基于智能云技术的梯级电站远程控制系统的制作方法_2

文档序号:9326328阅读:来源:国知局
重要的意义;
[0025](3)采用自动化控制,使得每个电站都科学的运行,不仅能够有助于最大程度的降低维修成本,而且还能够提高发电效率;
[0026](4)降低了值班人员的劳动强度,为水轮发电机组和工人提供全面的保护,能够避免很多意外状况发生及设备的意外损失。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的网络拓扑结构图;
[0028]图2是梯级电站控制子系统的系统框图;
[0029]图3是所述处理器的电路原理图;
[0030]图4是所述温度信号放大电路的一次放大电路原理图;
[0031]图5是所述温度信号放大电路的二次放大电路原理图;
[0032]图6是恒流源电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0034]如图1所示,一种基于智能云技术的梯级电站远程控制系统,包括云电站接入端与远程监控端,所述云电站接入端包括多个梯级电站控制子系统,该梯级电站控制子系统均能获取电网中电压信号与电流及各种电参量信号、发电机组的电压信号与电流及各种电参量信号、执行机构的反馈信号、大坝处的水位信息以及发电机组的温度信息,并根据获取的监控数据对电站发电运行过程进行监控;
[0035]每个所述梯级电站控制子系统还将获得的监控数据上传至网络服务器,所述远程监控端中的远程监控平台通过监控端云服务器下载所述监控数据,并根据所述监控数据对多个梯级电站控制子系统进行控制,所述云电站接入端还设置有无线通讯模块,所述云电站接入端可通过无线通讯模块与手持移动终端实现信息交互。
[0036]如图2所示,所述梯级电站控制子系统包括处理器,该处理器的输入端组通过信号调理模块连接有网端信号采集模块、机端信号采集模块、开关量输入模块、水位信号采集模块以及温度信号采集模块,所述处理器的输出端组通过开关量输出模块输出控制信号,实现对执行机构的控制,在所述处理器的输出端还连接有人机界面;其中,所述网端信号采集模块用于获取电网中电压信号与电流及各种电参量信号;所述机端信号采集模块用于获取发电机组的电压信号与电流及各种电参量信号;所述开关量输入模块用于获取所述执行机构的反馈信号;所述水位信号采集模块用于获取大坝处的水位信息;所述温度信号采集模块用于获取所述发电机组的温度信息,所述处理器还可通过第一串口模块与后台计算机实现通讯互联;所述处理器还通过第二串口模块与所述无线通讯模块连接。本例中,所述执行机构包括发电机组启动开关、调速器、高低压开关、断路器以及喷针与导叶;在所述处理器的输出端还连接有人机界面;其中,所述网端信号采集模块用于获取电网中电压信号与电流信号;所述机端信号采集模块用于获取发电机组的电压信号与电流信号;所述处理器还配置有储存器模块,所述处理器、储存器均由图中所示电源模块供电。
[0037]所述梯级电站控制子系统具有如下功能:
[0038]—键自动开机功能:接收到配电屏上的一键开机信号或在自动状态下等待水位达到高水位时自动开机;
[0039]自动调频功能:开机后,水轮发电机组智能化控制系统自动打开水轮机导叶,将水轮机转速自动调整到一定转速;
[0040]自动起励功能:当水轮机转速达到一定转速时,装置将发出起励信号,启动励磁使发电机建压;
[0041]自动准同期功能:水轮发电机组智能化控制系统在发电机建压之后,自动调整本机电压与频率以及相位差,使其与大网电压和频率及相位差基本一致,发出自动同期合闸信号,使发电机发出的电输送至大网;
[0042]自动有功调功功能:有功的调节是根据用户整定的功率值,装置自动调节水轮机导叶,使功率稳定在整定值;
[0043]自动无功调功功能:无功的调节是根据用户整定的功率因数值,装置自动调节励磁,使功率因数为一恒定值;
[0044]转速飞逸保护功能:水轮机组开启后,如突然转速上升,超过55HZ时,装置将迅速将水轮机组关至下限位置,启动折向器阻滞水轮机的转速;
[0045]过电流保护功能:当发电机组电流超过发电机过载电流时,智能化系统将启动保护,分开断路器,并且迅速将水轮发电机组关至下限位置,作停机处理;
[0046]欠压保护功能:当发电机或大网电压低于所设定的值,智能化系统将启动保护,分开断路器,并且迅速将水轮发电机组关至下限位置,作停机处理;
[0047]过压保护功能:当发电机或大网电压高于所设定的值,智能化系统将启动保护,分开断路器,并且迅速将水轮发电机组关至下限位置,作停机处理;
[0048]低周保护功能:当发电机或大网频率小于所设定的值,智能化系统将启动保护,分开断路器,并且迅速将水轮机机组关至下限位置,作停机处理;
[0049]过频保护功能:当发电机或大网频率大于所设定的值,智能化系统将启动保护,分开断路器,并且迅速将水轮发电机组关至下限位置,作停机处理;
[0050]失磁保护功能:当发电机在失去励磁时,智能化系统将启动保护,分开断路器,并且迅速将水轮发电机组关至下限位置,作停机处理;
[0051]自动停机功能:接收到配电屏上一键停机信号或在自动状态下水位达到低水位或不经济水位时,智能化系统将发电机负荷减至最小,调整功率因数,然后发出分闸信号,并且将水轮机组关至下限位置;
[0052]通讯功能:智能化系统具有RS-485通讯接口 ;
[0053]水位运行功能:智能化系统根据前池实际水位高低调整水轮发电机组出力,使其始终保持在一个高水位状态下发电;
[0054]多机组水情运行自动调度:能够根据机组额定功率、效率曲线、水情,自动匹配选择启停机组、分配机组功率,使得机组运行合理化,单位水量发电量最大化,机组运行损耗最小化;
[0055]轴瓦测温保护功能:当轴瓦温度过高,到达设定的预警值时,控制器发出报警信号,若温度还是持续升高,作停机处理。
[0056]所述梯级电站控制子系统的工作原理为:
[0057]通过采集电网中电压信号与电流信号、发电机组的电压信号与电流信号、执行机构的反馈信号、大坝处的水位信息以及发电机组的温度信息,完成对水电站发电运行过程的监控,同时,可根据获取的信号发出开关量控制信号,对执行机构中的各个设备进行控制,所述人机界面用于显示电站运行过程中的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、电度等信息;
[0058]当电站出现过速、过压、过流、失压、机组温度过高,及水机事故时,自动化系统会先跳开断路器,投折向器或水阻再关喷针或导叶,若主阀有电动机构的同时会关闭主阀;
[0059]当水位到达上上限时,若现在只开了一台机组,处理器会很好的先判断另一台机组是否满足开机条件,若满足,将自动开启另一台机组且并网发电带30%的负荷,此时程序会观察10分钟左右的水位是否有下跌;若水位仍在上涨则将负荷带到60%,以此类推;
[0060]并在人机界面上会显示相关的信号:如断路器合分,喷针或导叶全开全关,断路器已储能未储能等,所述信号调理模块在具有多个温度传感器的胸膛里,还可对信号进行选通,减少硬件电路结构,然后由所述温度信号放大电路进行差分放大后送入处理器进行处理,从而实现一键自动开/停机、调频/调功、励磁、温度检测、过速保护、过流过压及低电压保护、通讯等功能。
[0061]参见附图2?附图4,所述处理器采用STM32F407IGT6单片机,所述模拟选择开关U47采用⑶4052多路模拟选择开关芯片,所述第一串口模块为RS485串口,所述第二串口模块为RS232串P ο
[0062]如图4?图5所示,所述信号调理模块设置有温度信号放大电路,该温度信号放大电路包括第一放大器U49与模拟选择开关U47,所述第一放大器U49的正相输入端串接电阻R136后连接所述温度信号采集模块的输出端,该第一放大器U49的正相输入端还串接电容C133后接地,该第一放大器U49的反相输入端依次电阻R131、电阻R130与电阻R129后接直流正电源PT+5VPT+5,该直流正电源PT+5VPT+5还通过电阻Rl29并联电容Cl31与二极管DWl后接地,所述第一放大器U49的输出端连接所述模拟选择开关U47的一个输入端,所述第一放大器U49的输出端与其反相输入端还串接有电阻R124,所述模拟选择开关U47的另一个输入端与连接所述温度信号采集模块的输出端,模拟选择开关U47的两个控制端A/B分别与所述处理器的两个控制信号输出端PI8/PI9相连,模拟选择开关U47的使能端接直流负电源PT-5V ;
[0063]所述模拟选择开关U47的第一输出端XOUT依次经过电阻R126与电阻R127后连接第二放大器U48A的正相输入端,第二放大器U48A的负向输入端串接电阻R133后接地,该第二放大器U48A的输出端串接电阻12
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