(shù)據(jù)。

19、優(yōu)選的，構(gòu)建寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型，包括：

20、對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行特征數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，確定訓(xùn)練集及測(cè)試集；

21、基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，采用訓(xùn)練集對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，使機(jī)器學(xué)習(xí)模型自主學(xué)習(xí)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量計(jì)算行為，并預(yù)測(cè)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量，確定基于機(jī)器學(xué)習(xí)的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型；

22、采用測(cè)試集對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行測(cè)試，并評(píng)估基于機(jī)器學(xué)習(xí)的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型是否能達(dá)到預(yù)期效果；

23、根據(jù)測(cè)試評(píng)估結(jié)果，對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行不斷優(yōu)化，確定最佳的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型。

24、優(yōu)選的，計(jì)算寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量，包括：

25、獲取最佳的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型，將最佳的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型部署于實(shí)際的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正環(huán)境中；

26、采集寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將采集的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入到最佳的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型中，根據(jù)最佳的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果。

27、優(yōu)選的，對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行修正，包括：

28、將寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果與設(shè)定的生態(tài)流量閾值進(jìn)行對(duì)比分析，判斷寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量是否滿足生態(tài)流量需求；

29、當(dāng)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量不滿足生態(tài)流量需求時(shí)，制定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法，將寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法應(yīng)用于實(shí)際的生態(tài)流量發(fā)電過(guò)程中；

30、基于制定的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行修正，實(shí)時(shí)調(diào)整寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

31、對(duì)修正后的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證修正后的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量是否滿足生態(tài)流量需求，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法進(jìn)行閉環(huán)優(yōu)化，使其滿足生態(tài)流量需求。

32、優(yōu)選的，制定的寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法為調(diào)整寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的導(dǎo)葉開(kāi)度和轉(zhuǎn)速，修正過(guò)流流量。

33、優(yōu)選的，所述當(dāng)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量不滿足生態(tài)流量需求時(shí)，制定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法，包括：

34、獲取寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果與設(shè)定的生態(tài)流量閾值的流量差值，當(dāng)所述流量差值為正時(shí)，確定調(diào)整方式為對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度為減小調(diào)整、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為降低調(diào)整，當(dāng)所述流量差值為負(fù)時(shí)，確定調(diào)整方式為對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度為增大調(diào)整、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為升高調(diào)整；

35、基于寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的運(yùn)行情況，設(shè)定導(dǎo)葉開(kāi)度的一次開(kāi)度調(diào)整幅度，以及設(shè)定對(duì)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的一次轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度，按照所述一次開(kāi)度調(diào)整幅度和一次轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪進(jìn)行調(diào)整，并獲取調(diào)整后的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)。

36、優(yōu)選的，制定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法，還包括：

37、將當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型中，得到寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪當(dāng)前過(guò)流流量結(jié)果；

38、基于所述當(dāng)前過(guò)流流量結(jié)果與設(shè)定的生態(tài)流量閾值的最新差值，按照調(diào)整方式、一次開(kāi)度調(diào)整幅度和一次轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度進(jìn)行微調(diào)，重復(fù)調(diào)整直到最新過(guò)流流量結(jié)果滿足生態(tài)流量需求；

39、當(dāng)所述寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪運(yùn)行狀態(tài)滿足生態(tài)流量需求時(shí)，獲取寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪的當(dāng)前運(yùn)行效率；

40、判斷所述當(dāng)前運(yùn)行效率是否不小于歷史運(yùn)行效率；

41、若是，保持當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行；

42、否則，對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行優(yōu)化，具體為：

43、通過(guò)按照一次開(kāi)度調(diào)整幅度向與上次調(diào)整相反的方向?qū)?dǎo)葉開(kāi)度進(jìn)行微調(diào)，并基于生態(tài)流量需求，自適應(yīng)按照一次轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度對(duì)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，循環(huán)上述優(yōu)化方式到預(yù)設(shè)次數(shù)后，判斷最新運(yùn)行效率是否不小于歷史運(yùn)行效率；

44、若是，保持優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行；

45、否則，通過(guò)按照一次轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度向與上次調(diào)整相反的方向?qū)D(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，并基于生態(tài)流量需求，自適應(yīng)按照一次開(kāi)度調(diào)整幅度對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度進(jìn)行微調(diào)；

46、當(dāng)對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速優(yōu)化均不能使得到最新運(yùn)行效率大于等于歷史運(yùn)行效率，確定導(dǎo)葉開(kāi)度和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的運(yùn)行狀態(tài)不對(duì)運(yùn)行效率產(chǎn)生影響，并進(jìn)行其他運(yùn)行參數(shù)的排查。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

48、本發(fā)明根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)的需求，確定所需的生態(tài)流量值，以及不同季節(jié)和時(shí)期的水文條件，分析水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在不同負(fù)荷下的過(guò)流特性，收集寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，建立寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型，根據(jù)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量數(shù)學(xué)模型對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量，確定寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果，對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析情況對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行修正，實(shí)時(shí)調(diào)整寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并閉環(huán)優(yōu)化寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量修正方法，使其滿足生態(tài)流量需求，可根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)的需求對(duì)寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量進(jìn)行有效修正，提升寬負(fù)荷轉(zhuǎn)輪使用效果，不僅能較好地滿足生態(tài)流量需求，而且優(yōu)化了發(fā)電效率。