[发明专利]水电站水位测量方法和水电站水位监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及水位测量领域，特别是涉及一种水电站水位测量方法和水电站水位监测系统。

背景技术

水电站上游引水进口断面和下游尾水出口断面之间的单位重量水体所具有的能量差值，常以米计量。一般以两处断面的水位差值表示，称为水电站毛水头。这是水电站的调整水轮机运行的一个重要参数。在水利工程中，水位测量一直都是水库所关注的重点，在遇到洪水、台风等异常天气状况下，如果没有一个稳定可靠的水位监测系统进行预警，这很容易酿成重大灾难，给国家和人民生命财产带来巨大的损失。液压式水位计是一种通过测量测量点的水压，通过水压计算公式反算出水位深度。其计算公式为水深＝水压/(重力加速度*水密度)，其中水压不包含大气压强。

目前水电站对于水位的测量的方法有很多，但是绝大多数传感器自身的精度变化等原因很少进行考虑，这使得随着设备的运行时间的加长，其测量精度、稳定性及准确性都将有所降低。这对于对高精度水位要求的水电站来说是一个问题。当前的水头计算的处理算法往往只有简单的滤波处理，使天气的变化对测量数据产生严重的干扰。

发明内容

基于此，有必要针对水电站的液压传感器由于长期使用致使设备老化，测量精度缓慢降低导致测量精度不够准确但难以被发现的问题，提供一种可以有效提升测量精度，即使在恶劣的天气也能获得较高精度的水电站水位值的水电站水位测量方法和水电站水位监测系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种水电站水位测量方法，用于监测水电站的水位，包括下述步骤：

通过两个液压传感器A1和A2采集水电站液面下不同深度的实时深度信息；

根据两个液压传感器采集到的实时深度信息计算两个液压传感器A1和A2所处位置的实时深度值M1和M2；

对实时深度值M1和M2进行数字滤波处理，分别得到较高精度的实时深度值B1,B2；

计算两个液压传感器的单位深度的测量偏差率D；

计算高精度的实时水位值E，E＝B2×D+H2，其中H2为测得M2值的液压传感器的安装高程。

上述水电站水位测量方法中，所述计算两个液压传感器的单位深度的测量偏差率D，为两个液压传感器A1和A2的安装高程之差和B1与B2之差的比值。

通过两个液压传感器测量水电站的水位深度，根据两个液压传感器采集到的数据首先计算单位深度的测量偏差率，然后根据单位深度的测量偏差率计算高精度的水电站水位值，从而减小测量的误差，使测量的数据更加精确。

上述水电站水位测量方法中，所述对实时深度值M1和M2进行数字滤波处理，具体包括下述步骤：

对实时深度值M1和M2依次进行限幅滤波和数字低通滤波。使测量数据趋于平缓，增强抗干扰能力，减小测量误差。

上述水电站水位测量方法中，所述根据两个液压传感器采集到的实时深度信息计算两个液压传感器所处位置的实时深度值M1和M2，包括下述步骤：

根据公式：P＝ρgh；计算两个液压传感器A1和A2所处位置的实时深度值M1和M2，其中：

P是两个液压传感器A1或A2所处位置水压与大气压力之差，ρ是水的密度，g是重力加速度，h是实时深度值。

上述水电站水位测量方法中，两个液压传感器A1、A2的输出电流和实时深度值M1、M2满足下述关系式，C＝4+M×16；

其中，C代表两个液压传感器的输出电流，M代表两个液压传感器所测的实时深度值，4和16是通过液压传感器输出电流范围拟合出的值。输出电流范围为4至20毫安的液压传感器适用于该公式。

本发明还提供了一种水电站水位监测系统：

一种水电站水位监测系统，用于监测水电站的水位，包括第一液压传感器和第二液压传感器、中控单元、数据处理器、监控系统和显示系统；

第一液压传感器和第二液压传感器与中控单元电连接，中控单元与数据处理器电连接，数据处理器与监控系统和显示系统电连接；

第一液压传感器和第二液压传感器通过中控单元将采集到的实时深度信息传递给数据处理器，数据处理器按照权利要求至任一项所述的水电站水位测量方法处理第一液压传感器和第二液压传感器传递的实时深度信息，计算出高精度的实时水位值。

上述水电站水位监测系统中，还包括降扰套筒，降扰套筒为两端开口的筒状结构，降扰套筒的侧壁设有缺口，第一液压传感器和第二液压传感器分别套装在两个降扰套筒内。