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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利基于外部热源汇入的渠道水温-水位协同控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117008673B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310961356.0，技术领域涉及：G05D27/00；该发明授权基于外部热源汇入的渠道水温-水位协同控制方法及系统是由管光华;殷心盼;冯晓波设计研发完成，并于2023-07-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于外部热源汇入的渠道水温-水位协同控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及水利渠道控制技术，具体涉及基于外部热源汇入的渠道水温‑水位协同控制方法及系统，获取实时气象预报数据和渠道水力变化数据，计算渠道内水温及冰情的变化；针对渠道水温变化的特征，选择水温控制算法及目标水温阈值范围建立水温控制系统，实现水温的实时控制；在水温实时控制基础上耦合水位反馈控制，实现冬季输水渠道的水温‑水位协同调控。该调控方法能够显著提升渠道水温、缓解渠道冰情、减小外部热源汇入水量、降低渠道水位偏差，确保输水系统安全、稳定、高效地运行。可根据实测水情、冰情数据进行滚动预测，可直接用于明渠控制指令的确定，能够显著降低渠系运行调度的水位最大超调量，有利于提升长距离调水工程的运行管理水平。

本发明授权基于外部热源汇入的渠道水温-水位协同控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于外部热源汇入的渠道水温-水位协同控制方法，其特征在于，包括：获取实时气象预报数据和渠道水力变化数据，计算渠道内水温及冰情的变化包括：建立有外部热源汇入下的渠道一维渠道水温模型；渠道外部热源汇入后下一个断面的水温值由公式1计算；其后渠段内各断面的渠道水温采取迭代循环的计算方式，得到各个断面的水温计算值； 式中：t为时间，s；x为渠道纵向方向，m；Tw为水体沿水流方向分布的温度，℃；ρw为水的密度，取为常数103kgm3；Cp为水的比热；A为过水断面面积，m2；Q为流量，m3s；Ex为河渠的纵向离散系数，m2s；Ha为大气热交换量；Hq为外部热源汇入热量；在渠道内水温及冰情计算中设定温度计算节点，对不符合实际情况的断面节点物理参数进行重设，以此为上游边界进行后续渠段的温度计算，具体的划分规则如下：当某个计算断面的水温Tw0℃时，水体过冷形成冰花，其浓度计算方程为Ci＝-TwρiLiρwCp，并将该断面水温重设为0℃；当某个断面的冰花浓度Ci0或冰盖厚度hi0时，物理过程为冰花或冰花融化向外释放热量，此时断面水温Tw计算公式为：Tw＝-CiρiLiρwCp，并将该断面的冰花浓度Ci或冰盖厚度hi重设为0；针对渠道水温变化的特征，选择水温控制算法及目标水温阈值范围建立水温控制系统，实现水温的实时控制包括：根据有外部热源汇入下的渠道一维渠道水温模型得到各断面的水温值后，选择增量式PID水温控制算法及水温目标阈值范围，输入量为控制点处实测水温值，输出量为外部热源汇入渠道的流量： 式中：k为采样序号，Uk为第k采样时刻的控制器输出值，为水库入流量；ek为第k次采样时刻输入的偏差值，为第k次采样时刻的水温差；在水温实时控制基础上耦合水位反馈控制，实现冬季输水渠道的水温-水位协同调控包括：通过各渠池内最下游的传感器对水位进行测量，随后通过与目标水位进行比较计算出水位偏差，通过水位控制算法计算出反馈流量；由水温控制系统计算的水库入渠量作为前馈流量，与反馈流量之间进行比较，计算需要改变的过闸流量，得到此时的闸门开度，再通过闸门开度比较器确定闸门开度调整的增量，改变渠池上游的闸门开度，进而实现闸门过闸流量的变化： 式中：Kp-比例系数；Ki-积分系数；YF-当前水位；YT-目标水位。

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