小型水电站控制系统技术方案

本发明专利技术公开了小型水电站控制系统，该小型水电站控制系统包括监控中心及与监控中心连接的水电站机组控制系统、通信系统、进放水控制系统、清污控制系统、远程定位系统；通信息系统包括通信计算机系统和监控模块，进放水控制系统包括水环境检测模块和闸门控制模块；水环境检测模块包括物化指标检测模块、水位监测模块；远程定位系统包括设置在各个小型水电站的子站点、设置在电力调度中心的主站点；本发明专利技术通过通信系统进行双向通信，数据的安全性能够得到保障；信息管理平台根据接收到的各个子站点的小型水电站信息，对小型水电站进行综合管理，优化电网潮流分布，降低电网损耗，起到节能减排的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水利领域，尤其涉及小型水电站控制系统。
技术介绍
目前，根据某些地方地形的优势，会建设有很多的小型水电站，这些小型发电站自动化设备和通信网络大多数都不是很健全，而且水电站的运行设备的管理的自动化程度低，且多数不具备与电力调度中心通信的条件，这些小型水电站的实时信息大多都无法上传，无法进行实时监控。为了加强对这些小型水电站的管理，急需一种能够具备双向通信功能、且通信较为安全可靠的系统，达到对各个水电站实时监控的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供小型水电站控制系统，旨在解决现有的小型水电站设备管理的自动化程度低、通信网络不健全不能对水电站进行实时监控的问题。本专利技术是这样实现的，小型水电站控制系统包括监控中心及与监控中心连接的水电站机组控制系统、通信系统、进放水控制系统、清污控制系统、远程定位系统；所述的监控中心包括由CPU模块、通信模块、开关量模块、模拟量模块、温度量模块和电源模块组成的控制系统，所述通信模块连接有上位监控系统，所述上位机监控系统内设置有上位机，所述通信模块还连接有人机界面、温度巡检仪、转速继电器、调速器和电量仪；所述的CPU模块通过以太网与通讯模块连接，通讯模块通过数据总线分别与开关量模块、模拟量模块、温度量模块和电源模块、保护装置、仪表、PLC逻辑监控屏柜连接，PLC逻辑监控屏柜通过数据总线分别与同期装置、水电站常规控制设备通信连接，所述PLC逻辑监控屏柜将采集到的信息逻辑处理通过通讯管理机传输给计算机监控站；所述PLC逻辑监控屏柜包括PLC逻辑监控装置、信号采集装置和显示屏，水电站常规控制设备与信号采集装置连接，PLC逻辑监控装置分别与信号采集装置、显示屏通信连接；所述的通信系统包括通信计算机系统和监控模块两部分组成，所述的通信计算机系统包括:位于底层的备份服务器，该服务器通过核心交换机与局域网相连接；位于上层的与局域网相连接的网络子网监控服务器、短信处理服务器、银行网关服务器、数据库服务器、刮卡系统服务器；所述的监控模块是有独立安装的主机磁盘监控、数据库表空间监控、数据库进程数监控、采集数据监控、各网络子网监控各子模块组成，微分别监控主机的磁盘空间，监控全部水电站设备进程和表空间，监控各个子网和重要网络设备的连接；所述的进放水控制系统包括水环境检测模块和闸门控制模块；所述的水环境检测模块包括物化指标检测模块、水位监测模块；所述的物化指标检测模块包括PH值检测模块和浑浊度检测模块，所述的PH值检测模块采用的PH传感器包括pH值传感器本体，所述pH值传感器本体包括参比电极壳体及传感器护套，所述的传感器护套尾部设置有浮球，在PH值传感器本体头部的电极外设置过滤网，在过滤网外设置套筒，套筒将过滤网固定在传感器头部的玻璃电极外，套筒的外圆周面均匀设置有通孔，在所述传感器护套与所述参比电极壳体之间设有密封的环形空腔，在所述环形空腔内充装有补充液及压缩气体，所述参比电极壳体上设有使所述补充液进入参比电极壳体内的补液孔；所述的水位监测模块包括一带有无线通讯模块的上位机水位PC管理系统，及复数个电站；所述每个电站包括一带有无线通讯模块的PLC显示装置、及一带有无线通讯模块的水位监测装置；所述水位监测装置包括电源模块、CPU采集模块；所述CPU采集模块连接所述电源模块；所述CPU采集模块包括蓄电池供电转换电路、主CPU、以及与所述主CPU相连接的时钟芯片、复位芯片、LED指示电路、雨量采集模块、电源低功耗控制电路、AD采集保护电路、RS485通讯接口 ；所述蓄电池供电转换电路连接到所述电源低功耗控制电路；所述AD采集保护电路连接一压力传感器；所述雨量采集模块连接一雨量采集传感器；所述的闸门控制模块包括包括水位变送器、液位显示仪、PLC、串口通信光端机、中控室、闸门控制回路、闸门动力回路、闸门显示元件以及闸门控制设备，所述的液位显示仪包括第一进水口快闸控制屏、第二进水口快闸控制屏以及进水口快闸控制共用屏，水位变送器与液位显示仪连接，液位显示仪连接PLC，把液位显示信号输送到PLC中，所述PLC与串口通信光端机连接，串口通信光端机连接中控室，所述进水口快闸控制共用屏完成对水电站压油泵和补油泵的自动、手动启停控制、建压阀控制，声警控制，油压、油温、滤堵、主油箱油位、补油箱油位监控，双动力电源热备切换；所述闸门控制回路的一端连接PLC，另一端与闸门控制设备、闸门动力回路连接，所述闸门动力回路与闸门控制设备连接，闸门显示元件的一端连接闸门控制设备，另一端连接PLC ;所述第一、二进水口快闸控制屏分别完成第一、二进水口液压快闸慢开、慢关、停止的手自动操作，快速关闭操作；所述第一、二进水口快闸控制屏分别对第一、二进水口液压快闸的前后水位、开度、全开全关行程限位进行监控；所述的清污控制系统包括门机回转吊用清污抓斗及其控制系统，具体包括设置在门机回转吊回转平台上和设置在门机大车运行机构车架上的接近开关；位于所述回转平台下方的支承梁上设置有与所述接近开关相配合的感应体；位于坝体每个拦污栅孔口的坝面上分别设置有与接近开关相配合的感应体；在门机大车运行机构从动车轮上设置有一套编码器；所述接近开关和编码器的信号输出端分别通过信号电缆与门机PLC电气控制柜的信号输入端电气连接；所述的水电站机组控制系统包括可编程逻辑控制器CPU、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警模块、电源模块、通信模块、本地HMI触摸屏、供水总管压力传感器、供水总管压力开关、远程机组开机令、远程机组停机令、一号控制继电器、一号动力回路、一号泵出口流量开关、一号技术供水泵、二号控制继电器、二号动力回路、二号泵出口流量开关、二号技术供水泵；所述模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、电源模块和通信模块分别与可编程逻辑控制器CPU相连接；所述的远程定位系统包括设置在各个小型水电站的子站点、设置在电力调度中心的主站点，所述的子站点包括数据采集装置和北斗卫星用户机，主站点包括信息管理平台和北斗卫星指挥机，信息管理平台依次通过北斗卫星指挥机、北斗卫星、北斗卫星用户机与数据采集装置进行双向通信。进一步，所述的浑浊度检测模块包括光源浑浊度检测模块、声源浑浊度检测模块和温度校正模块；所述的光源浑浊度检测模块包括用于发射辐射强度可变的光的光源；和接收从该光源发射的光的光敏元件，该光源和该光敏元件相对彼此定位设置为，当该光源工作时，从该光源发射的光穿过流体沿其路径传播至该光敏元件，该光敏元件配置为测量在该光敏元件处接收的光的辐射强度，控制器以可通信方式耦合到该光源和该光敏元件，该控制器配置为依据所测量的在该光敏元件处接收的光的辐射强度，通过从多个预定强度级中选择出一个强度级，来调节由该光源发射的光的辐射强度；所述的声源浑浊度检测模块包括电路盒、显示设备、电缆、发射换能器和接收换能器，电路当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
小型水电站控制系统，其特征在于，所述的小型水电站控制系统包括监控中心及与监控中心连接的水电站机组控制系统、通信系统、进放水控制系统、清污控制系统、远程定位系统；所述的监控中心包括由CPU模块、通信模块、开关量模块、模拟量模块、温度量模块和电源模块组成的控制系统，所述通信模块连接有上位监控系统，所述上位机监控系统内设置有上位机，所述通信模块还连接有人机界面、温度巡检仪、转速继电器、调速器和电量仪；所述的CPU模块通过以太网与通讯模块连接，通讯模块通过数据总线分别与开关量模块、模拟量模块、温度量模块和电源模块、保护装置、仪表、PLC逻辑监控屏柜连接，PLC逻辑监控屏柜通过数据总线分别与同期装置、水电站常规控制设备通信连接，所述PLC逻辑监控屏柜将采集到的信息逻辑处理通过通讯管理机传输给计算机监控站；所述PLC逻辑监控屏柜包括PLC逻辑监控装置、信号采集装置和显示屏，水电站常规控制设备与信号采集装置连接，PLC逻辑监控装置分别与信号采集装置、显示屏通信连接；所述的通信系统包括通信计算机系统和监控模块两部分组成，所述的通信计算机系统包括：位于底层的备份服务器，该服务器通过核心交换机与局域网相连接；位于上层的与局域网相连接的网络子网监控服务器、短信处理服务器、银行网关服务器、数据库服务器、刮卡系统服务器；所述的监控模块是有独立安装的主机磁盘监控、数据库表空间监控、数据库进程数监控、采集数据监控、各网络子网监控各子模块组成，微分别监控主机的磁盘空间，监控全部水电站设备进程和表空间，监控各个子网和重要网络设备的连接；所述的进放水控制系统包括水环境检测模块和闸门控制模块；所述的水环境检测模块包括物化指标检测模块、水位监测模块；所述的物化指标检测模块包括PH值检测模块和浑浊度检测模块，所述的PH值检测模块采用的PH传感器包括pH值传感器本体，所述pH值传感器本体包括参比电极壳体及传感器护套，所述的传感器护套尾部设置有浮球，在pH值传感器本体头部的电极外设置过滤网，在过滤网外设置套筒，套筒将过滤网固定在传感器头部的玻璃电极外，套筒的外圆周面均匀设置有通孔，在所述传感器护套与所述参比电极壳体之间设有密封的环形空腔，在所述环形空腔内充装有补充液及压缩气体，所述参比电极壳体上设有使所述补充液进入参比电极壳体内的补液孔；所述的水位监测模块包括一带有无线通讯模块的上位机水位PC管理系统，及复数个电站；所述每个电站包括一带有无线通讯模块的PLC显示装置、及一带有无线通讯模块的水位监测装置；所述水位监测装置包括电源模块、CPU采集模块；所述CPU采集模块连接所述电源模块；所述CPU采集模块包括蓄电池供电转换电路、主CPU、以及与所述主CPU相连接的时钟芯片、复位芯片、LED指示电路、雨量采集模块、电源低功耗控制电路、AD采集保护电路、RS485通讯接口；所述蓄电池供电转换电路连接到所述电源低功耗控制电路；所述AD采集保护电路连接一压力传感器；所述雨量采集模块连接一雨量采集传感器；所述的闸门控制模块包括包括水位变送器、液位显示仪、PLC、串口通信光端机、中控室、闸门控制回路、闸门动力回路、闸门显示元件以及闸门控制设备，所述的液位显示仪包括第一进水口快闸控制屏、第二进水口快闸控制屏以及进水口快闸控制共用屏，水位变送器与液位显示仪连接，液位显示仪连接PLC，把液位显示信号输送到PLC中，所述PLC与串口通信光端机连接，串口通信光端机连接中控室，所述进水口快闸控制共用屏完成对水电站压油泵和补油泵的自动、手动启停控制、建压阀控制，声警控制，油压、油温、滤堵、主油箱油位、补油箱油位监控，双动力电源热备切换；所述闸门控制回路的一端连接PLC，另一端与闸门控制设备、闸门动力回路连接，所述闸门动力回路与闸门控制设备连接，闸门显示元件的一端连接闸门控制设备，另一端连接PLC；所述第一、二进水口快闸控制屏分别完成第一、二进水口液压快闸慢开、慢关、停止的手自动操作，快速关闭操作；所述第一、二进水口快闸控制屏分别对第一、二进水口液压快闸的前后水位、开度、全开全关行程限位进行监控；所述的清污控制系统包括门机回转吊用清污抓斗及其控制系统，具体包括设置在门机回转吊回转平台上和设置在门机大车运行机构车架上的接近开关；位于所述回转平台下方的支承梁上设置有与所述接近开关相配合的感应体；位于坝体每个拦污栅孔口的坝面上分别设置有与接近开关相配合的感应体；在门机大车运行机构从动车轮上设置有一套编码器；所述接近开关和编码器的信号输出端分别通过信号电缆与门机PLC电气控制柜的信号输入端电气连接；所述的水电站机组控制系统包括可编程逻辑控制器CPU、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警模块、电源模块、通信模块、本地HMI触摸屏、供水总管压力传感器、供水总管压力开关、远程机组开机令、远程机组停机令...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海涛，和吉，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41