(19)中华 人民共和国 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 202111382021.0 (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 国家电网有限公司 地址 100017 北京市西城区西长安 街86号 申请人 国网新源 控股有限公司 　 安徽金寨抽水蓄能有限公司 (72)发明人 仵杰　冯培磊　陈潇雅　王少华　 王熙　黄少争　郭文博　田波波　 徐帅　米海堂　闫昶　胡志光　 卫路路　王虹越　 (74)专利代理 机构 杭州新源专利事务所(普通 合伙) 33234 代理人 郑双根 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06F 30/28(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模 型的方法 (57)摘要 本发明公开了求解机组甩负荷时导叶关闭 临界点模型的方法,其步骤为： 建立水流量变化 公式、 设定蜗壳进口压力限制公式、 设定尾水管 真空度限制公式、 并限制甩负荷稳定性， 最后采 用粒子群多目标寻优算法求解最优值。 本发明根 据导叶开度变化、 水轮机组转速变化与水锤压力 之间的关系建立目标函数， 结合水轮机组自身设 计要求的蜗壳进口压力限制、 尾水管真空度限制 和水轮机组甩负荷实验品质要 求， 建立四个相关 联的目标函数， 最后再通过粒子群多目标寻优求 解出导叶快关和慢关合理的临界值， 从而能通过 导叶快关和慢关的配合来去消除甩负荷对水轮 机组和主 要设备带来的影响。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 114239381 A 2022.03.25 CN 114239381 A 1.一种求 解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法， 其 步骤如下： A、 建立并求解目标函数F1： 根据水轮机组导叶的开度变化和水轮机组的转速变化建立 水流量变化公式 该公式即为水锤压力等效公式； B、 判断是否满足目标函数F2： F2为0＜P≤Pmax， 若步骤A的解满足F2则执行步骤C， 反之 执行步骤A； P为水轮机组的蜗壳进口压力， Pmax为厂家设计的蜗壳进口最大压力； C、 判断是否满足目标函数F3： F3为0＜W≤Wmax， 若步骤B的解满足F3则执行步骤D， 反之 执行步骤B； W 为水轮机组的尾水 管真空度， Wmax为厂家设计的尾水 管最大真空度； D、 判断是否满足目标函数F4： 甩负荷之后水轮机组的转速上升值为Nmax， F4为Nmax符合 机组甩负荷转速上升要求， 若步骤C的解满足F4则执 行步骤E， 反 之执行步骤C； E、 选择算法求解： 采用粒子群多目标寻优算法求解， 满足则求得最优值τ， 反之则执行 步骤D。 2.根据权利要求1所述的一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法， 其特征 在于， 步骤A所述的水流量变化公式中， Q表示水流量、 τ表示导叶的开度， n表示水轮机组的 转速； 将水流 量Q的变化等效为水锤的压力。 3.根据权利要求1所述的一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法， 其特征 在于： 步骤B所述的蜗 壳进口压力P可直接从水轮机组测得； 步骤C所述的尾水管真空度W可 直接从水轮机组测得。 4.根据权利要求1所述的一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法， 其特征 在于， 步骤D所述的建立目标函数4的具体内容如下： 根据网调技术规范机组甩100％额定负 荷后， 在转速变化过程中， 超过 稳态转速 3％额定转速值以上的波峰个数不超过2个。 5.根据权利要求4所述的一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法， 其特征 在于， 所述水轮机组甩10 0％额定负荷后还具有如下要求： D1、 水轮机组甩10 0％额定负荷后能自动转至空载运行或根据设计要求到停机状态； D2、 水轮机组甩100％额定负荷后， 在同一引水系统中的另一 台水轮机组处于稳定运行 的条件下， 从接力器第一次向开启方向移动起到水轮机组转速摆动相对值不超过1％时， 间 隔时常不大于40s。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114239381 A 2一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点 模型的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及水电站水轮机 组领域， 特别是一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点 模型的方法。 背景技术 [0002]水轮机组在发电运行过程中由于一些非正常因素导致事故停机就会导致水轮机 组出现甩负荷的情况。 [0003]事故停机时， 如果导叶关闭过慢， 水轮机组会过速， 时间长了轴瓦就会出现损伤； 如果导叶关闭过 快， 水轮机组就会出现抬机 。 [0004]如果关闭时间太短， 尾水管进口第一波压力值将出现较大幅值的下降问题； 如果 关闭时间太长， 除了会增加水轮机组的压力脉动， 会导致尾水管进口第二波压力幅值出现 较大的下降。 [0005]因此， 如何合理解决导叶快关与慢关的问题是一个值得思考的问题。 [0006]但是， 目前并不存在一个切实有效的方法来解决水轮机组导叶快关与慢关的问 题。 发明内容 [0007]本发明的目的在于， 提供一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法。 本 发明能够求解得到快关与 慢关配合的一个界定点， 通过快关和慢关的配合来去消除甩负荷 对水轮机组和主 要设备带来的相关影响。 [0008]本发明的技术方案： 一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法， 其步骤 如下： [0009]A、 建立并求解目标函数F1： 根据水轮机组导叶的开度变化和水轮机组的转速变化 建立水流 量变化公式 该公式即为水锤压力等效公式； [0010]B、 判断是否满足目标函数F2： F2为0＜P≤Pmax， 若步骤A的解满足F2则执行步骤C， 反之执行步骤A； P为水轮机组的蜗壳进口压力， Pmax为厂家设计的蜗壳进口最大压力； [0011]C、 判断是否满足目标函数F3： F3为0＜W≤Wmax， 若步骤B的解满足F3则执行步骤D， 反之执行步骤B； W 为水轮机组的尾水 管真空度， Wmax为厂家设计的尾水 管最大真空度； [0012]D、 判断是否满足目标函数F4： 甩负荷之后水轮机组的转速上升值为Nmax， F4为Nmax 符合机组甩负荷转速上升要求， 若步骤C的解满足F4则执 行步骤E， 反 之执行步骤C； [0013]E、 选择算法求解： 采用粒子群多目标寻优算法求解， 满足则求得最优值τ， 反之则 执行步骤D。 [0014]前述的求解机组甩负荷 时导叶关闭临界点模型的方法中， 步骤A所述的水流量变 化公式中， Q表示水流量、 τ表示导叶的开度， n表示水轮机组的转速； 将水流量Q的变化等效 为水锤的压力。说　明　书 1/3 页 3 CN 114239381 A 3