一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法及装置，其中，方法包括：采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。本发明专利技术确定的压力脉动拟合线对设计阶段调节保证设计参数的确定及调试阶段过渡过程复核计算及电站的稳定运行具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法及装置
本专利技术涉及抽水蓄能电站领域，尤其涉及一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法及装置。
技术介绍
运行实践表明，抽水蓄能电站过渡过程工况下的压力脉动较稳态工况下的压力脉动大很多，因此，过渡过程工况下的压力脉动对抽水蓄能电站运行稳定性影响较大。现行的过渡过程计算方法无法模拟流场中的压力脉动。设计阶段，一般根据经验确定压力脉动值，进而根据压力脉动值确定调节保证设计参数。现场试验结果表明，实测过渡过程压力脉动较设计阶段确定的压力脉动值大很多，合理确定压力脉动取值范围具有十分重要的工程价值。机组调试阶段，进行过渡过程复核计算时，一般通过过渡过程计算软件，根据电站输水系统参数、机组参数、机组特性曲线等边界条件，计算出蜗壳和尾水管压力值，然后直接将蜗壳和尾水管的实测压力与计算结果对比，根据两者的极值之差，预测极端工况下的蜗壳最大压力和尾水管最小压力等参数。现有的上述过程存在如下缺陷：1)没有专门针对实测压力数据中的压力脉动进行分析，可能导致设计阶段，调节保证设计参数确定不合理，例如，若压力脉动取值偏小，则将导致蜗壳压力设计值偏小，机组存在安全隐患，若压力脉动取值太大，则将导致蜗壳压力设计值偏高或者机组安装高程取值太低等问题，增加工程投资。2)没有将实测压力数据中的压力脉动分离出来，造成调试阶段进行过渡过程复核计算时，蜗壳和尾水管的实测压力与压力计算结果差别较大，将导致极端工况下压力预测值不准确，可能会导致电站不得不采取限负荷运行措施，造成一定的经济损失。
技术实现思路
本专利技术提供了一种抽水蓄能电站过渡过程中压力脉动的分析方法及装置，用于解决现有技术中，因压力脉动取值不合理使得设计阶段调节保证设计参数确定不合理，机组调试阶段压力预测偏差较大等问题。本专利技术一实施例中，提供一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法，包括：采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。本专利技术另一实施例中，还提供一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析装置，包括：分解模块，用于采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；分析模块，采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合模块，用于拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。本专利技术再一实施例中，还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。本专利技术又一实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。本专利技术提供的抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法及装置能够准确确定压力脉动的取值范围，对设计阶段调节保证设计参数的确定及调试阶段过渡过程复核计算及电站的稳定运行具有重要的指导意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法流程图；图2为本专利技术实施例的得到压力脉动项的过程流程图；图3为本专利技术实施例的得到压力脉动峰峰值的过程流程图；图4为本专利技术实施例的得到压力脉动拟合线的过程流程图；图5为本专利技术实施例的抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析装置的结构图；图6A为本专利技术实施例的实测压力数据的示意图；图6B～图6G为本专利技术实施例的各阶本征模态函数的示意图；图6H为本专利技术实施例的信号残差的示意图；图6I为本专利技术实施例的压力趋势项示意图；图6J为本专利技术实施例的压力脉动项示意图；图7为本专利技术实施例的压力脉动峰峰值示意图；图8为本专利技术实施例的压力脉动拟合曲线示意图。具体实施方式为了使本专利技术的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步说明，本专利技术也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本专利技术的保护范畴。在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本专利技术的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。在说明本专利技术技术方案之前，首先对一些技术术语进行说明：(1)水电站过渡过程水电站引水发电系统是水(有压管道、调压室、无压隧洞、明渠中的水流)机(水轮机、调速器)电(发电机、电网)构成的非线性复杂的动力系统，在运行过程中，由于种种原因，正常的和非正常的，不可避免从某一恒定状态转换到另一种恒定状态。这种转换不是瞬时完成，总得有一个过程，该过程就称为水电站过渡过程。(2)过渡过程工况过渡过程工况包括大波动工况、小波动工况和水力干扰工况。当发生事故机组丢弃全负荷时，发电机从电网解列，电的耦合作用消失，水电站过渡过程呈现为水力－机械过渡过程的相互耦合。水力－机械过渡过程通常称为大波动过渡过程，包括水轮机甩负荷工况和水泵断电工况等。当水电站承担电网的调峰、调频任务时，其过渡过程呈现为水力－机械－电气过渡过程的相互耦合，此过程通常称为小波动过渡过程。小波动工况包括增负荷工况和减负荷工况等。在分组供水布置方式下，将产生所谓水力干扰过渡过程。对于甩负荷机组而言，其过渡过程为水力－机械过渡过程的相互耦合；对于运行机组而言，其过渡过程为水力－机械－电气过渡过程的相互耦合。(3)稳态工况机组稳定运行工况,机组转速、功率等参数是稳定的，并满足以下条件：功率变化不超过平均值的±1.5％；水力比能变化不超过平均值的±1％；转速变化不超过平均值的±0.5％。(4)压力脉动在选定的时间间隔Δt内液体压力相对于参考平均值的往复变化。(5)压力脉动峰峰值压力脉动最大值与最小值之差与甩负荷前净水头的比值。(6)调节保证设计参数调节保证设计参数分为水力过渡过程计算控制值、水力过渡过程计算值、调节保证设计值等。其中水力过渡过程计算控制值以现行规范推荐值为基础，结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法，其特征在于，包括：采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析方法，其特征在于，包括：采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项；采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下的压力脉动峰峰值；拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述实测压力数据为蜗壳压力数据或者尾水管压力数据。3.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项的过程包括：采用经验模态分解法将采集的实测压力数据分解为残差项及本征模态函数，本征模态函数包括第i阶高阶本征模态函数及第j阶低阶本征模态函数，i∈[0,N-n]，j∈[1,n-1]，所述n为起始阶数，所述N为最高阶数；将高阶本征模态函数与残差项相加得到压力趋势项；将低阶本征模态函数相加得到压力脉动项。4.如权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述起始阶数n的取值通过如下方式确定：令所述起始阶数n的取值分别为N，N-1，…，1，计算所述压力趋势项波形与实测压力数据波形的相关系数rn；按所述起始阶数n取值从小到大的顺序，计算相邻相关系数的相似度，判断所述相似度是否满足预定阈值，如果满足，则将此时的起始阶数n的取值作为起始阶数n的真实取值。5.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，采用置信度法分析每一过渡过程工况下的压力脉动项，得到相应过渡过程工况下压力脉动峰峰值的过程包括：给定统计区间半径R，求统计区间样本的平均数根据统计区间样本的平均数计算统计区间样本的标准差σp；根据统计区间样本的平均数及统计区间样本的标准差求得压力脉动的上包络线和下包络线，上包络线与下包络线之间的区间为置信区间；根据上包络线及下包络线确定置信区间内压力脉动峰峰值。6.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线的过程包括：确定各过渡过程工况下对应的水头及压力脉动峰峰值的分布；根据所述分布，线性拟合上述过渡过程工况下的压力脉动峰峰值，得到压力脉动拟合线。7.一种抽水蓄能电站过渡过程压力脉动的分析装置，其特征在于，包括：分解模块，用于采用经验模态分解法分解每一过渡过程工况下采集的实测压力数据，得到压力脉动项...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁景焕，王珏，张飞，杨静，韩标，韩文福，赵强，柴建峰，韩凤霞，肖微，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网新源控股有限公司，国网新源控股有限公司技术中心，
类型：发明
国别省市：北京,11