一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置及方法

本发明涉及水生态保护领域，具体是指一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置及方法。

背景技术：

1、水电站可产生绿色电能，但发电的过程中由于水流的卷载作用，鱼类可能进入电站进水口，被水流和水轮机组损伤，造成鱼类资源损失，产生一定生态问题。

2、水电站日调节运行过程中，电站进水口水位变幅高，水流流速大，传统固定式刚性电极不能有效匹配水位大幅变化，且易损毁。面对流域水生态保护工作，尚需解决水电站进水口卷载效应导致的鱼类资源损失这一瓶颈问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为克服背景技术的不足，提供一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置及方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，包括：主控机、电动卷轴、直流脉冲电源、安装在电站进水口附近水体的水位传感器、固定在电站进水口顶部平台的悬空桁架、垂向连接悬空桁架和电站进水口底板的多组成对导向钢索、可垂向移动的水平柔性电极，水平柔性电极的两端滑动连接于导向钢索；主控机与电动卷轴、直流脉冲电源、水位传感器连接，直流脉冲电源通过可承重线缆与水平柔性电极连接，可承重线缆在电动卷轴驱动下沿着导向钢索上下移动。

3、进一步的，所述主控机用于根据防控目标鱼类对脉冲电场的趋避行为，下发脉冲电场参数至直流脉冲电源，直流脉冲电源的正负极经由可承重线缆将脉冲电流传输至水平柔性电极，进而在水中产生驱逐鱼类的脉冲电场；所述主控机还用于根据不同季节目标鱼类栖息水深hf和水位传感器所测电站进水口附近水体实时水位hwl综合确定水平柔性电极的垂向行程d，并根据所述垂向行程d下发水平柔性电极垂向行程指令至电动卷轴，电动卷轴执行水平柔性电极的下放或上提。

4、进一步的，所述水平柔性电极的两端通过绝缘套环滑动连接于导向钢索。

5、进一步的，在电站进水口正面设置多组导向钢索，导向钢索的组数根据水平柔性电极长度和电站进水口宽度确定，每组导向钢索之间沿水深方向布置多对水平柔性电极，水平柔性电极的对数根据防控目标鱼类栖息水层深度以及水平柔性电极垂向间距确定，水平柔性电极均采用垂向正负间隔布置。

6、进一步的，所述导向钢索采用不锈钢钢缆制作。

7、进一步的，所述电站进水口底板上采用化学螺栓固定有不锈钢锚板，不锈钢锚板上固定不锈钢滑轮，所述导向钢索的底端穿过不锈钢滑轮后通过不锈钢绳夹锁紧。

8、进一步的，所述可承重线缆经由电动卷轴、水平转向绝缘滑轮连接至位于导向钢索顶部的垂向转向绝缘滑轮，使得可承重线缆垂直沿导向电缆连接至水平柔性电极两端，实现水平柔性电极的垂向动态移动。

9、进一步的，所述承重线缆由不锈钢承重部分和铜芯导电部分组成，同时承担水平柔性电极垂向调整和脉冲电流传输的作用。

10、一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控方法，采用上述装置进行，所述方法包括如下步骤：

11、步骤s1：主控机下发水平柔性电极垂向行程指令至电动卷轴，电动卷轴执行水平柔性电极的下放或上提；

12、步骤s2：主控机根据防控目标鱼类对脉冲电场的趋避行为，下发脉冲电场参数至直流脉冲电源，直流脉冲电源的正负极经由可承重线缆将脉冲电流传输至水平柔性电极，进而在水中产生驱逐鱼类的脉冲电场。

13、进一步的，步骤s1具体包括：

14、主控机根据不同季节目标鱼类栖息水深hf和水位传感器所测电站进水口附近水体实时水位hwl综合确定水平柔性电极的垂向行程d：

15、d＝(hwl-hwls)+(hf-hfs)

16、式中，hwls水平柔性电极基准安装水位，hfs为鱼类栖息基准水深；

17、然后根据所述垂向行程d下发水平柔性电极垂向行程指令至电动卷轴，电动卷轴执行水平柔性电极的下放或上提，实现水平柔性电极垂向位置的动态调整。

18、本发明具有如下有益效果：

19、1、通过水平布置可垂向移动柔性不锈钢电极，结构强度高、垂向行程可动态调整，布置方式灵活；

20、2、可根据不同季节防控目标鱼类生态习性，将水平柔性电极精确定位于鱼类栖息水层，保障鱼类卷载损失防控效果；

21、3、水平柔性电极也可提升至电站进水口顶部平台，方便防控系统的维护和检修。

技术特征：

1.一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，包括：主控机、电动卷轴、直流脉冲电源、安装在电站进水口附近水体的水位传感器、固定在电站进水口顶部平台的悬空桁架、垂向连接悬空桁架和电站进水口底板的多组成对导向钢索、可垂向移动的水平柔性电极，水平柔性电极的两端滑动连接于导向钢索；主控机与电动卷轴、直流脉冲电源、水位传感器连接，直流脉冲电源通过可承重线缆与水平柔性电极连接，可承重线缆在电动卷轴驱动下沿着导向钢索上下移动。

2.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，所述主控机用于根据防控目标鱼类对脉冲电场的趋避行为，下发脉冲电场参数至直流脉冲电源，直流脉冲电源的正负极经由可承重线缆将脉冲电流传输至水平柔性电极，进而在水中产生驱逐鱼类的脉冲电场；所述主控机还用于根据不同季节目标鱼类栖息水深hf和水位传感器所测电站进水口附近水体实时水位hwl综合确定水平柔性电极的垂向行程d，并根据所述垂向行程d下发水平柔性电极垂向行程指令至电动卷轴，电动卷轴执行水平柔性电极的下放或上提。

3.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，所述水平柔性电极的两端通过绝缘套环滑动连接于导向钢索。

4.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，在电站进水口正面设置多组导向钢索，导向钢索的组数根据水平柔性电极长度和电站进水口宽度确定，每组导向钢索之间沿水深方向布置多对水平柔性电极，水平柔性电极的对数根据防控目标鱼类栖息水层深度以及水平柔性电极垂向间距确定，水平柔性电极均采用垂向正负间隔布置。

5.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，所述导向钢索采用不锈钢钢缆制作。

6.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，所述电站进水口底板上采用化学螺栓固定有不锈钢锚板，不锈钢锚板上固定不锈钢滑轮，所述导向钢索的底端穿过不锈钢滑轮后通过不锈钢绳夹锁紧。

7.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，所述可承重线缆经由电动卷轴、水平转向绝缘滑轮连接至位于导向钢索顶部的垂向转向绝缘滑轮，使得可承重线缆垂直沿导向电缆连接至水平柔性电极两端，实现水平柔性电极的垂向动态移动。

8.如权利要求1所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置，其特征在于，所述承重线缆由不锈钢承重部分和铜芯导电部分组成，同时承担水平柔性电极垂向调整和脉冲电流传输的作用。

9.一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述装置进行，所述方法包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控方法，其特征在于，步骤s1具体包括：

技术总结本发明公开提供一种适应电站进水口高水位变幅的鱼类卷载损失防控装置及方法，涉及水生态保护领域，所述装置包括：主控机、电动卷轴、直流脉冲电源、安装在电站进水口附近水体的水位传感器、固定在电站进水口顶部平台的悬空桁架、垂向连接悬空桁架和电站进水口底板的多组成对导向钢索、可垂向移动的水平柔性电极，水平柔性电极的两端滑动连接于导向钢索；主控机与电动卷轴、直流脉冲电源、水位传感器连接，直流脉冲电源通过可承重线缆与水平柔性电极连接，可承重线缆在电动卷轴驱动下沿着导向钢索上下动态移动。本发明可适应高水位变幅水电站进水口鱼类卷载损失防控，并可与水库运行调度智能协同，具有重要的应用价值。技术研发人员：郭辉,李弘毅,陈端,李婷,李松萍,滕素芬,段文刚,杨文俊,毕胜,石浩洋,黄子叶,黄明海,杨金波受保护的技术使用者：长江水利委员会长江科学院技术研发日：技术公布日：2024/5/27