本发明属于电力系统运行领域，尤其涉及多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法及系统。
背景技术：
1、风光等清洁能源是国家大力发展的方向，若大规模发展风光，则极可能导致水电机组被迫频繁进入低负荷区运行，如黄河上游多能互补基地中的李家峡水电站由于青海省风、光大规模并网而被迫进入低负荷区的日运行时长达5h。这将导致水轮机运行效率低、流态恶化、压力脉动幅值增大、振动加剧，甚至转轮产生裂纹，严重威胁水电机组安全、高效运行。这意味着依赖水电灵活调节的水-风-光多能互补系统在低负荷区运行时存在安全运行风险。
2、归纳现有背景技术，水电机组低负荷区运行风险研究主要存在以下不足：1)在水力机械领域：现有针对水电机组低负荷区运行的研究主要是从水力机械角度研究水电机组在低负荷区运行的疲劳损伤分析及预测损伤，现有的研究大多是从被动的角度分析水电机组被迫进入低负荷区运行会引发什么问题以及如何预测这些问题，很少从运行的角度识别并量化低负荷区运行风险；2)在调度运行领域：然而，现有的制定发电计划的研究均认为水电机组一旦避开了振动区，其他区域都是理想的运行区域，却忽略了水电机组运行在稳态和低负荷区时对水电机组水力机械的影响是不同的，这高估了水电机组的理想灵活运行范围。另外，少量研究只限制水电机组在稳定运行区域运行而不允许在低负荷区运行，这严重低估了水电机组的灵活运行范围且不利于风-光的消纳，对多能互补系统管理者来说也是不可接受的。总的来说，现有的研究高估或低估了水电机组的灵活运行范围，进而导致制定的多能互补系统发电计划不能平衡多能互补系统中各主体的利益。
技术实现思路
1、根据现有技术的不足，本发明的目的是提供多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法及系统，可以准确识别并评估出水电机组低负荷区运行风险并进行分区，能够为多能互补调度中心提供准确的理想运行区域，为多能互补系统调度运行提供支撑。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
3、多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，包括以下步骤：
4、建立基于振动特征、摆度特征和压力脉动特征的水电机组低负荷区运行风险评估指标体系，获取水电机组低负荷运行状态下各项指标值；
5、基于水电机组低负荷区运行风险评估指标体系建立指标加权评估模型；
6、获取各项指标的权重；
7、划分水电机组运行的多个风险区，基于各项指标的权重获取指标加权评估模型值，并基于指标加权评估模型值判定水电机组所在风险区；
8、基于指标加权评估模型值所在风险区综合评估水电机组低负荷区运行风险。
9、通过传感器测量获取振动特征、摆度特征和压力脉动特征，具体为：
10、在机架分别布置第一位移传感器和第二位移传感器，以分别测量上机架水平和垂直振动特征；
11、在定子机座分别布置第三位移传感器和第四位移传感器，以测量定子机座水平和垂直振动特征；
12、在下机架分别布置第五位移传感器和第六位移传感器，以测量下机架水平和垂直振动特征；
13、在顶盖分别布置第七位移传感器和第八位移传感器，以测量顶盖水平和垂直振动特征；
14、在发电机上导轴承分别布置第九位移传感器和第十位移传感器，以测量发电机上导轴承的x向和y向摆度特征；
15、在发电机下导轴承布置第十一位移传感器和第十二位移传感器，以测量发电机下导轴承的x向和y向摆度特征；
16、在水轮机水导轴承布置第十三位移传感器和第十四位移传感器，以测量水轮机水导轴承的x向和y向摆度特征；
17、在水轮机顶盖内外圆布置第一压力传感器和第二压力传感器，以测量水轮机顶盖内外圆的压力脉动特征；
18、在水轮机无叶区布置第三压力传感器，以测量水轮机无叶区的压力脉动特征；
19、在尾水管上下侧布置第四压力传感器和第五压力传感器，以测量尾水管上游和下游的压力脉动特征；
20、在水轮机蜗壳进口布置第六压力传感器，以测量水轮机蜗壳进口的压力脉动特征。
21、获取水电机组低负荷运行状态下各项指标值，基于水电机组低负荷区运行风险评估指标体系建立指标加权评估模型的方法为：
22、通过阈值设定法计算得到水电机组u的第m项特征值的稳定性指标lu,m：
23、
24、式中，vu,m为水电机组u的第m项指标测量值；为运行中水电机组u的第m项指标最大允许值，若测量值超出最大允许值，则lu,m为0，否则为1；
25、在计算获取水电机组u的m项特征值稳定性指标后，需加权获得水电机组u的综合稳定性指标，获得水电机组u的综合稳定性指标lu：
26、
27、其中，wu,m为水电机组u的第m项指标测量值，m为指标总数。
28、采用层次分析法获取各项指标的权重。
29、划分水电机组运行的多个风险区，基于各项指标的权重获取指标加权评估模型值，并基于指标加权评估模型值判定水电机组所在风险区的方法为：
30、设定第一阈值lu,min和第二阈值lu,max，基于各项指标的权重获取水电机组u的综合稳定性指标lu，将综合稳定性指标lu作为指标加权评估模型值；
31、根据综合稳定性指标lu的值判定水电机组所在风险区，具体为：
32、当综合稳定性指标lu的值在[0,lu,min)中的区域，则水电机组在高风险区运行，应禁止水电机组运行；当综合稳定性指标lu的值在[lu,min,lu,max)中的区域，则水电机组在中风险区运行，表明能够运行但存在中风险；当综合稳定性指标lu的值在[lu,max,100)中的区域，则水电机组在低风险区运行，表明能够运行但存在低风险；当综合稳定性指标lu的值为100，则表明水电机组在稳定运行区运行。
33、基于指标加权评估模型值所在风险区综合评估水电机组低负荷区运行风险的方法为：
34、水电机组运行的多个风险区包括高风险区、中风险区和低风险区，采用高风险区、加权的方法来综合评估水电机组低负荷区运行风险，表达式为：
35、
36、式中，rpl为水电站一天内低负荷区安全运行风险指标，rpl越小越好；s为风和/或光的不确定场景总个数，s为第s个不确定场景；j是一天内时段数，j为第j个时段；nu为水电机组总数量，u为第u个水电机组；ij,u为第u个水电机组在第j个时段的运行状态；分别为第u个水电机组在第j个时段是否在高风险区、中风险区和低风险区运行的判断指标，在相应风险区取值为0，否则取值为1；α,β,γ分别为水电机组在高、中和低风险区运行的权重，其中α为∞、β+γ＝1；ρs为第s个不确定场景对应的发生概率。
37、多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估系统，包括：
38、指标获取模块，用于建立基于振动特征、摆度特征和压力脉动特征的水电机组低负荷区运行风险评估指标体系，获取水电机组低负荷运行状态下各项指标值；
39、指标加权评估模型建立模块，用于基于水电机组低负荷区运行风险评估指标体系建立指标加权评估模型；
40、权重获取模块，用于获取各项指标的权重；
41、风险区判定模块，用于划分水电机组运行的多个风险区，基于各项指标的权重获取指标加权评估模型值，并基于指标加权评估模型值判定水电机组所在风险区；
42、运行风险评估模块，基于指标加权评估模型值所在风险区综合评估水电机组低负荷区运行风险。
43、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法。
44、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法。
45、一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法。
46、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
47、本发明提供的多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，首先基于振动特征、摆度特征和压力脉动特征的水电机组低负荷区运行风险评估指标体系；然后，通过加权评估建立指标加权评估模型，获得水电机组的综合稳定性指标；进一步，划分水电机组运行的多个风险区，基于各项指标的权重获取指标加权评估模型值，并基于指标加权评估模型值判定水电机组所在风险区；最后，基于指标加权评估模型值所在风险区综合评估水电机组低负荷区运行风险。与现有技术相比，该方法可准确识别水电机组低负荷区风险划分，避免高估或低估水电机组运行灵活性，能够为调度运行提供准确的边界约束条件，有助于提高多能互补系统运行管理水平。
1.多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，其特征在于，获取水电机组低负荷运行状态下各项指标值，基于水电机组低负荷区运行风险评估指标体系建立指标加权评估模型的方法为：
4.根据权利要求1所述的多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，其特征在于，划分水电机组运行的多个风险区，基于各项指标的权重获取指标加权评估模型值，并基于指标加权评估模型值判定水电机组所在风险区的方法为：
6.根据权利要求1所述的多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法，其特征在于，基于指标加权评估模型值所在风险区综合评估水电机组低负荷区运行风险的方法为：
7.多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述多能互补的水电机组低负荷区运行风险评估方法。
