[发明专利]一种实时动态修正的水轮机组效率曲面拟合方法

权利要求书

1.一种实时动态修正的水轮机组效率曲面拟合方法，其特征在于：该方法为：通过在线数据采集装置，实时采集计算小水电水轮机效率需要的发电机负荷、机组流量、工作水位参数，具体拟合步骤如下：

第一步、数据的归类处理；对样本中数据进行整理归类，同时满足：

x_i-Δx≤x_l≤x_i+Δx

y_i-Δy≤y_l≤y_i+Δy

式中：x_l为测量水位值，单位m；

x_i为模型中水位值，单位m；

Δx为水位误差，设置为0.1m；

y_l为测量负荷值，单位m；

y_i为模型中负荷值，单位m；

Δy为负荷误差，设置为机组额定负荷的0.1％；

那么由出力为x_l，水头为y_l的效率数据构成一个时间序列：ξ(i＝1....n)；

第二步、数据基于时间影响的权重处理：

定义：

式中ξ_i表示出力为x_l、水头为y_l的水轮机组效率，W_i为不同时间的效率数据的权重函数，定义为：

式中：t₀为当日时间，用日表示；

t_i为第i个效率样本对应的时间，用日表示；

m为设置系数，设置m＝4；

第三步、启动实施动态修正的三个条件

达到以下三个条件之一时启动实时动态修正，采用三维一般多项式最小二乘拟合方法重新对模型进行拟合计算；

1)样本数量增量校正条件

当累计样本增长一个数量时，如果：

N_r-N_p＞＝ΔN

式中：N_p为前次拟合计算时的累计样本数量，N_r为当前总累计样本数量，ΔN为设定的样本增量最小值；

则识别为样本数量增量达到校正条件，程序自动重新进行拟合计算以校正前一个模型的误差，获得一个新的更高精度水头-负荷-效率之间的三维模型；

2)定时周期校正条件

当积累设定周期的新样本后，程序自动重新进行拟合计算以校正前一个模型的误差，获得一个新的水头-负荷-效率之间的三维模型；

3)误差控制校正条件

设定ξ_e为根据前次拟合获得的水头-负荷-效率之间三维模型的系数(a₁,a₂,........a₉)，根据模型拟合公式，带入实测工作水头x、机组出力y而计算获得的估计机组效率；设定ξ_r为实际测量得到的机组效率，如果：

|ξ_r-ξ_e|＞＝2E_e

E_e＝min(E_i,E_p)

式中：E_p为前次拟合计算时所有样本点与理想曲面之间的最大误差；E_i为可接受的估计机组效率与实测效率之间的允许误差，设为0.5％～1.0％；

则识别为前次模型误差较大，程序自动重新进行拟合计算以校正前一个模型的误差，获得一个新的更高精度水头-负荷-效率之间的三维模型。