基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法技术

本发明专利技术提供一种基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，包括：S1、收集水电站水电机组的数据信息，所述数据信息包括基础数据和历史运行数据；S2、分别对机组能效现状、机组技术改造后能效提升、新能源互补需求及其适应性进行评价；S3、结合机组能效现状评价以及机组技术改造后能效提升评价，进行机组运行能效综合评分，并将机组运行能效综合评分分值作为判断是否对水电站机组进行改造的依据。通过本发明专利技术可以对不同机型、不同调节库容水电机组提升从水电站水情参数、水电机组设计参数、运行参数、新能源互补需求及其适应性等多维度数据对电站机组的运行能效进行评价。形成可量化的评价方法，便于对不同类型的电站进行横向比较。进行横向比较。进行横向比较。

【技术实现步骤摘要】
基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法


[0001]本专利技术属于水电站水轮发电机组评估
，具体涉及一种基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法。

技术介绍

[0002]目前水电机组的运行的主要能效指标(机组出力、水轮机效率、发电机效率等)主要通过合同文件、模型试验及现场试验来反应，合同文件指标是各水电机组制造厂结合自身研发及设计水平填写的预期值，模型试验及现场试验由于各方面的限制仅能对部分工况的指标进行验证，具有一定的局限性和时限性，无法整体反应水电机组的运行能效水平。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，以解决现有技术存在的上述至少一个问题。
[0004]基于上述目的，本申请中一个或多个实施例提供了一种基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，内容包括以下步骤：
[0005]S1、收集水电站水电机组的数据信息，所述数据信息包括基础数据和历史运行数据；
[0006]S2、分别对机组能效现状以及机组技术改造后能效提升进行评价；
[0007]S3、对机组是否有新能源互补需求及其适应性进行评价；
[0008]S4、结合机组能效现状评价以及机组技术改造后能效提升评价，进行机组运行能效综合评分，并将机组运行能效综合评分分值作为判断是否对水电站机组进行改造的依据。
[0009]基于本专利技术的上述技术方案，还可以作出如下改进：
[0010]可选的，所述基础数据包括机组投运时间、机组主要部件改造时间、装机及单机容量、额定水头及加权平均水头、额定转速、水轮机比转速、新能源互补需求及其适应性。
[0011]所述历史运行数据包括电站逐时/逐日入库流量、出库流量、发电流量、弃水流量、机组出力；以及电站多年的入库水量、出库水量、发电水量、弃水量和发电量。
[0012]所述水电机组的机组能效现状评价模型采用以下三个评价指标进行机组能效现状评价，分别是：机组可靠性、机组能效转换率与水能利用效率。
[0013]机组可靠性评价方式如下：
[0014]以机组可靠性保证率作为机组可靠性的评价指标，记为A1；
[0015]对水电机组进行技术改造前，机组可靠性保证率按照进行计算，其中，Y1为机组已使用年数；Y
max
为机组预期使用年数；
[0016]在对水电机组进行技术改造后，机组可靠性保证率按照进行计算，且Y2＝W
t
×
(Y1‑
Y
t
)+W
g
×
(Y1‑
Y
g
)，其中，Y2为改造后寿命恢复年数；Y
t
为水轮机改造后运
行年数；W
t
为水轮机改造权重系数，W
t
＝0.65；W
g
为水轮发电机改造权重系数，W
g
＝0.35；Y
g
为水轮发电机改造后运行年数。
[0017]机组能效转换率评价方式如下：
[0018]以发电耗水率对比值作为机组能效转换率评价指标，记为B1；
[0019]发电耗水率按照进行计算，其中，E：电站多年平均发电量；Q
发电
：多年平均发电水量；
[0020]额定水头耗水率基准值按如下公式计算：ε
r
＝387.74
×
H
r
‑
0.986
；
[0021]加权平均水头耗水率基准值按如下公式计算：ε
w
＝449.45
×
H
w
‑
1.017
；
[0022]其中，ε
r
：以额定水头计算的耗水率基准值；H
r
：额定水头；ε
w
:以加权平均水头计算的耗水率基准值；H
w
：加权平均水头；
[0023]若电站设计时有加权平均水头值则以对应计算值作为耗水率基准进行对比，若没有加权平均水头则以额定水头对应的计算值作为耗水率基准进行对比；
[0024]则发电耗水率对比值为σ＝(ε
m
–
ε
a
)/ε
a
或σ＝(ε
m
–
ε
r
)/ε
r
；σ＝B1。
[0025]水能利用效率评价方式如下：
[0026]以水量利用率作为机组水能利用效率评价指标，记为C1；
[0027]定义电站能效转换指数的计算公式为：其中，E：电站多年平均发电量；V
t
：电站的调节库容；N：电站装机容量；
[0028]Q
入库
：电站多年平均入库水量；水量利用率计算公式如下：其中，U
m
：多年平均水量利用率；Q
弃水
：电站多年平均弃水量，；
[0029]当能效转换指数C
e
大于50及具备梯级调节能力的电站，对应水量利用率基准值按如下公式计算：U＝
‑
0.0017C
e2
+0.2626C
e
+84.228；
[0030]当能效转换指数C
e
小于50以及不具备梯级调节能力的电站，对应的水量利用率基准值按如下公式计算：U＝
‑
0.003C
e2
+0.5362C
e
+73.879；
[0031]其中，U＝C1。
[0032]步骤S2包括：
[0033]根据现有的技术水平，预期机组进行技术改造后能达到的容量，并与现机组容量进行比较，将机组容量增幅作为机组容量提升的评价指标，记该机组容量增幅为A2；
[0034]在相同水文年的条件下，计算技术改造后的多年平均发电量与设计平均发电量增幅，并将其作为机组发电能力提升的评价指标，记为B2；
[0035]计算技术改造后机组水轮机比转速增幅，并将其作为机组能效提升的评价指标，记为C2。
[0036]步骤S3包括：
[0037]互补运行后，机组部件出现较大缺陷：如转轮叶片、主轴及顶盖等部件出现裂纹，记为A3；
[0038]互补运行后，现有机组的稳定运行范围,记为B3。
[0039]所述步骤S4包括：
[0040]分别对机组运行能效现状以及技术改造后能效提升幅度进行评分，评分的原则按照机组运行能效评价指标越高，评分越高，技术改造后各项指标增幅越高，评分越高。
[0041]机组能效现状综合评分EE1＝A1×
0.2+B1×
0.4+C1×
0.4；技术改造后机组能效指标提升评分EE2＝A2×
0.6+B2×
0.3+C2×
0.1；如机组无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，其特征是，其包括以下步骤：S1、收集水电站水电机组的数据信息，所述数据信息包括基础数据和历史运行数据；S2、分别对机组能效现状、机组技术改造后能效提升进行评价；S3、对机组是否有新能源互补需求及其适应性进行评价；S4、结合机组能效现状评价以及机组技术改造后能效提升评价，进行机组运行能效综合评分，并将机组运行能效综合评分分值作为判断是否对水电站机组进行改造的依据。2.如权利要求1所述的基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，其特征是，所述基础数据包括机组投运时间、机组主要部件改造时间、装机及单机容量、额定水头及加权平均水头、额定转速、水轮机比转速、新能源互补需求及其适应性。3.如权利要求2所述的基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，其特征是，所述历史运行数据包括电站逐时/逐日入库流量、出库流量、发电流量、弃水流量、机组出力；以及电站多年的入库水量、出库水量、发电水量、弃水量和发电量。4.如权利要求3所述的基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，其特征是，所述水电机组的机组能效现状评价模型采用以下三个评价指标进行机组能效现状评价，分别是：机组可靠性、机组能效转换率与水能利用效率。5.如权利要求4所述的基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，其特征是，机组可靠性评价方式如下：以机组可靠性保证率作为机组可靠性的评价指标，记为A1；对水电机组进行技术改造前，机组可靠性保证率按照进行计算，其中，Y1为机组已使用年数；Y
max
为机组预期使用年数；在对水电机组进行技术改造后，机组可靠性保证率按照进行计算，且Y2＝W
t
×
(Y1‑
Y
t
)+W
g
×
(Y1‑
Y
g
)，其中，Y2为改造后寿命恢复年数；Y
t
为水轮机改造后运行年数；W
t
为水轮机改造权重系数，W
t
＝0.65；W
g
为水轮发电机改造权重系数，W
g
＝0.35；Y
g
为水轮发电机改造后运行年数。6.如权利要求4所述的基于水电站多维度数据比较的水电机组运行能效评分方法，其特征是，机组能效转换率评价方式如下：以发电耗水率对比值作为机组能效转换率评价指标，记为B1；发电耗水率按照进行计算，其中，E：电站多年平均发电量；Q
发电
：多年平均发电水量；额定水头耗水率基准值按如下公式计算：ε
r
＝387.74
×
H
r
‑
0.986
；加权平均水头耗水率基准值按如下公式计算：ε
w
＝449.45
×
H
w
‑
1.017
；其中，ε
r
：以额定水头计算的耗水率基准值；H
r
：额定水头；ε
w
:以加权平均水头计算的耗水率基准值；H
w
：加权平均水头；若电站设计时有加权平均水头值则以对应计算值作为耗水率基准进行对比，若没有加权平均水头则以额定水头对应的计算值作为耗水率基准进行对比；则发电耗水率对比值为σ＝(ε
m
–

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，卢嘉溪，万元，王泉龙，付亮，时智能，王佩，李永恒，胡靖远，姜运，
申请(专利权)人：湖南五凌电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：