一种验证水电站特性曲线准确性的方法及系统

1.本发明属于水库运行管理相关技术领域，更具体地，涉及一种验证水电站特性曲线准确性的方法及系统。


背景技术：

2.水电站机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和闸门泄流曲线是水电站运行过程中制定发电计划、确定闸门开度和计算出库流量的重要依据，初始曲线是在修建水库时按照设计要求进行模拟试验得到的理论值，但由于水电站的设计、施工时的误差和后续运行工程中的参数变化，水电站特征曲线的理论值与实际值之间可能存在偏差。因此，水电站建成投产后，需要定期对特征曲线进行校正，以缩小由特征曲线不准确造成的推算流量误差，避免对水电站的防洪、发电和梯级水库的联合调度造成不利影响。
3.目前常见的校正水电站特性曲线准确性的方法主要有两种：一种是进行水力学演算或模型试验，这种方法需要收集大量详细的断面资料和水力学参数，过程复杂、操作难度大，且结论的准确性受到多方法因素的影响；另一种是借助部分实测流量数据，结合统计学方法，对水电站的参数进行修正，该方法可操作性较强，但该方法需要充分且准确的实测流量，但在实际中，测量流量的准确性容易受到许多因素的影响，只有发电流量容易准确地获得，仅可以对机组特性曲线进行校正，但不足以用来校正泄流曲线。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种验证水电站特性曲线准确性的方法及系统，可以借助有限的实测流量数据，对水电站机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和闸门泄流曲线的准确性进行验证，提高水电站计算出库流量的可靠性。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种验证水电站特性曲线准确性的方法，所述方法包括：s1：采用水头、出力数据和待验证机组特性曲线得到计算发电流量，将监测的发电流量作为参考流量，将所述计算发电流量和参考流量序列进行比较，若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则对所述待验证机组特性曲线进行校正；s2：采用已验证的机组特性曲线获得枯期参考出库流量，并采用坝下水位和待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，将所述枯期参考出库流量和计算枯期出库流量序列进行比较，若两者误差小于第二预设值则待验证尾水位流量关系曲线得到验证，否则对所述尾水位流量关系曲线进行校正；s3：获取水电站汛期的稳定运行工况和突变工况，采用已验证的尾水位流量关系曲线计算出库流量作为汛期参考出库流量，并采用已验证的机组特性曲线和待验证的泄流曲线获得汛期计算出库流量；s4：将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证，否则对泄流曲线进行校正；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证，进而实现机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和泄流曲线的准确性验证。
6.进一步的，所述第一误差、第二误差和第三误差均至少符合正态分布、误差小于10％、两流量序列的确定性系数大于0.9、95％置信水平下平均相对误差小于5％中的一个。
7.进一步的，两流量序列的确定性系数r计算公式为：
[0008][0009]
其中，t为样本数量，为参考流量，为待验证流量，为参考流量的平均值。
[0010]
进一步的，所述步骤s4中若两者误差符合流体及水位变化规律，具体为：
[0011]
当坝下水位无法随汛期参考出库流量突变时，两者误差突然增大，随后减小至正常水平；
[0012]
当坝下水位与深溪沟水位发生同步变化时，参考出库流量与待验证流量之间的误差小于第三预设值。
[0013]
进一步的，采用试算法对所述待验证机组特性曲线、尾水位流量关系曲线以及泄流曲线进行校正。
[0014]
进一步的，所述稳定运行工况为坝上水位和坝下水位保持稳定、机组出力保持稳定、闸门开度不变的工况；所述突变工况为闸门启闭或机组出力发生突变的工况。
[0015]
进一步的，步骤s1中采用超声波监测发电流量。
[0016]
本技术另一方面提供了一种验证水电站特性曲线准确性的系统，所述系统包括：第一验证模块：用于采用水头、出力数据和待验证机组特性曲线得到计算发电流量，将监测的发电流量作为参考流量，将所述计算发电流量和参考流量序列进行比较，若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则对所述待验证机组特性曲线进行校正；第二验证模块：用于采用已验证的机组特性曲线获得枯期参考出库流量，并采用坝下水位和待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，将所述枯期参考出库流量和计算枯期出库流量序列进行比较，若两者误差小于第二预设值则待验证尾水位流量关系曲线得到验证，否则对所述尾水位流量关系曲线进行校正；获取模块：用于获取水电站汛期的稳定运行工况和突变工况，采用已验证的尾水位流量关系曲线计算出库流量作为汛期参考出库流量，并采用已验证的机组特性曲线和待验证的泄流曲线获得汛期计算出库流量；第三验证模块：用于将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证，否则对泄流曲线进行校正；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证，进而实现机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和泄流曲线的准确性验证。
[0017]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的验证水电站特性曲线准确性的方法及系统主要具有以下有益效果：
[0018]
1.本技术对实测流量的要求较低，仅需要一定时间段内的监测的发电流量就可以以此完成水电站机组特性曲线、尾水位流量关系曲线、闸门泄流曲线的准确性验证，适用于流量监测设施不完善的水电站，为水电站的后续设计提供理论依据。
[0019]
2.本技术中的方案不仅适用于单个机组，还适用于多个机组联合特性曲线、不同流量级别下发电流量、枯期尾水位流量关系、汛期尾水位流量关系、单个闸门不同开度下独立运行、多个闸门联合运行等特性曲线的验证，适用范围广，普适性强。
附图说明
[0020]
图1是本技术实施例验证水电站特性曲线准确性的方法流程图；
[0021]
图2中(a)为2022年4月份参考流量和计算发电流量对比示意图，(b)为2022年4月份参考流量和计算发电流量误差比例分布示意图，(c)为2022年11月份参考流量和计算发电流量对比示意图，(d)为2022年11月份参考流量和计算发电流量误差比例分布示意图；
[0022]
图3中(a)为2019年7月份参考流量和计算发电流量对比示意图，(b)为2019年7月份参考流量和计算发电流量误差比例分布示意图，(c)为2022年9月份参考流量和计算发电流量对比示意图，(d)为2022年9月份参考流量和计算发电流量误差比例分布示意图；
[0023]
图4中(a)为枯期计算流量和待验证流量的对比示意图，(b)为枯期误差分布情况；
[0024]
图5中(a)为汛期计算流量和待验证流量的对比示意图，(b)为汛期误差分布情况；
[0025]
图6a中(a)为工况1时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况1时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0026]
图6b中(a)为工况2时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况2时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0027]
图6c中(a)为工况3时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况3时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0028]
图6d中(a)为工况4时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况4时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0029]
图6e中(a)为工况5时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况5时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0030]
图6f中(a)为工况6时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况6时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0031]
图6g中(a)为工况7时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况7时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0032]
图6h中(a)为工况8时参考出库流量和计算出库流量对比示意图，(b)为工况8时参坝上水位和坝下水位对比示意图；
[0033]
图7a中(a)为工况9时参考出库流量和计算出库流量以及误差对比示意图，(b)为坝下水位和闸门开度示意图；
[0034]
图7b中(a)为工况10时参考出库流量和计算出库流量以及误差对比示意图，(b)为坝下水位和闸门开度示意图；
[0035]
图7c中(a)为工况11时机组出力，(b)为工况11时坝上水位，(c)为工况11时坝下水位，(d)为工况11时参考出库流量和计算出库流量以及误差对比示意图；
[0036]
图7d中(a)为工况12时机组出力，(b)为工况12时坝上水位，(c)为工况12时坝下水位，(d)为工况12时参考出库流量和计算出库流量以及误差对比示意图。
具体实施方式
[0037]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要
彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038]
本发明提供的一种验证水电站特性曲线准确性的方法，如图1所示，该方法包括以下步骤s1～s4。
[0039]
s1：采用水头、出力数据和待验证机组特性曲线得到计算发电流量，将监测的发电流量作为参考流量，将所述计算发电流量和参考流量序列进行比较，若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则对所述待验证机组特性曲线进行校正。
[0040]
若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则采用试算法或水力学法对该待验证机组特性曲线进行校正直至和参考流量的误差小于第一预设值。
[0041]
该方法用于验证单个机组特性曲线是否准确也可以验证所有机组联合运行时机组特性曲线是否准确，也可以验证不同流量级别下单个机组和所有机组联合运行时机组特性曲线是否正确。
[0042]
本实施例以瀑布沟水电站为例对本技术中的方法进行详细说明，瀑布沟水电站是大渡河干流开发28级规划的第19个梯级电站，地跨四川省西部汉源县和甘洛县两县境，坝址位于大渡河中游尼日河汇口上游觉托附近，采用坝式开发，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合利用效益的大型水电工程。瀑布沟水电站共有6台机组，其中1#、3#、5#机组型号相同，2#、4#、6#机组型号相同。验证时段瀑布沟各机组超声波测流数据如表1所示。综合数据时段长度及数据质量，选择2019年7月、2022年9月作为汛期数据进行验证，选择2022年4月、2022年11月作为非汛期数据进行验证。其中，2022年4月份缺少2#机组超声波流量，用计算流量替代。所有数据均为小时尺度数据。
[0043][0044]
表1
[0045]
2022年4月、2022年11月全站超声波流量与计算发电流量对比，以及流量误差比例分别如图2所示。2019年7月、2022年9月超声波流量与计算流量对比，以及流量误差比例分别如图3所示。
[0046]
各时段平均流量误差、确定性系数及t统计量如表2所示。根据对比图片及统计结果可见，各月份计算流量与超声波流量都能够很好地吻合。4月份平均绝对流量误差为6.14m3/s，90％的误差比例集中分布在相对误差的(-2.5％，2.5％)之间，确定性系数为0.9996；11月份平均绝对流量误差为9.82m3/s，90％的误差比例集中分布在相对误差的(-2％，4％)之间，确定性系数为0.9983；7月份平均绝对流量误差为17.54m3/s，90％的误差比例集中分布在相对误差的(-3％，5％)之间，确定性系数为0.9996；9月份平均绝对流量误差为11.32m3/s，90％的误差比例集中分布在相对误差的(-2.5％，2.5％)之间，确定性系数为0.9983。这说明，从整体上看，枯期及汛期机组特性曲线是准确的。设定原假设h0：平均相对误差大于等于5％，备择假设h1：平均相对误差小于5％，4个月份的t统计量分别为-40.13，-18.92，-3.87，-15.65，均小于-t
0.05
(n-1)，因此，拒绝原假设，认为平均相对误差小于5％。
[0047][0048]
表2
[0049]
分别统计单个机组计算流量与超声波流量之间的误差及误差比例，如表3、表4、表5、表6所示。统计结果显示，各机组流量误差都在15m3/s以下，平均误差比例均在7％以下，均在可接受范围内。
[0050][0051]
表3
[0052][0053]
表4
[0054][0055][0056]
表5
[0057][0058]
表6
[0059]
前述考虑了全站总发电流量与超声波流量的对比，以及6台机组单独流量与超声波流量的对比。各种情况下的平均误差均在可接受范围内，证明机组特性曲线总体上是准确的，但局部准确性仍需进一步验证，尤其是不同的流量级别下。将不同流量等级下机组发电流量与超声波流量进行对比，各机组及总发电流量情况如表7和表8所示：
[0060][0061]
表7
[0062]
[0063]
表8
[0064]
可以发现，各机组在不同流量级别下的流量误差都比较小，随着流量级别的增大，流量误差略微增大，但仍然不足15m3/s；对于总发电流量，流量误差整体普遍在40m3/s以下，占总发电流量的比例较小。这证明单个机组的特性曲线在局部也是准确的。
[0065]
s2：采用已验证的机组特性曲线获得枯期参考出库流量，并采用坝下水位和待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，将所述枯期参考出库流量和计算枯期出库流量序列进行比较，若两者误差小于第二预设值则待验证尾水位流量关系曲线得到验证，否则对所述尾水位流量关系曲线进行校正。
[0066]
若误差大于第二预设值，可以采用试算法或水力学法对尾水位流量关系曲线进行校正。
[0067]
经调研验证，瀑布沟上下游的水文站流量数据并不准确，且没有超声波设备对泄洪流量进行监测，因此需要另外寻找可靠的流量数据作为参考基准以验证泄流曲线的准确性。以2019～2020年数据为例，时间尺度选择日尺度，用瀑布沟坝下水位和尾水位流量关系曲线求出瀑布沟出库流量序列(称为“待验证流量”)，再用机组特性曲线和待验证的泄流曲线计算出另一套出库流量序列(称为“枯期计算流量”)，枯期(11～2月)两个序列的比较情况如图4所示。枯期待验证流量和计算流量的流量过程线基本吻合，流量误差基本服从正态分布，计算流量比待验证流量平均大57m3/s左右，枯期平均流量为897m3/s，占总流量的6.35％，在可以接受的误差范围之内。设定原假设h0：平均相对误差大于等于5％，备择假设h1：平均相对误差小于5％，t统计量分别为-2.54，小于-t
0.05
(n-1)，因此，拒绝原假设，认为平均相对误差小于5％。枯期没有通过闸门泄流，出库流量仅由发电流量组成，计算出库流量可以视作真值，待验证流量与真值接近，因而可以证明尾水位流量关系曲线可靠的，可以作为验证泄流曲线准确性的基准流量(参考流量)。
[0068]
2019～2020年汛期(5～10月)计算流量与参考流量之间的误差分布情况如图5所示。汛期参考流量和计算流量的流量过程线在汛期无法完全吻合，其绝对误差相比枯期更大，在500m3/s以上误差有64个，但误差在(-500，0)与(0，500)之间的频数基本相当。参考流量是由坝下水位直接推算得到的，考虑到汛期机组和闸门工况变动频繁，梯级河道型水库间，水电站坝下水位容易受到下游水库坝上水位变动的顶托作用，因此产生加大流量误差。在排除掉几个极大误差后，平均流量误差为-50.9m3/s，汛期平均流量为1763.56m3/s，误差比例不足3％。在去除极端情况后，汛期误差也在可接受的范围内，进一步证明，由尾水位流量关系曲线推算得到的出库流量序列在水位相对稳定、机组和闸门工况不发生突变的情况下，可以作为径流非一致性校正的基准流量。
[0069]
s3：获取水电站汛期的稳定运行工况和突变工况，采用已验证的尾水位流量关系曲线计算出库流量作为汛期参考出库流量，并采用已验证的机组特性曲线和待验证的泄流曲线获得汛期计算出库流量。
[0070]
其中，所述稳定运行工况为坝上水位和坝下水位保持稳定、机组出力保持稳定、闸门开度不变的工况；所述突变工况为闸门启闭或机组出力发生突变的工况。
[0071]
瀑布沟共有3个溢洪道和1个泄洪洞，溢洪道全开为17m，泄洪洞全开为11.5m，放空洞流量可忽略不计。前述已证明，由尾水位流量关系曲线推算得到的出库流量序列在水位相对稳定、机组和闸门工况不发生突变的情况下，可以作为径流非一致性校正的基准流量
(参考流量)，用来验证泄流曲线的准确性。
[0072]
溢洪道和泄洪洞泄流曲线的准确性需要分开进行验证，即需要分别寻找和识别溢洪道与泄洪洞单独工作时的工况和样本，与基准流量进行对比，然后再分析溢洪道与泄洪洞共同工作时的流量误差。由于要观察水位、机组和闸门的稳定状态和变化情况，因此需要选择5分钟尺度的序列进行精细分析。识别和提取的稳定工况下各闸门在不同开度下单独工作以及共同工作的典型工况见表9。识别和提取工况发生变化的样本，其工况和误差变化情况见表10。
[0073][0074][0075]
表9
[0076][0077]
表10
[0078]
s4：将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证，否则对泄流曲线进行校正；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证，进而实现机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和泄流曲线的准确性验证。
[0079]
若误差大于第三预设值，可以采用试算法或水力学法对泄流曲线进行校正。
[0080]
进一步的，所述步骤s4中若两者误差符合流体及水位变化规律，具体为：
[0081]
当坝下水位无法随汛期参考出库流量突变时，两者误差突然增大，随后减小至正常水平；
[0082]
当坝下水位与深溪沟水位发生同步变化时，参考出库流量与待验证流量之间的误差小于第三预设值。
[0083]
具体的，流体及水位变化逻辑指出库流量突变带来的坝下水位缓慢变化过程和下库对上库坝下水位的顶托作用。
[0084]
各个稳定工况下流量相对误差及t统计量如表11所示。如图6a所示，工况1中，3个溢洪道开度均为3m左右不变、泄洪洞未打开，坝上水位和坝下水位保持稳定，此时参考流量与计算流量的误差较小，误差不足3％，t统计量为-16.07，小于t
0.05
(n-1)；如图6b所示，工况2中，1#、3#溢洪道开度均为6m，2#溢洪道开度为5m、泄洪洞未打开，坝上水位和坝下水位保持稳定，此时参考流量与计算流量的误差较小，误差不足3％，t统计量为-35.77，小于t
0.05
(n-1)；如图6c所示，工况3中，3个溢洪道开度均为7m左右、泄洪洞未打开时，坝上水位
和坝下水位保持稳定，参考流量与计算流量的误差较小，误差不足5％，t统计量为-22.75，小于t
0.05
(n-1)；如图6d所示，工况4中，3个溢洪道开度均为9m左右、泄洪洞未打开时，坝上水位和坝下水位保持稳定，参考流量与计算流量的误差较小，误差不足4.5％，t统计量为-14.60，小于t
0.0s
(n-1)；如图6e所示，工况5中，3个溢洪道关闭、泄洪洞开度为3m左右，坝上水位和坝下水位保持稳定，参考流量与计算流量之间的误差较小，误差不足3％，t统计量为-33.6，小于t
0.05
(n-1)；如图6f所示，工况6中，3个溢洪道关闭、泄洪洞开度为4m左右，坝上水位和坝下水位保持稳定，参考流量与计算流量之间的误差较小，误差不足4.5％，t统计量为-7.62，小于t
0.05
(n-1)；如图6g所示，工况7中，3个溢洪道关闭、泄洪洞开度为7m左右，坝上水位和坝下水位保持稳定，参考流量与计算流量的误差较小，误差不足4.5％，t统计量为-11.6，小于t
0.05
(n-1)；如图6h所示，工况8中，3个溢洪道开度为7m、泄洪洞开度为4m，坝上水位和坝下水位保持稳定，所选时段内，流量误差比例均小于3％，t统计量为-35.72，小于t
0.05
(n-1)。
[0085][0086]
表11
[0087]
以上为水位保持相对稳定、机组和闸门工况没有发生突变的情况，其中，工况1、2、3、4为溢洪道在低、中、较高、高开度下单独运行的情况，工况5、6、7为泄洪洞在低、中、高开度下单独运行，工况8为溢洪道和泄洪洞共同运行。在各种稳定工况下，汛期参考流量与计算流量都较好地吻合，误差有正值和负值，整体分布在0左右，误差除以计算出库得到的误差比例都小于4.5％，这表明溢洪道和泄洪洞的泄流曲线在不同开度下都是准确的，并且两者共同工作时，计算得到的流量也是准确的。
[0088]
前述已证明了在工况稳定情况下，由机组特性曲线和闸门泄流曲线计算得到的出库流量与基准流量是吻合的。接下来需验证，在机组、闸门工况发生变化或在下游水电站坝上水位的顶托作用下，流量变化是否符合逻辑。工况突变情况下机组出力、闸门开度、出库流量及水位变化情况如图7所示。
[0089]
如图7a所示，工况9所示时段内，3个闸门开度保持不变，溢洪道开度在较短时间内由4m降低至3m，瀑布沟出库流量减小，坝下水位降低。但坝下水位不会随出库流量突然降低，这一变化过程持续时间更长，这期间流量误差突然增大，随后减小至正常水平。
[0090]
如图7b所示，工况10所示时段内，坝下水位没有较大波动，溢洪道1#闸门和3#闸门开度在较短时间内由6m提高至7m，瀑布沟出库流量增大，坝下水位提高。但坝下水位不会随出库流量突然升高，这一变化过程持续时间更长，这期间流量误差突然增大，随后减小至正常水平。这一过程体现了流量突变带来的水位变化过程，可以看出水位变化过程相对缓慢很多。
[0091]
如图7c所示，工况11所示时段内，瀑布沟闸门开度不变，15：50左右机组出力增大，
瀑布沟出库流量增大，下游水位抬高。此后，深溪沟机组出力及闸门开度并未增大，深溪沟坝上水位逐渐抬升，瀑布沟坝下水位也随之进一步被抬高，由坝下水位推算得到的参考流量比实际偏大，流量误差由时段开始时的0m3/s左右变为-200m3/s左右。
[0092]
如图7d所示，工况12所示时段内，瀑布沟3个溢洪道闸门开度保持不变，溢洪洞处于关闭状态，在1：25左右瀑布沟机组出力减小，出库流量减小，坝下水位降低，而此时，深溪沟坝下水位也在降低，导致瀑布沟坝下水位被进一步拉低，由坝下水位推算得到的参考流量偏小，流量误差也随之由0左右提高至200m3/s左右。
[0093]
以上为闸门开度改变或机组出力发生突变的典型工况，流量误差增大，主要有两方面的原因：(1)坝下水位无法随着参考流量的突变发生相应的突变，而是在一定时间内缓慢变化，该过程中流量误差会突然增大，随后逐渐减小至正常值。(2)瀑布沟坝下水位与深溪沟水位发生同步变化时，瀑布沟坝下水位会受到下游水库的顶托作用，导致监测到的水位变化更加明显，尾水位流量关系发生变化，流量误差增大，但瀑布沟坝下与深溪沟并未完全衔接，因此深溪沟坝上水位通过对区间河道水位的顶托间接影响瀑布沟坝下尾水位，所以二者不呈线性关系。由此可知，汛期的流量误差随着工况的突变产生不同变化，其变化都是符合流体及水位变化逻辑的。
[0094]
根据上述模拟结果可以看出，本发明方法借助有限的超声波监测发电流量，通过逐步递进的分析和验证，对瀑布沟水电站不同流量级别下的机组特性曲线、枯期和汛期的尾水位流量关系曲线和不同工况下的泄流曲线准确性进行了验证，该方法对实测数据要求不高，思路简单，可操作性强，为缺乏长系列实测流量资料的水电站特性曲线验证提供了简单可行的思路。
[0095]
在进一步优选的方案中，所述第一误差、第二误差和第三误差均至少符合正态分布、误差小于10％、两流量序列的确定性系数大于0.9、95％置信水平下平均相对误差小于5％(t检验)中的一个。
[0096]
在进一步优选的方案中，两流量序列的确定性系数r计算公式为：
[0097][0098]
其中，t为样本数量，为参考流量，为待验证流量，为参考流量的平均值。
[0099]
本技术另一方面提供了一种验证水电站特性曲线准确性的系统，所述系统包括第一验证模块、第二验证模块、获取模块和第三验证模块，其中：
[0100]
第一验证模块：用于采用水头、出力数据和待验证机组特性曲线得到计算发电流量，将监测的发电流量作为参考流量，将所述计算发电流量和参考流量按流量序列进行比较，若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则对所述待验证机组特性曲线进行校正；
[0101]
第二验证模块：用于采用已验证的机组特性曲线获得枯期参考出库流量，并采用坝下水位和待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，将所述枯期参考出库流量和计算枯期出库流量按流量序列进行比较，若两者误差小于第二预设值则待验证尾水位流量关系曲线得到验证，否则对所述尾水位流量关系曲线进行校正；
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获取模块：用于获取水电站汛期的稳定运行工况和突变工况，采用已验证的尾水
位流量关系曲线计算出库流量作为汛期参考出库流量，并采用已验证的机组特性曲线和待验证的泄流曲线获得汛期计算出库流量；
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第三验证模块：用于将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证，否则对泄流曲线进行校正；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证，进而实现机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和泄流曲线的准确性验证。
[0104]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种验证水电站特性曲线准确性的方法，其特征在于，所述方法包括：s1：采用水头、出力数据和待验证机组特性曲线得到计算发电流量，将监测的发电流量作为参考流量，将所述计算发电流量和参考流量按流量序列进行比较，若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则对所述待验证机组特性曲线进行校正；s2：采用已验证的机组特性曲线获得枯期参考出库流量，并采用坝下水位和待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，将所述枯期参考出库流量和计算枯期出库流量按流量序列进行比较，若两者误差小于第二预设值则待验证尾水位流量关系曲线得到验证，否则对所述尾水位流量关系曲线进行校正；s3：获取水电站汛期的稳定运行工况和突变工况，采用已验证的尾水位流量关系曲线计算出库流量作为汛期参考出库流量，并采用已验证的机组特性曲线和待验证的泄流曲线获得汛期计算出库流量；s4：将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证，否则对泄流曲线进行校正；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证，进而实现机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和泄流曲线的准确性验证。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一误差、第二误差和第三误差均至少符合正态分布、误差小于10％、两流量序列的确定性系数大于0.9、95％置信水平下平均相对误差小于5％中的一个。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，两流量序列的确定性系数r计算公式为：其中，t为样本数量，为参考流量，为待验证流量，为参考流量的平均值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中若两者误差符合流体及水位变化规律，具体为：当坝下水位无法随汛期参考出库流量突变时，两者误差突然增大，随后减小至正常水平；当坝下水位与深溪沟水位发生同步变化时，参考出库流量与待验证流量之间的误差小于第三预设值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用试算法或水力学法对所述待验证机组特性曲线、尾水位流量关系曲线以及泄流曲线进行校正。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稳定运行工况为坝上水位和坝下水位保持稳定、机组出力保持稳定、闸门开度不变的工况；所述突变工况为闸门启闭或机组出力发生突变的工况。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中采用超声波监测发电流量。8.一种验证水电站特性曲线准确性的系统，其特征在于，所述系统包括：第一验证模块：用于采用水头、出力数据和待验证机组特性曲线得到计算发电流量，将监测的发电流量作为参考流量，将所述计算发电流量和参考流量按流量序列进行比较，若两者误差小于第一预设值则该待验证机组特性曲线得到验证，否则对所述待验证机组特性
曲线进行校正；第二验证模块：用于采用已验证的机组特性曲线获得枯期参考出库流量，并采用坝下水位和待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，将所述枯期参考出库流量和计算枯期出库流量按流量序列进行比较，若两者误差小于第二预设值则待验证尾水位流量关系曲线得到验证，否则对所述尾水位流量关系曲线进行校正；获取模块：用于获取水电站汛期的稳定运行工况和突变工况，采用已验证的尾水位流量关系曲线计算出库流量作为汛期参考出库流量，并采用已验证的机组特性曲线和待验证的泄流曲线获得汛期计算出库流量；第三验证模块：用于将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证，否则对泄流曲线进行校正；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证，进而实现机组特性曲线、尾水位流量关系曲线和泄流曲线的准确性验证。

技术总结
本发明属于水库管理相关技术领域，其公开了一种验证水电站特性曲线准确性的方法及系统，方法包括：采用待验证机组特性曲线得到计算发电流量并与参考流量比较，若两者误差小于第一预设值则得到验证；获得枯期参考出库流量，并采用待验证尾水位流量关系曲线得到计算枯期出库流量，若两者误差小于第二预设值则得到验证；将稳定运行工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差小于第三预设值则泄流曲线得到验证；将突变工况下汛期参考出库流量和汛期计算出库流量进行比较，若两者误差符合流体及水位变化规律则泄流曲线得到验证。本申请可以借助有限的实测流量数据对水电站特性曲线准确性进行验证，为水电站特性曲线优化提供依据。特性曲线优化提供依据。特性曲线优化提供依据。


技术研发人员：杜昊 蒋志强 邱斌 何珊珊 徐一超
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/28