[发明专利]一种抽水蓄能电站冰情监测方法及系统

权利要求书

1.一种抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，该方法包括：

在水面/冰面上设置安装平台；在安装平台上固定安装支架，且该安装支架包括上部和下部，该上部位于水面/冰面上方，该下部自水面/冰面上方伸入水面/冰面下方；在安装支架下部固定水尺；在安装支架下部底端设置声呐传感器；在安装支架上部顶端设置雷达水位计，且所述声呐传感器与所述雷达水位计位于所述安装平台同一侧；在安装支架上部顶端安装环境温度传感器；

采集所述声呐传感器数据、雷达水位计的测量数据、水尺的测量数据、所述环境温度传感器数据；

利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度，利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器或水尺的测量数据计算冰层厚度，利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度；取上述三个冰层厚度中数值相近的两个冰层厚度平均值作为最终的冰层厚度；

所述水尺包括本体；所述本体一面与所述安装支架接触；所述本体另一面中部设有刻度，该刻度两侧的本体上分别设有多个电压感应触点和多个温度传感器；所述水尺的测量数据包括电压测量数据和温度测量数据；

利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：

选取连续的M个时刻的水尺温度数据序列，以及环境温度数据序列；

对于水尺上的任一个温度测量点，计算该温度测量点M个时刻的温度数据组成的温度数据序列和环境温度数据序列的相关系数，得到该温度测量点的相关系数；同理，计算其余所有温度测量点的相关系数，最终得到N个温度测量点的N个相关系数；

根据所述N个相关系数确定冰层厚度。

2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，在未结冰或者正常结冰的情况下，利用所述雷达水位计以及水下声呐传感器的测量数据计算冰层厚度H的公式为：H=（雷达水位计安装高程 - H2）-（声呐传感器安装高程 + H1）；其中H2为雷达水位计安装位置至水面或冰上表面的测量距离，H1为声呐传感器安装位置至水面或冰下表面的测量距离。

3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，在冰层破裂冒水后结冰的情况下，利用所述雷达水位计、水下声呐传感器和水尺的测量数据计算冰层厚度H的公式为：H=H’+H”；H’=H4-（声呐传感器安装高程+ H1）；H”=（雷达水位计安装高程 - H2）-H5；其中H’为下层冰厚，H”为上层冰厚；H4在H4-1、H4-2中择优选取；H5在H5-1、H5-2中择优选取；其中H1为声呐传感器安装位置至水面或下层冰下表面的测量距离，H2为雷达水位计安装位置至上层冰上表面的测量距离，H4-1为水尺上电压感应触点测量得到的下层冰上表面位置；H4-2为水尺上温度传感器测量得到的下层冰上表面位置；H5-1为水尺上电压感应触点测量得到的上层冰下表面位置；H5-2为水尺上温度传感器测量得到的上层冰下表面位置；雷达水位计安装高程、声呐传感器安装高程、H4-1、H4-2、H5-1、H5-2均以水尺下部零点位置为参照系。

4.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，水尺从上往下，对于某个时刻的所有温度测量点，找出该时刻相关系数大于0.95所有温度测量点，以该所有温度测量点的最低位置温度测量点确定冰层上表面；找出该时刻相关系数小于0.50 且连续3个时刻的温度值均高于0度的所有温度测量点，并以该所有温度测量点的最高位置温度测量点确定冰层下表面；通过所述上表面和下表面即确定冰层厚度。

5.根据权利要求1～4之一所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，利用所述水尺的测量数据计算冰层厚度的方法包括：

采集水尺上所有电压感应点的电压值；

根据所述电压值判断电压感应点所处位置，从而计算冰层厚度。

6.根据权利要求5所述的抽水蓄能电站冰情监测方法，其特征在于，当为水尺提供3.3V的电压时，利用下列方法判断电压感应点的位置：

当某一电压感应点的电压值大于2.75V时，判定为该电压感应点位于水中；

当某一电压感应点的电压值介于0.33V和0.75V之间时，判定为该电压感应点位于冰层中；

当某一个电压感应点的电压值小于0.33V时，判定为该电压感应点位于空气中。