一种小水电前池水位测量方法及测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小水电前池水位测量方法及测量系统，它包括：选择防雷式前池水位液位传感器并安装在钻孔的钢管中通过防雷装置与前池水位采集终端相连；采集含α个时刻的前池水位数据集和各时刻对应的天气预报信息集；进行前池水位与天气预报信息的相关性分析，将相关性系数排名前两位的变量利用SVM训练得到前池水位预测模型；实时采集第g个时刻的前池水位数据，并根据对应时刻的实时天气预报信息通过前池水位预测模型得到对应时刻的前池水位预测值；并确定第g个时刻的前池水位数据；解决了现有技术无法判断数据是否异常或数据质量是否满足运行要求等技术问题。量是否满足运行要求等技术问题。量是否满足运行要求等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种小水电前池水位测量方法及测量系统


[0001]本专利技术属于水电运行与调度控制
，尤其涉及一种小水电 前池水位测量方法及测量系统。

技术介绍

[0002]水电是利用最广泛的可再生能源。为了确保水电的可持续发展和 运行，并在经济、社会发展和环境保护之间寻求平衡点，“绿色水电
”ꢀ
概念应运而生。在环保政策支持和监管当局强有力的监督下，水电能 成为重要的可再生能源技术，为农村电气化、社会包容性可持续工业 发展、减少温室气体排放和森林砍伐等方面做出有益贡献。最大限度 和更有效的利用水能资源，不仅能够从能源结构的调整上具有战略性 的意义，还能够缓解化石能源的使用给社会带来的一系列的环境问题， 推动世界经济更好的发展。因此，水电应该纳入各国的国家计划，将 水能的开发和利用放在当前能源规划工作的首位，实现可持续绿色能 源发展。
[0003]小水电是清洁可再生的绿色能源,通过开发小水电,建设农村电气 化,使数千条河流得到了初步治理,小水电水库总库容达多亿立方米, 有效地提高了江河的防洪能力,改善了生态和农业生产条件；因此,解 决好小水电接入电网对系统运行影响的问题至关重要。
[0004]由于小水电站大都属于装机容量小、可调节能力差的小水电站， 存在丰水期多发抢发、枯水期少发停发的特点，其上网电量存在极大 的不确定性，波动幅度巨大，对电网的稳定及电力调度造成巨大的影 响。
[0005]由于地理位置的限制，电站前池容积不能扩大。当前池来水量增 加时，如果运行人员未能及时了解前池水位变化情况，加大机组出力， 将造成前池溢流，影响电站经济效益。因此，有必要安装一套前池水 位测量平台，实时监测电站前池水位变化前况，同时可以识别和自动 修正前池水位实时数据，以便运行人员及时调整机组运行方式，确保 电站安全运行，同时目前前池水位传感器所处地理位置复杂，易受雷 电等特殊气象条件的影响，而且一般前池只布置有单传感器，无法判 断数据是否异常或数据质量是否满足运行要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种小水电前池水位测量方法 及测量系统，以解决现有技术对小水电前池水位测量采用水位传感器 所处地理位置复杂，易受雷电等特殊气象条件的影响，而且一般前池 只布置有单传感器，无法判断数据是否异常或数据质量是否满足运行 要求等技术问题。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]一种小水电前池水位测量方法，它包括：
[0009]步骤1、选择防雷式前池水位液位传感器并安装在钻孔的钢管中；
[0010]步骤2、将防雷式前池水位液位传感器通过防雷装置与前池水位 采集终端相连用
于测量实际前池水位；
[0011]步骤3、采集含α个时刻的前池水位数据集H和各时刻对应的天 气预报信息集WE；
[0012]步骤4、通过采集的前池水位数据集H和天气预报信息集WE，进 行前池水位与天气预报信息的相关性分析，
[0013]步骤5、将相关性系数排名前两位的两个变量记做Bκ和Bθ；
[0014]步骤6、将前池水位数据集H和天气预报信息集WE中Bκ和Bθ变量形 成训练样本集，利用SVM训练得到前池水位预测模型；
[0015]步骤7、实时采集第g个时刻的前池水位数据HRT
g
，并根据对应 时刻的实时天气预报信息WERT
g
，利用步骤6得到的前池水位预测模型 得到对应时刻的前池水位预测值HPR
g
；并确定第g个时刻的前池水位 数据HF
g
，记入前池水位采集分析系统的存储单元，并通过站内测控单 元传送给后台监控系统。
[0016]步骤1所述防雷式前池水位液位传感器最大量程刻度Mξ米，输出 信号为4
‑
20mA。
[0017]步骤2所述实际前池水位获取方法为：设AD转换后的0米水位为 H0,AD转换后的Mξ米水位为H
Mξ
，通过当前第μ个时刻的测量值数字 H
Rμ
，计算得到第μ个时刻的实际前池水位H
μ
[0018][0019]第μ个时刻的前池水位数据为H
μ
，该时刻对应的天气预报信息集 WE
μ
＝{TR
μ
,PR
μ
,HR
μ
,WDR
μ
,WSR
μ
,QR
μ
}，，μ∈α，各符号代表以下含义： 温度TR、气压PR、湿度HR、风向WDR、风速WSR、降雨量QR。
[0020]所述相关性分析时，相关性系数的计算公式为：
[0021]式中：r
HWE
为变量H 和WE的相关性系数；设变量H、WE各有α个样本，H
i
、WE
i
分别代 表H和WE的第i个样本，分别代表α个H、WE样本的平均 值。
[0022]第g个时刻的前池水位数据的确定方法包括：
[0023]1)采集第g个时刻的前池水位数据HRT
g
，与上一时刻值HRT
g
‑1进行 比较，计算ε
g
，计算公式为若ε
g
>0.2，则判断实测 值为异常，进入2)；若ε
g
<0.2,则进入3)；
[0024]2)ε
g
>0.2，则直接将前池水位预测模型得到对应时刻的前池水位 预测值HPR
g
作为第g个时刻的前池水位数据HF
g
；
[0025]3)ε
g
<0.2,则对实时采集第g个时刻的前池水位数据HRT
g
和前池 水位预测模型得到对应时刻的前池水位预测值HPR
g
进行比较，计算φ
g
， 计算公式为
若φ
g
<0.1，则第g个时刻的前池水位数 据若φ
g
>0.1，则第g个时刻的前池水位数据 HF
g
＝ΩHRT
g
+ΞHPR
g
，其中Ω、Ξ为权重系数，且有Ω+Ξ＝1。
[0026]一种小水电前池水位测量系统，它包括：防雷式前池水位液位传感 器，所述防雷式前池水位液位传感器通过防雷装置与与前池水位采集 终端连接；前池水位采集终端与前池水位采集分析系统连接；前池水 位采集分析系统与站内测控单元连接。
[0027]所述站内测控单元与后台监控系统连接。
[0028]所述前池水位采集终端包括中央处理单元，防雷装置通过AD转换 模块与中央处理单元连接；中央处理单元与显示触摸屏连接；中央 处理单元通过模拟量输出模块、软报文输出模块和继电器输出报警 模块与前池水位采集分析系统连接。
[0029]所述前池水位采集终端通过外接电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小水电前池水位测量方法，它包括：步骤1、选择防雷式前池水位液位传感器并安装在钻孔的钢管中；步骤2、将防雷式前池水位液位传感器通过防雷装置与前池水位采集终端相连用于测量实际前池水位；步骤3、采集含α个时刻的前池水位数据集H和各时刻对应的天气预报信息集WE；步骤4、通过采集的前池水位数据集H和天气预报信息集WE，进行前池水位与天气预报信息的相关性分析，步骤5、将相关性系数排名前两位的两个变量记做Bκ和Bθ；步骤6、将前池水位数据集H和天气预报信息集WE中Bκ和Bθ变量形成训练样本集，利用SVM训练得到前池水位预测模型；步骤7、实时采集第g个时刻的前池水位数据HRT
g
，并根据对应时刻的实时天气预报信息WERT
g
，利用步骤6得到的前池水位预测模型得到对应时刻的前池水位预测值HPR
g
；并确定第g个时刻的前池水位数据HF
g
，记入前池水位采集分析系统的存储单元，并通过站内测控单元传送给后台监控系统。2.根据权利要求1所述的一种小水电前池水位测量方法，其特征在于：步骤1所述防雷式前池水位液位传感器最大量程刻度Mξ米，输出信号为4
‑
20mA。3.根据权利要求1所述的一种小水电前池水位测量方法，其特征在于：步骤2所述实际前池水位获取方法为：设AD转换后的0米水位为H0,AD转换后的Mξ米水位为H
Mξ
，通过当前第μ个时刻的测量值数字H
Rμ
，计算得到第μ个时刻的实际前池水位H
μ
4.根据权利要求3所述的一种小水电前池水位测量方法，其特征在于：第μ个时刻的前池水位数据为H
μ
，该时刻对应的天气预报信息集WE
μ
＝{TR
μ
,PR
μ
,HR
μ
,WDR
μ
,WSR
μ
,QR
μ
}，，μ∈α，各符号代表以下含义：温度TR、气压PR、湿度HR、风向WDR、风速WSR、降雨量QR。5.根据权利要求1所述的一种小水电前池水位测量方法，其特征在于：所述相关性分析时，相关性系数的计算公式为：式中：r
HWE
为变量H和WE的相关性系数；设变量H、WE各有α个样本，H...

【专利技术属性】
技术研发人员：范强，文贤馗，陈园园，吕黔苏，苏立，李博文，毛成，李林峰，古庭赟，祝健杨，林呈辉，桂军国，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：