[发明专利]基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法

权利要求书

1.一种基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，其特征在于包括以下步骤：

针对水电站泄洪闸门梳理建模业务数据；根据建模业务数据分类定义仿真单元；通过实体模型或者数学模型构建各仿真单元；将各仿真单元通过物理信号连接并进行水电站闸门启闭仿真实验，以获得水电站闸门调度参数；

所述实体模型上设置有传感器和控制器，实体模型用于模拟不同泄洪设施的形状和状态，控制器接收来自其他仿真单元发送的物理信号，用于实体模型的运行状态作为仿真单元的输入信息，传感器用于采集仿真相关数据作为仿真单元的输出信息，通过物理信号的形式发送给其他仿真单元；

基于数学模型的仿真单元安装有能采集和激励物理信号的板卡；采集物理信号的板卡接收其他仿真单元发送的物理信号，转成数字量作为数学模型的输入；激励物理信号的板卡把数学模型的输出转成物理信号，发送给其他仿真单元；

所述仿真单元包括闸门仿真单元、水库仿真单元、调度仿真单元和水文环境仿真单元；

其中，闸门仿真单元对不同泄洪设施的形状、状态和约束进行建模并仿真；不同的泄洪设施包括表孔、中孔、底孔、泄洪洞、舌瓣门，状态和约束包括有运用水位范围、相邻闸门最大开度差、对称闸门最大开度差、闸门开启次序、最大开度、最小开度、闸门状态；

水库仿真单元对水库的初始条件、状态和约束进行建模并仿真，水库的初始条件包括初始起调水位、预报水库流量过程、闸门初始状态、发电运行计划信息，约束包括最低最高水位、最小最大库容、最小最大流量，闸门开度区间；

调度仿真单元对水电站的调度特征数据进行建模并仿真，包括水位库容曲线、下泄能力曲线、尾水位流量关系表；

水文环境仿真单元对水电站的水文环境进行建模并仿真。

2.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，其特征在于所述建模业务数据包括：泄洪设施的形状、状态和约束以及运用水位范围、相邻闸门最大开度差、对称闸门最大开度差、闸门开启次序、最大开度、最小开度、闸门状态；水电站的初始条件，包括初始起调水位、预报水库流量过程、闸门初始状态、发电运行计划；水库的约束条件包括最低最高水位、最小最大库容、最小最大流量，闸门开度区间；水电站运行的特征数据包括水位库容曲线、下泄能力曲线、尾水位流量关系表。

3.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，其特征在于根据水电站闸门建模业务数据，根据功能、业务复杂度和耦合度合理划分，建立数学模型，定义仿真单元。

4.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，其特征在于所述物理信号的类型包括模拟量、数字量、串口信号或TCP/IP信号。

5.根据权利要求3所述的基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，其特征在于实体模型的制作方法包括以下步骤：

A.首先获取水电站及周边环境的矢量信息，所谓矢量信息是指水电站的尺寸，大小，长度，高度，水库容量，水电站流量多个维度信息；

B.获取实验室室内的矢量信息，包括实验室的大小，长度，宽度和高度;

C.根据上述的矢量信息进行对比，获得迷你实体模型的比例尺;

D.根据比例尺制作迷你实体模型，并安装传感器和控制器。

6.根据权利要求3所述的基于半实物仿真的获取水电站闸门调度参数的方法，其特征在于基于数学模型的仿真单元的构建方法包括以下步骤：

在开发主机的MATLAB/Simulink环境下搭建数学模型并仿真；使用Simulink工具，把数学模型转换成能在实时仿真机下运行的二进制代码；通过仿真管理工具把所生成的二进制代码下载到实时仿真机上运行；实时仿真机用以实时采集和激励各种物理信号。