南京南瑞继保工程技术有限公司;南方电网储能股份有限公司西部检修试验分公司高菘获国家专利权
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龙图腾网获悉南京南瑞继保工程技术有限公司;南方电网储能股份有限公司西部检修试验分公司申请的专利一种用于水力发电的控制模拟方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120406177B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510913197.6,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种用于水力发电的控制模拟方法及系统是由高菘;姚杰;张冰;莫理;曹廷祥;付恩狄;刘文;张鑫涛;陈钊;杨伟;资余飞设计研发完成,并于2025-07-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于水力发电的控制模拟方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于水力发电的控制模拟方法及系统。该方法包括:实时采集水电站设备运行参数,包括导叶开度、叶片磨损值、水头、流量、发电机定子温度、轴承振动幅值和绝缘电阻;基于运行数据计算水轮机叶片磨损因子、发电机绝缘老化因子和轴承磨损因子,构建考虑设备老化的水电站控制模拟模型;根据控制模拟模型进行控制参数的实时优化计算,以最小化性能偏差和设备损伤为目标,将优化得到的模拟控制参数发送给实际水力发电控制系统;本发明能够动态响应设备老化状态,实现控制参数的自适应优化,在保证发电效率的同时延长设备使用寿命,提高水电站的智能化运行水平。
本发明授权一种用于水力发电的控制模拟方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种用于水力发电的控制模拟方法,基于获得的设备老化参数动态修正模拟控制参数,并将修正后的模拟控制参数发送给实际的水力发电控制系统;其特征在于,所述控制模拟方法包括以下步骤: 步骤S1,实时采集水电站设备运行参数,所述运行参数包括导叶开度、叶片磨损值、水头、流量、发电机定子温度、轴承振动幅值和绝缘电阻; 步骤S2,基于运行数据计算设备老化因子,构建考虑设备老化的水电站控制模拟模型;所述设备老化因子的计算考虑水轮机叶片磨损因子、发电机绝缘老化因子和轴承磨损因子三类; 叶片磨损因子计算公式为:;其中,,为磨损系数,和为额定流量和水头,和为时刻的实时流量和水头; ,为与空化数相关的空化损伤函数; 发电机绝缘老化因子计算公式为:; 其中,,为基于阿伦尼乌斯定律的热寿命函数; ,为参考寿命,为活化能常数;,为电场强度相关的电寿命函数,,,为电压老化指数,电场强度通过采集的定子温度和绝缘电阻计算得出: ;其中,,为电场强度修正系数,,为额定电压,为绝缘厚度,,为参考绝缘电阻,,为温度修正系数,单位,为参考温度; 轴承磨损因子基于修正L10寿命理论计算:; 其中,,为修正后的轴承寿命函数,,为基本额定动载荷,,为等效动载荷,和分别为径向力和轴向力,,为滚珠轴承寿命指数,,为ISO修正系数; 步骤S3,根据所述水电站控制模拟模型进行控制参数的实时优化计算,以最小化性能偏差和设备损伤为目标,将优化得到的模拟控制参数发送给实际水力发电控制系统,替换当前的运行参数; 所述水电站控制模拟模型基于多元线性加权方法建立: ;其中,为时刻设备综合老化度,取值范围0-1; 根据设备综合老化度判断水电站设备运行状态; 当时,表示设备良好运行状态; 当时,表示设备处于老化状态; 当时,表示设备需要维修;当时,通过实时数据驱动的方式更新虚拟系统参数,以最小化性能偏差和设备损伤为目标函数,配合约束条件得到当前时刻的最优模拟功率和频率,据此调整实际水力发电控制系统的水轮机转速和导叶开度; 目标函数为:; 其中,为预测时间窗口长度,和分别为参考功率和频率,和为模拟功率和频率,为时刻设备综合老化度增量,计算公式为: ; 约束条件包括导叶开度约束:、功率约束:和频率约束:。
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