【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利水电工程，具体为一种基于叠梁门分层取水的水电站水温智能调控系统及方法。
技术介绍
1、在当前的水电站运行中，普遍采用固定深度取水装置进行水库水体的取水和尾水排放。传统固定深度取水装置通常由单一进水口、固定闸门和引水道组成，其结构简单，通过调整固定闸门的开闭状态调控取水量。尾水温度受制于取水口深度和水库水温分布的影响，无法灵活适应水库温跃层的动态变化。此外，传统取水系统缺乏精准的监测与实时控制手段，取水层难以覆盖目标水体区域，尾水温度波动显著。
2、尽管传统固定深度取水方案具备一定的经济性和易操作性，但在满足生态保护和运行效率的综合需求方面存在明显不足：
3、尾水温度调控能力不足：固定取水深度的设计使得取水层无法针对温跃层进行动态调整，特别是在夏季和冬季温跃层显著变化时，取水层往往无法覆盖目标水体区域，导致下泄尾水温度过低或过高，对下游生态系统产生不利影响。根据历史的数据，固定深度取水方式下，夏季尾水温度波动范围达±3℃，冬季低温水下泄问题尤为严重。
4、适应复杂水文条件能力有限：传统方案在水库水位快速波动或极端天气条件下表现出较差的适应性。固定深度取水无法根据坝前水温分布的变化进行灵活调整，难以应对水库水位快速波动或季节性温跃层的动态变化。尤其是在极端天气条件下，尾水温度调控精度显著下降，导致发电效率波动和生态保护效果欠佳。
5、缺乏智能化与节能环保设计：传统固定深度取水装置依赖人工控制，监测手段不足，仅能基于有限的水位数据进行粗放式调控。监测数据的实时性和覆盖范
6、综上所述，现有传统固定深度取水技术在尾水温度精准调控、复杂水文条件适应性及智能化节能设计方面存在显著不足，亟需一种能够动态调整取水层、灵活适应温跃层变化，并结合实时监测和智能化控制的分层取水装置与水温调控系统。本专利技术通过模块化叠梁门、多孔协同运行和ai算法优化，解决了传统技术方案的核心问题，为水电站绿色、高效运行提供了先进的技术保障。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
2、本专利技术提供了一种基于叠梁门分层取水的水电站水温智能调控系统及方法，通过动态调整取水深度、实时监测水温分布及智能化调控，实现对下泄尾水水温的精准控制和生态保护。本专利技术包括以下内容：
3、本专利技术的水温智能调控系统包括以下模块：
4、分层取水装置：包括多个模块化的叠梁门，通过启闭控制覆盖目标水层区域，实现水库不同深度水体的取水比例调节。
5、水温监测系统：用于实时监测坝前、尾水及其他水域的水温分布情况，为调控策略提供数据支持。
6、数据处理平台：接收并分析水温监测系统传输的数据，结合历史数据生成温跃层特征及下泄水温变化趋势，为后续操作提供精准分析结果。
7、智能控制模块：根据数据处理平台的分析结果，通过算法优化计算分层取水装置的启闭策略，生成具体的操作指令并传输至分层取水装置。
8、分布式智能监测网络：通过在水库区域布置多个传感器节点，实时采集环境数据，并将数据传输至数据处理平台。
9、工作效果：
10、通过分层取水装置与水温监测系统的协同配合，结合智能控制模块的优化控制，实现取水层精准覆盖目标水层区域，动态提升夏季下泄水温1.6℃至4℃，冬季下泄水温0.8℃至2℃，保障尾水温度稳定性。
11、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分层取水装置包括以下部分：模块化叠梁门：每个叠梁门由多节模块组成，每节高度为3米，总高度覆盖水库15-21米深度范围，通过独立启闭实现目标水层调控。门机启闭系统：通过液压驱动或电动绞盘对叠梁门进行操作，每节启闭精度达±10厘米。能量回收系统：利用门机启闭系统运行过程中产生的势能或动能，转换为电能，以降低运行能耗。通过模块化设计和精准启闭控制，结合能量回收实现节能运行，在动态调控温跃层水体时有效降低系统能耗，延长设备寿命。
12、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水温监测系统包括以下部分：垂向温度链：布置于坝前区域，从水库表层至80米深度，每隔1米布置一个传感器，80米以下每隔2米布置传感器，用于形成完整的垂向水温分布监测网络。尾水温度传感器：布置于尾水出口的两岸区域，用于实时监测下泄水温。分布式无线传感器网络：覆盖坝前及中间水域，通过无线传输技术将实时监测数据传输至数据处理平台。
13、通过垂向温度链、尾水温度传感器和分布式无线监测网络的实时监测，精准获取水温分布数据，确保调控策略的科学性和灵活性。
14、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述智能控制模块包括以下部分：ai算法模块：结合历史数据与实时数据，预测温跃层变化趋势，计算最优操作策略。优化调度模块：根据ai算法模块的分析结果生成启闭策略，包括深度、频次和协同方案。反馈调控单元：实时接收尾水温度传感器的数据反馈，动态优化调控参数，实现闭环优化。
15、通过ai算法模块和反馈调控单元的优化和反馈机制，动态调整取水深度与比例，确保尾水温度稳定，同时降低操作误差。
16、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述方法包括以下步骤：数据采集：通过水温监测系统与分布式智能监测网络，获取坝前和尾水区域的水温及其他环境参数。数据分析：通过数据处理平台，结合历史与实时数据，分析温跃层特征和变化趋势。策略生成：由智能控制模块根据数据分析结果，利用ai算法模块计算最优操作方案，生成启闭策略。操作执行：根据智能控制模块生成的策略，通过门机启闭系统对叠梁门进行操作，调节取水深度与比例。实时优化：通过反馈调控单元接收反馈数据，动态调整策略，确保下泄水温满足目标需求。
17、通过闭环运行的五个步骤，结合智能优化和反馈调控，提升尾水温度精准调控能力，显著提高系统运行效率。
18、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述策略生成的算法包括：温跃层变化预测模型：通过机器学习分析温跃层分布及动态变化，预测其未来趋势。多目标优化模型：综合考虑尾水温度提升、能耗降低及生态需求，生成最优策略。
19、通过温跃层变化预测模型与多目标优化模型，在温跃层动态变化条件下快速生成最优启闭策略，提高调控响应速度和准确性。
20、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述监测网络支持节点的动态调整：结合无人机或自动化设备，动态调整监测节点位置，扩展覆盖范围并提高数据采集精度。
21、通过动态调整监测节点布局，提升数据的空间代表性和实时性，为复杂工况下的调控提供精准支撑。
22、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在数据分析中使用仿真平台，对历史场景进行多次预演，优化不同季节及水文条件下的调控策略。
23、通过仿真验证策略有效性，提高系统在不同季节和复杂工况下的适应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于叠梁门分层取水的水电站水温智能调控系统，其特征在于，包括以下模块：
2.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分层取水装置包括：
3.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水温监测系统包括：
4.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能控制模块包括：
5.基于权利要求1至4所述系统的水温智能调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.权利要求5所述的方法，其特征在于，所述策略生成步骤中采用的AI算法包括：
7.权利要求5所述的方法，其特征在于，所述监测网络支持节点的动态调整，结合无人机或自动化水下机器人移动布置传感器，扩展监测范围并提高数据采集的准确性。
8.权利要求5所述的方法，其特征在于，在数据分析步骤中使用模拟仿真平台，通过对历史场景的多次预演，优化不同季节及水文条件下的调控策略，并验证其有效性。
【技术特征摘要】
1.一种基于叠梁门分层取水的水电站水温智能调控系统，其特征在于，包括以下模块：
2.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分层取水装置包括：
3.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水温监测系统包括：
4.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能控制模块包括：
5.基于权利要求1至4所述系统的水温智能调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍凌，李峰，孔祥坤，冯忠华，杨秀江，于德平，刘军，范仕成，李恒胜，欧志年，
申请(专利权)人：贵州北盘江电力股份有限公司光照分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。