随州站电站发电综合效率系数率定.doc

随州站电站发电综合效率系数率定随州水文水资源勘测局：朱泽文摘要;利用发电机组综合效率进行推流是目前水电站流量测验中应用最广泛的一种推流方法，而综合效率系数的正确率定是影响推流精度的重要因数。本文以随州站（电站），探讨发电综合效率系数率定，通过成果检验分析得出适合随州站（电站）推流综合效率系数。关键词：综合效率系数 流量测验通过水工建筑物推流是目前流量测验的主要方法之一。对于水电站推流，目前主要有逐步图解法、电功率比水头与流量相关法、单机电功率与效率相关法等。但在诸多方法中利用发电机组综合效率进行推流的方法应用更为广泛。在这种方法中，综合效率系数的率定是其关键所在。现以随州站（电站）实测流量资料和实测电功率对其综合效率系数进行率定并检验其成果。1、 效率系数率定方法根据水工建筑物测流规范（SL2092）中所述，水电站多机流量计算公式为：QNs/9.8h （1）式中：Q流量m3/s Ns各机的总电功率KW 各台机组的平均效率 %，包括水轮机、发电机、变压器及传动装置等。 h实测水头m，反击式水轮机为电站上下游水位差、冲击式水轮机为站上水位与叶轮中心轴高程之差（随州站为冲击式水轮机）。将公式（1）变换后得出效率系数计算公式为：Ns/9.8 hQ （2）式中各符号意义相同。水电站在满负荷运行发电情况下，效率系数值变化不大。但当发电功率未达到额定功率N1与限制出力功率N2相差较多时，则效率系数值随实际发电功率和额定功率百分比（P1N/ N1），或实际发电功率与限制功率百分比（P2N/ N2）而变化。根据水文资料整编规范（SL2471999）3.5.4.1条，如果多机的各单机功率容量相同，可以直接用单机功率Ns与建立关系线或关系方程，因此通过采用实测流量计算效率系数值，再将其与功率建立Ns关系线，对水电站发电综合效率系数进行率定。2、 随州站（水电站）发电综合效率系的率定随州水电站位于随州站基本断面上游约380m，共有4台装机容量为160KW发电机组，发电机组叶轮中心轴高程60.76m，总装机容量640KW，各发电机机组功率相同单机额定功率160KW，单机发电流量 6.00 m3/s。本站综合效率系数率定选用该站20092012年4年共30次实测电站流量资料和电站在相应时间内的实际发电功率资料。综合效率系数率定步骤：（1）结合实测流量和电功率采用公式（2）计算各次平均效率系数值和发电功率值Ns；（2）在方格纸上以为横坐标，Ns为纵坐标数据点绘散点图；（3）根据绘散点图的分布趋势，通过点群中心绘制一条平滑曲线，其结果见图1；（4）根据纵座标Ns值，从关系线上查出相应的效率系数值，并记录成相应关系表格。综合效率系数率的率定成果见表1表1随州站（电站）Ns功率关系计算表序号水头电功率Ns开机台数单机电功率Ns9.8Qh实测流量综合效率mKwKwm3/s系数%12.10 90245 181 8.7949.8 22.38 165355 303 1354.4 32.54 220373 356 14.361.8 42.59 290397 388 15.374.7 52.61 155352 289 11.353.6 62.27 80240 154 6.9252.0 72.30 55228 144 6.4138.1 82.52 280393 378 15.374.1 92.58 150350 265 10.556.5 102.60 295398 418 16.470.6 112.57 3103103 421 16.773.7 122.51 250383 362 14.769.1 132.48 30310 205 8.4414.6 142.42 70235 172 7.2640.7 152.53 170443 377 15.245.1 162.64 50413 300 11.616.7 172.34 150350 271 11.855.4 182.59 260387 404 15.964.4 192.42 220455 417 17.652.7 202.49 150350 286 11.752.5 212.51 85243 184 7.4946.1 222.56 80327 228 9.135.0 232.56 80327 226 9.0235.4 242.48 110255 189 7.7858.2 252.45 200450 399 16.650.2 262.41 200450 392 16.651.0 272.39 160440 356 15.244.9 282.36 90423 338 14.626.7 292.46 100425 325 13.530.7 302.30 70235 174 7.7240.2 图1随州站（电站）Ns功率关系图3、 成果检验与分析3.1根据水文资料整编规范（SL2471999）要求，关系线为单一曲线，且测点在10个以上应做符号检验、适线检验和偏离数值检验，随州站（水电站）Ns综合关系线三项检验。检验结果见表2（符号检验显著水平取0.25；适线检验显著水平取0.10；偏离数值检验显著水平取0.20）。表2随州站（电站）Ns关系线三项检验成果表序号施测号数功率( Kw )计算效率率定效率偏差 P (%)P(i) - P(平) P(i) - P(平) 21131014.614.600.390.152161316.717.9-6.7-6.3139.823282326.729.4-9.18-8.7977.264292530.732.1-4.36-3.9715.76522273533.93.243.6313.186232735.433.94.424.8123.14772838.134.79.810.19103.848143540.741.7-2.4-2.014.049303540.241.7-3.6-3.2110.310274044.945.8-1.97-1.582.5116405245.813.5413.93194.0412154345.147.7-5.45-5.0625.613214346.147.7-3.35-2.968.761414549.849.50.61111526505152.8-3.41-3.029.121695056.552.87.017.454.7617175055.452.84.925.3128.218205052.552.8-0.57-0.180.0319255050.252.8-4.92-4.5320.522055253.653.8-0.370.0202125554.455.8-2.51-2.124.4922195552.755.8-5.56-5.1726.7323245558.255.84.34.69222437361.864-3.44-3.059.325128369.166.93.293.6813.5426188764.469-6.67-6.2839.442789374.171.93.063.4511.92849774.772.92.472.868.1829109870.672.9-3.16-2.777.67301110373.774.3-0.81-0.420.18样 本 容 量：N =30正号个数： 11.5符号交换次数： 15符 号 检 验：u=1.10允许：1.15(显著性水平 a=0.25)合格适 线 检 验：U=-0.37免检偏离数值检验：|t|=0.41允许：1.31(显著性水平 a=0.20)合格 标 准 差：Se(%)=5.3随机不确定度(%)：10.6系统误差(%)：-0.4说 明： 3.2采用实测流量资料检验选取随州站（电站）2011年实测资料和发电功率资料，根据计算单机电功率，在Ns综合关系线中查找对应的效率系数值，采用公式（1）计算各测次的相应流量值，并将与实测结果进行比较，其结果见表3表3随州站（电站）2011年实测流量与计算流量对照表序号功率Kw实测流量(Q测)m3/s单机计算流量(Q计)m3/s计算流量m3/s开机台数相对误差%1458.79 4.2 8.48 2 7.2 25513.0 4.1 12.2 3 20.3 3108.4 2.7 8.1 3 11.8 49715.3 5.0 15.1 3 3.9 55211.3 3.6 10.9 3 11.4 6406.92 3.8 7.54 2 -16.5 7286.41 3.4 6.88 2 -13.6 89315.3 5.0 15.1 3 4.2 95010.5 3.6 10.8 3 -8.1 1010316.7 5.3 15.9 3 15.9 对实测流量Q实和计算流量Q计的均值分别采用t检验，显著水平取0.05检验结果见表4表4随州站（电站）均值检验成果表第一组测点第二组测点序号施测号数实测值线上值偏差 P (%)P(i) - P(平) 2施测号数实测值线上值偏差 P (%)P(i) - P(平) 2113.233.28-1.522.5318.798.483.66 8.53 223.153.005.0024.30213.012.26.56 33.87 332.672.80-4.6422.1838.408.103.70 8.76 442.632.80-6.0737.70415.315.11.32 0.34 552.582.67-3.3711.83511.310.93.67 8.58 662.742.586.2037.5866.927.54-8.22 80.28 772.742.576.6142.7776.416.88-6.83 57.30 882.542.540.000.00815.315.11.32 0.34 992.362.49-5.2227.98910.510.8-2.78 12.39 10102.492.403.7513.541016.715.95.03 18.40 第一组平均相对偏离值(%)：0.07第二组平均相对偏离值(%)：0.74第一、第二组测点综合标准差 (%)：4.9统