(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211084914.1 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 湖南五凌电力科技有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市天心区五凌 路 188号 申请人 五凌电力有限公司 (72)发明人 付亮　万元　潘平衡　时志能　 王佩　胡靖远　张新华　姜运　 李橙橙　 (74)专利代理 机构 北京风雅颂专利代理有限公 司 11403 专利代理师 曾志鹏 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 水电站水能特性预测方法及终端设备 (57)摘要 本发明公开了一种水电站水能特性预测方 法及终端设备， 其中方法包括获取水电站中每台 机组对应的输水系统的水头损失系数； 根据每台 机组的水轮机的运转特性曲线， 确定每个水轮机 的水头与其最大流量之间的关系； 根据每个水轮 机的水头与其最大流量之间的关系、 水头损失系 数和研究时间内水电站的水情数据， 迭代计算得 到研究时间内每个时间段下每个水轮机的净水 头和流量； 根据每个水轮机的净水头和流量， 确 定水电站在研究时间内的预期电量。 本发明可根 据水情信息， 利用水轮机运转特性曲线、 输水系 统的水力损失系数采用迭代求解的方法准确计 算各时间段的水轮机工作水头、 流量、 效率及水 轮机出力， 从而准确预测整个水电站机组改造后 的水能特性。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115375034 A 2022.11.22 CN 115375034 A 1.一种水电站水能特性预测方法， 其特 征是， 包括： 步骤1、 获取 水电站中每台机组对应的输水系统的水头损失系数； 步骤2、 根据每 台机组的水轮机的运转特性曲线， 确定每个所述水轮机的水头与其最大 流量之间的关系； 步骤3、 根据每个所述水轮机的水头与其最大流量之间的关系、 所述水头损失系数和研 究时间内所述水电站的水情数据， 迭代计算得到研究时间内每个时间段下每个水轮机的净 水头和流 量； 步骤4、 根据每个水轮机的净水头和流量， 确定所述水电站在所述研究时间内的预期电 量。 2.如权利要求1所述的方法， 其特 征是， 所述步骤3具体包括： 步骤31、 获取研究时间内所述水电站的逐小时时间段的水情数据， 根据所述逐小时时 间段的水情数据， 确定每个时间段内每个所述水轮机的毛水头， 将所述毛水头设置为水头 迭代的初始值； 步骤32、 根据每个所述水轮机的水头与其最大流量之间的关系， 确定插值得到的第一 水头下每 个所述水轮机的最大流 量； 步骤33、 根据所述最大流量和所述水头损失系数， 计算每个所述水轮机的净水头； 判断 所述净水头与所述第一水头是否满足预设条件， 如是将所述净水头记为所述第一水头， 重 复步骤32和步骤33， 如否， 则所述净水头为所求所述水轮机的净水头， 所述净水头对应的流 量为所求所述水轮机的流 量。 3.如权利要求2所述的方法， 其特 征是， 所述步骤33具体包括： 步骤331、 根据所述 最大流量和水库的出库流 量， 确定每 个所述水轮机的流 量； 步骤332、 根据每个所述水轮机的流量和所述水头损失系数， 确定每个所述水轮机的净 水头； 步骤333、 判断所述净水头与所述第一水头是否满足预设条件， 如是将所述净水头记为 所述第一水头， 重复步骤32和步骤33， 如否， 则所述净水头为所求所述水轮机的净水头， 所 述净水头对应的流 量为所求所述水轮机的流 量。 4.如权利要求3所述的方法， 其特 征是， 所述步骤332具体包括： 根据第一公式确定每 个所述水轮机的净 水头， 所述第一公式为： H＝Hg‑αtQ2 式中， H为净 水头， Hg为水头迭代的初始值， αt为水头损失系数， Q 为水轮机的流 量。 5.如权利要求3所述的方法， 其特 征是， 所述预设条件如第二公式， 所述第二公式为： 式中， H为净 水头， H(k)为第一水头， ε为迭代误差 。 6.如权利要求1 ‑5任一项所述的方法， 其特 征是， 所述步骤4具体包括： 步骤41、 根据每 个水轮机的净 水头和流 量， 确定每 个水轮机的效率； 步骤42、 根据所述净 水头、 流量和效率， 确定每 个所述时间内的水轮机的出力； 步骤43、 根据所述水轮机的出力， 确定每 个所述时间段内所述水电站的出力；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115375034 A 2步骤44、 根据每个所述时间段内所述水电站的出力， 确定所述水电站在所述研究时间 内的预期电量。 7.如权利要求6所述的方法， 其特 征是， 所述步骤41具体包括： 步骤411、 确定所述水轮机的净 水头对应的流 量数列和效率数列； 步骤412、 根据 所述效率数列和所述水轮机的流量在所述流量序列中的位置， 确定每个 水轮机的效率。 8.如权利要求7 所述的方法， 其特 征是， 所述步骤411具体包括： 根据第三公式确定所述水轮机的净 水头对应的流 量数列， 所述第三公式为： 式中， Qh,i为所述水轮机 的净水头在第i条导叶等开度线上的流量， Qi,k为第i条导叶等 开度线上第k个水头对应的流量， Qi,k+1为第i条导叶等开度线上第k+1个水头对应的流量， H 为所述水轮机的净水头， Hk和Hk+1为根据所述水轮机的运转特性曲线确定的两个相邻的水 头， 所述H位于所述Hk和所述Hk+1之间； 根据第四公式确定所述水轮机的净 水头对应的效率数列， 所述第四公式为： 式中， ηh,i为所述水轮机 的净水头在第i条导叶等开度线上的效率， ηi,k为第i条导叶等 开度线上第k个水头对应的效率， ηi,k+1为第i条导叶等开度线上第k+1个水头对应的效率， H 为所述水轮机的净水头， Hk和Hk+1为根据所述水轮机的运转特性曲线确定的两个相邻的水 头， 所述H位于所述Hk和所述Hk+1之间。 9.如权利要求8所述的方法， 其特 征是， 所述步骤412具体为： 根据第五 公式确定每 个水轮机的效率， 所述第五 公式为： 式中， η为所述水轮机的效率， Q为所述水轮机的流量， Qh,i和Qh,i+1为所述流量序列中的 相邻的两个流量， 所述Q位于所述Qh,i和所述Qh,i+1之间， ηh,i为所述水轮机的净水头在第i条 导叶等开度线上的效率， ηh,i+1为所述水轮机的净 水头在第i+1条导叶等 开度线上的效率。 10.一种终端设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上 运行的计算机程序， 其特征是， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任 一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115375034 A 3