抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统的制作方法-j9九游会真人

1.本发明涉及抽水蓄能电站相关技术领域，尤其涉及抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统。


背景技术：

2.抽水蓄能电站(pumped hydro storage,phs)是一种利用水能进行储能的电力设施，能够将能源在高峰期进行储存，以在低谷期供应电力。它通过抽水机将水从下游的低水位抽到上游的高水位，并在高峰期将水流通过水轮机转化为电力输出。
3.在进行抽水蓄能电站生产运行时，由于水泵和发电机组的效率限制，其中一部分能量将会转化为热量损失。同时，电站的储能量和输出量都受限于水库容量和水位变化等因素，所以抽水蓄能电站需要处理的水速度、压力、温度、水位等都是难以控制的变量，这些变量都与建设、维护和定期检查相关。因此，安全问题很重要，尤其是在建设、运营和维护过程需要严格细致的操作和技术培训。
4.因此，当今市场有必要对抽水蓄能电站的相关设备进行监测，并建立相关运行系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
7.具体的，提出抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统，包括：
8.电站本体，所述电站本体包括，
9.水库，用于储存水，储备水能，
10.下池/上池，分别为两个水库，下池用于存放低位水，上池用于存放高位水，
11.水泵，用于将下池的水抽到上池，并储存转换得到的重力势能，
12.输水管道，用于将上池储存的水进行引流，
13.水轮机，用于接收来自所述输水管道的水流，并进行能源转化输出机械能，
14.发电机组，用于将水轮机输出的所述机械能转换为电能，
15.变电站，用于将所述发电机组得到的所述电能进行升压后接入电网，实现电量输出；
16.电力需求情况获取模块，用于根据用电情况按照预设的划分标准判断电力需求是处于高峰期还是低负荷。
17.储能模块，用于在电力需求处于低负荷时，将水通过水泵从下池调运至上池，进行储能；
18.输出模块，用于在电力需求处于高峰期时，将水通过输水管道输送至水轮机处通过发电机组进行发电，并将电能通过变电站接入电网，实现电量输出；
19.设备监测模块，用于对抽水蓄能电站中的各设备的相关物理量进行监测，并在存在异常时进行报警提醒。
20.进一步，具体的，所述电力需求情况获取模块的作用方式包括，
21.获取选定时间段的历史数据进行分析判断得到低负荷状态以及高峰期的划分标准作为预设的划分标准，之后采集当前的用电情况，根据当前的用电情况判断属于低负荷状态亦或是高峰期；
22.或是通过监测当前的电网负荷以及传输瓶颈，并结合预先设置的电网负荷与传输瓶颈的相关阈值来判断当前的电力需求情况；
23.或是通过监测关联供应商的供电水平，如果关联供应商的平均供电水平降低预设的程度则判断当前处于高峰期，如果关联供应商的平均供电水平未降低预设的程度则判断当前处于低负荷。
24.进一步，具体的，所述设备监测模块所监测的相关物理量包括抽水蓄能电站需要处理的水速度、压力、温度以及水位高度。
25.进一步，具体的，对抽水蓄能电站中的各设备的相关物理量进行监测的方法，包括，
26.针对相关物理量中的任意一项数据；
27.当电力需求处于低负荷时，判断目标数据是否处于平稳趋势，若是处于平稳趋势则判断目标数据无异常，若不处于平稳趋势则判断目标数据异常；
28.当电力需求处于高峰期时，判断目标数据的变化趋势是否过大，若不过大则判断目标数据无异常，若过大则判断目标数据异常。
29.进一步，具体的，判断目标数据是否处于平稳趋势的方法包括，
30.在预设的周期t内，随机抽取(t，t nt)时段内的多个目标数据，其中t为抽样的起始时间，n为正整数；
31.以时间为横轴、目标数据的数值为纵轴、(t，0)为坐标原点建立坐标系，会得到带有多个离散点的二维坐标系，所述离散点的横坐标位于(t，t nt)范围内；
32.通过拟合算法对所述离散点进行拟合得到拟合线，以所述拟合线作为判定标准线；
33.以所述判定标准线对任意采样周期(t nt，t 2nt)范围内的目标数据进行判断，判断的过程包括：
34.将所述判定标准线平移n个周期的距离至采样周期(t nt，t 2nt)所对应的坐标系范围中；
35.分别计算(t nt，t 2nt)范围内的每个采样的目标数据对应的离散点，到平移后的判定标准线之间的最短距离得到最短距离数据集，统计最短距离数据集中大于第一阈值的数据数量，
36.判断所述数据数量是否大于第二阈值，若是则判断目标数据不处于平稳趋势，若否则判断目标数据处于平稳趋势。
37.进一步，具体的，判断目标数据的变化趋势是否过大的方法包括，
38.进行预设时间段的目标数据采样，并将采样得到的所述目标数据按照获取的时间顺序进行排列形成第一数据集；
39.依次比较第一数据集中相邻顺序的目标数据，当出现后获取的目标数据比前获取的目标数据的值小的情况时，将后获取的目标数据标记为舍弃目标数据并剔除，继续取所述舍弃目标数据的后一位目标数据与所述前获取的目标数据的值进行比较，若后一位目标数据比所述前获取的目标数据的值仍小的话，重复以上操作直到出现比所述前获取的目标数据的值大的情况，依照以上方法对所述第一数据集进行处理，剔除所有的舍弃目标数据并得到第二数据集；
40.依次比较第一数据集中相邻顺序的目标数据，当出现后获取的目标数据比前获取的目标数据的值大的情况时，将后获取的目标数据标记为舍弃目标数据并剔除，继续取所述舍弃目标数据的后一位目标数据与所述前获取的目标数据的值进行比较，若后一位目标数据比所述前获取的目标数据的值仍大的话，重复以上操作直到出现比所述前获取的目标数据的值小的情况，依照以上方法对所述第一数据集进行处理，剔除所有的舍弃目标数据并得到第三数据集；
41.统计第二数据集中元素的数量a，第三数据集中元素的数量b，以及舍弃目标数据的数量c，若c/(a b)的值大于第三阈值，则判断目标数据的变化趋势过大，若c/(a b)的值不大于第三阈值，则判断目标数据的变化趋势不过大。
42.进一步，具体的，所述设备监测模块在存在异常时进行报警提醒的方式为，
43.以一周为轮值周期，于轮值周期中的每一日内预设管理员ip，当存在异常时将关联数据进行打包发送至预设管理员ip处进行报警提醒，并生成日志文件。
44.本发明的有益效果为：
45.本发明提出抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统，一方面，通过电力需求情况获取模块根据用电情况按照预设的划分标准判断电力需求是处于高峰期还是低负荷，之后根据情况通过储能模块进行储能亦或是通过输出模块进行电量输出；另一方面通过设备监测模块对抽水蓄能电站中的各设备的相关物理量进行监测，并在存在异常时进行报警提醒，确保电站的稳定运行。
附图说明
46.通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
47.图1所示为本发明抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统的结构框图。
具体实施方式
48.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
49.参照图1，实施例1，本发明提出抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统，包括：
50.电站本体，所述电站本体包括，
51.水库，用于储存水，储备水能，
52.下池/上池，分别为两个水库，下池用于存放低位水，上池用于存放高位水，
53.水泵，用于将下池的水抽到上池，并储存转换得到的重力势能，
54.输水管道，用于将上池储存的水进行引流，
55.水轮机，用于接收来自所述输水管道的水流，并进行能源转化输出机械能，
56.发电机组，用于将水轮机输出的所述机械能转换为电能，
57.变电站，用于将所述发电机组得到的所述电能进行升压后接入电网，实现电量输出；
58.电力需求情况获取模块，用于根据用电情况按照预设的划分标准判断电力需求是处于高峰期还是低负荷。
59.储能模块，用于在电力需求处于低负荷时，将水通过水泵从下池调运至上池，进行储能；
60.输出模块，用于在电力需求处于高峰期时，将水通过输水管道输送至水轮机处通过发电机组进行发电，并将电能通过变电站接入电网，实现电量输出；
61.设备监测模块，用于对抽水蓄能电站中的各设备的相关物理量进行监测，并在存在异常时进行报警提醒。
62.在本实施例1中，一方面，通过电力需求情况获取模块根据用电情况按照预设的划分标准判断电力需求是处于高峰期还是低负荷，之后根据情况通过储能模块进行储能亦或是通过输出模块进行电量输出；另一方面通过设备监测模块对抽水蓄能电站中的各设备的相关物理量进行监测，并在存在异常时进行报警提醒，确保电站的稳定运行。
63.作为本发明的优选实施方式，具体的，所述电力需求情况获取模块的作用方式包括，
64.获取选定时间段的历史数据进行分析判断得到低负荷状态以及高峰期的划分标准作为预设的划分标准，之后采集当前的用电情况，根据当前的用电情况判断属于低负荷状态亦或是高峰期；
65.或是通过监测当前的电网负荷以及传输瓶颈，并结合预先设置的电网负荷与传输瓶颈的相关阈值来判断当前的电力需求情况；
66.或是通过监测关联供应商的供电水平，如果关联供应商的平均供电水平降低预设的程度则判断当前处于高峰期，如果关联供应商的平均供电水平未降低预设的程度则判断当前处于低负荷。
67.在本优选实施方式中，给出了三种判断电力需求情况的方式进行电力需求情况的判断，能够结合市场需求较为准确的进行分析。
68.作为本发明的优选实施方式，具体的，所述设备监测模块所监测的相关物理量包括抽水蓄能电站需要处理的水速度、压力、温度以及水位高度。
69.抽水蓄能电站需要处理的水速度、压力、温度、水位等都是难以控制的变量，这些变量都与建设、维护和定期检查相关。因此需要进行对应监控。
70.作为本发明的优选实施方式，具体的，对抽水蓄能电站中的各设备的相关物理量进行监测的方法，包括，
71.针对相关物理量中的任意一项数据；
72.当电力需求处于低负荷时，判断目标数据是否处于平稳趋势，若是处于平稳趋势则判断目标数据无异常，若不处于平稳趋势则判断目标数据异常；
73.当电力需求处于高峰期时，判断目标数据的变化趋势是否过大，若不过大则判断目标数据无异常，若过大则判断目标数据异常。
74.在本优选实施方式中，考虑到低负荷的时候电站内的设备基本处于运行稳态，所以此时数据不应当出现大幅度的波动，所以应当对目标数据进行平稳趋势的分析，在高峰期的时候电站内的设备应当也处于高负荷的运行状态，但是其也是处于相对稳定，所以此时虽然数据不是稳定状态，但是其变化趋势不能太大，基于此进行上述判断以实现电站的相关数据的监测。
75.作为本发明的优选实施方式，具体的，判断目标数据是否处于平稳趋势的方法包括，
76.在预设的周期t内，随机抽取(t，t nt)时段内的多个目标数据，其中t为抽样的起始时间，n为正整数；
77.以时间为横轴、目标数据的数值为纵轴、(t，0)为坐标原点建立坐标系，会得到带有多个离散点的二维坐标系，所述离散点的横坐标位于(t，t nt)范围内；
78.通过拟合算法对所述离散点进行拟合得到拟合线，以所述拟合线作为判定标准线；
79.以所述判定标准线对任意采样周期(t nt，t 2nt)范围内的目标数据进行判断，判断的过程包括：
80.将所述判定标准线平移n个周期的距离至采样周期(t nt，t 2nt)所对应的坐标系范围中；
81.分别计算(t nt，t 2nt)范围内的每个采样的目标数据对应的离散点，到平移后的判定标准线之间的最短距离得到最短距离数据集，统计最短距离数据集中大于第一阈值的数据数量，
82.判断所述数据数量是否大于第二阈值，若是则判断目标数据不处于平稳趋势，若否则判断目标数据处于平稳趋势。
83.在本优选实施方式中，通过上述方式能够准确的判断目标数据是否处于平稳趋势。
84.作为本发明的优选实施方式，具体的，判断目标数据的变化趋势是否过大的方法包括，
85.进行预设时间段的目标数据采样，并将采样得到的所述目标数据按照获取的时间顺序进行排列形成第一数据集；
86.依次比较第一数据集中相邻顺序的目标数据，当出现后获取的目标数据比前获取的目标数据的值小的情况时，将后获取的目标数据标记为舍弃目标数据并剔除，继续取所述舍弃目标数据的后一位目标数据与所述前获取的目标数据的值进行比较，若后一位目标数据比所述前获取的目标数据的值仍小的话，重复以上操作直到出现比所述前获取的目标数据的值大的情况，依照以上方法对所述第一数据集进行处理，剔除所有的舍弃目标数据并得到第二数据集；
87.依次比较第一数据集中相邻顺序的目标数据，当出现后获取的目标数据比前获取
的目标数据的值大的情况时，将后获取的目标数据标记为舍弃目标数据并剔除，继续取所述舍弃目标数据的后一位目标数据与所述前获取的目标数据的值进行比较，若后一位目标数据比所述前获取的目标数据的值仍大的话，重复以上操作直到出现比所述前获取的目标数据的值小的情况，依照以上方法对所述第一数据集进行处理，剔除所有的舍弃目标数据并得到第三数据集；
88.统计第二数据集中元素的数量a，第三数据集中元素的数量b，以及舍弃目标数据的数量c，若c/(a b)的值大于第三阈值，则判断目标数据的变化趋势过大，若c/(a b)的值不大于第三阈值，则判断目标数据的变化趋势不过大。
89.在本优选实施方式中，通过上述方式能够准确的进行目标数据的变化趋势判断。
90.作为本发明的优选实施方式，具体的，所述设备监测模块在存在异常时进行报警提醒的方式为，
91.以一周为轮值周期，于轮值周期中的每一日内预设管理员ip，当存在异常时将关联数据进行打包发送至预设管理员ip处进行报警提醒，并生成日志文件。
92.在本优选实施方式中，考虑到电站的管理问题，进行对应ip绑定，责任到人，能够更好的完成管理员对异常问题的信息收集。
93.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例中的方案的目的。
94.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
95.所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储的介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
96.尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
97.以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。