本發(fā)明涉及水輪發(fā)電機(jī)組，特別是一種水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、水輪發(fā)電機(jī)組廣泛應(yīng)用于水力發(fā)電領(lǐng)域，作為將水能轉(zhuǎn)化為電能的核心設(shè)備，水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的能源利用率和經(jīng)濟(jì)性具有重要影響。在傳統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)組中，停機(jī)和開機(jī)過程通常伴隨著大量的能量損耗，特別是在停機(jī)過程中，轉(zhuǎn)子的機(jī)械能未能有效回收，而在開機(jī)過程中，機(jī)組依賴水能的供應(yīng)來加速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，缺乏有效的能量再利用機(jī)制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述或現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：在傳統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)組中，停機(jī)和開機(jī)過程通常伴隨著大量的能量的機(jī)械能未能有效回收，而在開機(jī)過程中，機(jī)組依賴水能的供應(yīng)來加速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，缺乏有效的能量再利用機(jī)制。

4、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其包括在水輪機(jī)組停機(jī)過程中，利用能量回收及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將水輪機(jī)轉(zhuǎn)子富余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置中；

5、在水輪機(jī)組開機(jī)過程中，利用儲(chǔ)能裝置中的電能，在機(jī)組定子端建立交變磁場，帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)。

6、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的一種優(yōu)選方案，其中：利用能量回收及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將水輪機(jī)轉(zhuǎn)子富余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，包括，

7、通過能量回收效率優(yōu)化算法，實(shí)時(shí)監(jiān)控水輪機(jī)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并動(dòng)態(tài)調(diào)整能量轉(zhuǎn)換裝置的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)子富余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

8、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的一種優(yōu)選方案，其中：能量回收效率優(yōu)化算法，包括，

9、實(shí)時(shí)監(jiān)控水輪機(jī)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，以傳感器反饋的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)；

10、根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同階段，動(dòng)態(tài)調(diào)整能量轉(zhuǎn)換裝置的電磁場強(qiáng)度和負(fù)載匹配，使能量轉(zhuǎn)換效率始終處于最高水平；

11、當(dāng)轉(zhuǎn)速高于預(yù)定閾值時(shí)，增加電磁場強(qiáng)度以提高電能轉(zhuǎn)換效率，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至臨界值時(shí)，減少電磁場強(qiáng)度以防止過度制動(dòng)或無效能量損失。

12、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的一種優(yōu)選方案，其中：利用儲(chǔ)能裝置中的電能，包括，

13、評(píng)估儲(chǔ)能裝置中的剩余電能，根據(jù)機(jī)組開機(jī)時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和加速需求，計(jì)算所需的電能輸出量；

14、控制電能輸出的頻率和電壓，在機(jī)組定子端形成適合當(dāng)前轉(zhuǎn)速的交變磁場；

15、當(dāng)轉(zhuǎn)速逐步提升，接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，逐步減少電能輸出，使機(jī)組平穩(wěn)加速。

16、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的一種優(yōu)選方案，其中：還包括儲(chǔ)能裝置在機(jī)組開機(jī)過程中釋放的電能由控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，并在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐步提升至80％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，逐步降低電能釋放速率。

17、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的一種優(yōu)選方案，其中：還包括，

18、在整個(gè)開停機(jī)過程中，根據(jù)儲(chǔ)能裝置的當(dāng)前電量、充電需求和放電需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能裝置的充放電速率。

19、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的一種優(yōu)選方案，其中：能量回收效率優(yōu)化算法還包括，

20、在水輪機(jī)組停機(jī)過程中，利用能量轉(zhuǎn)換裝置的制動(dòng)作用，通過調(diào)整磁場強(qiáng)度和負(fù)載，逐步減少轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性；

21、當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至設(shè)定閾值以下時(shí)，關(guān)閉能量回收模式，切換至傳統(tǒng)停機(jī)流程。

22、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能的系統(tǒng)，其能在整個(gè)開停機(jī)過程中，根據(jù)儲(chǔ)能裝置的當(dāng)前電量、充電需求和放電需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能裝置的充放電速率，解決了目前的水輪發(fā)電機(jī)組缺乏有效的能量再利用機(jī)制的問題。

23、作為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能的系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：包括停機(jī)控制模塊，開機(jī)控制模塊，全程控制模塊；

24、停機(jī)控制模塊用于在水輪機(jī)組停機(jī)過程中，利用能量回收及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將水輪機(jī)轉(zhuǎn)子富余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置中；

25、開機(jī)控制模塊用于在水輪機(jī)組開機(jī)過程中，利用儲(chǔ)能裝置中的電能，在機(jī)組定子端建立交變磁場，帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)；

26、全程控制模塊用于在整個(gè)開停機(jī)過程中，根據(jù)儲(chǔ)能裝置的當(dāng)前電量、充電需求和放電需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能裝置的充放電速率。

27、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序是實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的步驟。

28、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的步驟。

29、本發(fā)明的有益效果：利用能量回收轉(zhuǎn)換裝置將停機(jī)過程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能進(jìn)行儲(chǔ)存，大幅減少了能源的浪費(fèi)，并對(duì)收集的電能加以利用，將電能用于開機(jī)過程，在定子上形成交變磁場，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速快速上升，大幅減少開機(jī)過程水資源的消耗。進(jìn)一步的，根據(jù)儲(chǔ)能裝置的電量、電壓和溫度狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電電流和電壓，確保在高電量或高溫狀態(tài)下能夠自動(dòng)減少充電速率，避免過充和溫度過高的風(fēng)險(xiǎn)，顯著提升了充電效率和系統(tǒng)安全性，延長了儲(chǔ)能裝置的使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：包括，

2.如權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：所述利用能量回收及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將水輪機(jī)轉(zhuǎn)子富余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，包括，

3.如權(quán)利要求2所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：所述能量回收效率優(yōu)化算法，包括，

4.如權(quán)利要求3所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：所述利用儲(chǔ)能裝置中的電能，包括，

5.如權(quán)利要求4所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：還包括所述儲(chǔ)能裝置在機(jī)組開機(jī)過程中釋放的電能由控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，并在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐步提升至80％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，逐步降低電能釋放速率。

6.如權(quán)利要求5所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：所述能量回收效率優(yōu)化算法還包括，

7.如權(quán)利要求1～6任一所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法，其特征在于：還包括，

8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的系統(tǒng)，其特征在于：包括停機(jī)控制模塊，開機(jī)控制模塊，全程控制模塊；

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能方法及系統(tǒng)，涉及水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，包括在水輪機(jī)組停機(jī)過程中，利用能量回收及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將水輪機(jī)轉(zhuǎn)子富余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置中；在水輪機(jī)組開機(jī)過程中，利用儲(chǔ)能裝置中的電能，在機(jī)組定子端建立交變磁場，帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的有益效果為利用能量回收轉(zhuǎn)換裝置將停機(jī)過程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能進(jìn)行儲(chǔ)存，大幅減少了能源的浪費(fèi)，并對(duì)收集的電能加以利用，將電能用于開機(jī)過程，在定子上形成交變磁場，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速快速上升，大幅減少開機(jī)過程水資源的消耗。

技術(shù)研發(fā)人員：楊輝明,李同春,吳國軍,周其彬,王祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川華能涪江水電有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9