【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水电机组自动经济发电动态模拟试验室，尤其涉及一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统。
技术介绍
1、水电作为重要的清洁能源，在电力系统中发挥重要的作用。经济发电对提高能源利用效率十分重要，自动经济发电需要根据水电站的实际情况优化设计策略、试验验证，并进行运行效果评估与改进。
2、水力发电机组经济发电自动控制系统无论在研发阶段、还是现场适配试验，还是运行阶段的评估都缺乏有效的手段。
3、目前，低压水电机组的按水位自动发电的无人值班（少人值守）模式、以及恒水位经济发电运行模式的验证基本依靠仿真来实现，这种方式无法全面准确的反应实际水电站的运行工况。也有部分厂家采用与水电站合作进行联合试验，这种方式受现场条件限制，而且费用很高。现在国内正在进行大规模的低压水电站技术改造，提高自动化水平，实现无人值班（少人值守）的电站运行模式，急需一种动模系统能够最大程度的模拟水电机组的按水位自动开机、按水位自动停机以及恒水位经济发电功能，以确保自动化产品的稳定性和可靠性。
4、例如专利号cn205506426u一种水电机组自动经济发电动态模拟试验装置，采用的物理模拟设备和简易水箱，虽然其对单一机组实现自动经济发电的研发试验。
5、但该专利仍无法实现多机组同时运行的模拟、真实水库参数的动态模拟、无法实现梯级多站的经济发电的动态模拟，也无法实现现场测试、运行优化评估。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供一
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，包含气象模块、水库模块、多个发电机组模块、数据通信模块、电源模块和背板总线，所述气象模块、水库模块、多个发电机组模块、数据通信模块、电源模块分别和背板总线连接；
4、其中，气象模块，用于根据历史气象信息实现流入水库的降雨量的计算，根据未来天气预报实现未来流入水库的降雨量的计算，根据当前的天气情况实时计算当前流入水库的降雨量；
5、具体公式如下：q = f（w1,w2,ws）；
6、式中，q为入库水量，ws为气象参数集合；
7、水库模块，用于根据流入水库的降雨量、排水量、水库模型实时计算水库的水位数据；其中，水库模块还具有防洪调度曲线、指标和指令要求的实现；
8、具体公式如下：h = f(qw,qu,qo, qd ,qg1,qg2,qgn, rs)
9、式中，h为水库水位，qw为入库水量，qu为上游来水量，qo为水库非机组用水量，qd为防洪调度的用水量，qg1, qg2.. .qgn为n个机组的用水量，rs为水库的参数集
10、多个发电机组模块，用于根据当前的发电功率、水头高度、机组参数实时计算机组的出力下的用水量；
11、具体公式如下：q=f(p,hgs)
12、式中，q为机组的用水量，p为机组功率，h为水库水头高度，gs为水轮发电机组参数集；
13、数据通信模块，用于对外数据通信；
14、电源模块，用于提供所需电能；
15、背板总线，用于信息汇总传输。
16、作为本专利技术一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统的进一步优选方案，所述气象模块包含风速风向仪、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据预处理模块、控制器模块、接口电路、时钟电路，所述风速风向仪、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器分别经过数据预处理模块、控制器模块，所述控制器模块分别与接口电路、时钟电路连接。
17、作为本专利技术一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统的进一步优选方案，所述数据预处理模块包含放大电路和双运放带通滤波器，所述放大电路由opa277运算放大器及电阻电容组成，所述双运带通滤波器由2个opa277运算放大器组成；具体包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，其中，信号输入-in端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一运算放大器的负电源脚，第一电容的另一端分别连接第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出脚，信号输入+in端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端分别连接第一运算放大器的正电源脚、第四电阻的一端、第二电容的一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端并接地，第一运算放大器的输出脚连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接第二运算放大器的正电源脚，第二运算放大器的负电源脚连接第三运算放大器的负电源脚，第三运算放大器的正电源脚分别连接第八电阻的一端、第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第八电阻的另一端分别连接第七电阻的一端和第第二运算放大器的输出脚，第七电阻的另一端连接第四电容的一端，第四电容的另一端分别连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三电容的一端，第三电容的另一端接地。
18、作为本专利技术一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统的进一步优选方案，所述时钟电路包含时钟芯片ds3231、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r28、电容c4，vcc端分别连接电阻r25的一端和电阻r26的一端，电阻r25的另一端连接时钟芯片ds3231的sda端，电阻r26的另一端连接时钟芯片ds3231的scl端，vdd端分别连接电阻r27的一端、电阻r28的一端、电容c4的一端和时钟芯片ds3231的2端口，电阻r27的另一端连接时钟芯片ds3231的1端口，电阻r28的另一端连接时钟芯片ds3231的3端口，电容c4的另一端接地。
19、作为本专利技术一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统的进一步优选方案，所述水库模块包含水库水位检测单元、入库水量检测单元、上游来水量检测单元、水库非机组用水量检测单元、防洪调度的用水量检测单元、机组的用水量检测单元、多路复用开关和水库控制器，所述水库水位检测单元、入库水量检测单元、上游来水量检测单元、水库非机组用水量检测单元、防洪调度的用水量检测单元、机组的用水量检测单元分别通过多路复用开关连接水库控制器。
20、作为本专利技术一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统的进一步优选方案，所述发电机组模块包含机组的用水量检测单元、机组功率检测单元、水库水头高度检测单元、水轮发电机组参数采集单元、发电机组控制器，所述发电机组模块包含机组的用水量检测单元、机组功率检测单元、水库水头高度检测单元、水轮发电机组参数采集单元分别与发电机组控制器连接。
21、作为本专利技术一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统的进一步优选方案，所述入库水量检测单元包含装置壳、第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：包含气象模块、水库模块、多个发电机组模块、数据通信模块、电源模块和背板总线，所述气象模块、水库模块、多个发电机组模块、数据通信模块、电源模块分别和背板总线连接；
2.根据权利要求1所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述气象模块包含风速风向仪、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据预处理模块、控制器模块、接口电路、时钟电路，所述风速风向仪、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器分别经过数据预处理模块、控制器模块，所述控制器模块分别与接口电路、时钟电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述数据预处理模块包含放大电路和双运放带通滤波器，所述放大电路由OPA277运算放大器及电阻电容组成，所述双运带通滤波器由2个OPA277运算放大器组成；具体包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，其
4.根据权利要求2所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述时钟电路包含时钟芯片DS3231、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电容C4，VCC端分别连接电阻R25的一端和电阻R26的一端，电阻R25的另一端连接时钟芯片DS3231的SDA端，电阻R26的另一端连接时钟芯片DS3231的SCL端，VDD端分别连接电阻R27的一端、电阻R28的一端、电容C4的一端和时钟芯片DS3231的2端口，电阻R27的另一端连接时钟芯片DS3231的1端口，电阻R28的另一端连接时钟芯片DS3231的3端口，电容C4的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述水库模块包含水库水位检测单元、入库水量检测单元、上游来水量检测单元、水库非机组用水量检测单元、防洪调度的用水量检测单元、机组的用水量检测单元、多路复用开关和水库控制器，所述水库水位检测单元、入库水量检测单元、上游来水量检测单元、水库非机组用水量检测单元、防洪调度的用水量检测单元、机组的用水量检测单元分别通过多路复用开关连接水库控制器。
6.根据权利要求5所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述入库水量检测单元包含装置壳（1）、第一转杆（2）、转动板（3）、升力板（4）、转杆槽（5）、圆形限位块（6）、连接块（7）、限位块槽（8）、T型滑槽（9）、T型滑块（10）、阻力弹簧（11）、接触块（12）、接触感应器（13）和警报发射器（14），所述T型滑槽（9）和T型滑块（10）设有两个，所述转动板（3）和升力板（4）设有多个，所述转杆槽（5）开设于装置壳（1）的上端，所述第一转杆（2）转动连接于转杆槽（5）内，多个所述转动板（3）均固定连接于第一转杆（2）的圆周表面，多个所述升力板（4）均固定连接于第一转杆（2）的圆周表面，所述圆形限位块（6）固定连接于第一转杆（2）的下端，两个所述T型滑槽（9）均固定连接于装置壳（1）的圆周内壁，两个T型滑块（10）分别滑动连接于两个T型滑槽（9）内，所述连接块（7）固定连接于两个T型滑块（10）的侧端，所述限位块槽（8）开设于连接块（7）内，所述圆形限位块（6）在限位块槽（8）内转动，所述阻力弹簧（11）固定连接于装置壳（1）的上内壁和连接块（7）的上端，所述接触块（12）固定连接于连接块（7）的下端，所述接触感应器（13）固定连接于装置壳（1）的圆周内壁，所述接触感应器（13）与接触块（12）相接触，所述警报发射器（14）固定连接于接触感应器（13...
【技术特征摘要】
1.一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：包含气象模块、水库模块、多个发电机组模块、数据通信模块、电源模块和背板总线，所述气象模块、水库模块、多个发电机组模块、数据通信模块、电源模块分别和背板总线连接；
2.根据权利要求1所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述气象模块包含风速风向仪、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据预处理模块、控制器模块、接口电路、时钟电路，所述风速风向仪、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器分别经过数据预处理模块、控制器模块，所述控制器模块分别与接口电路、时钟电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述数据预处理模块包含放大电路和双运放带通滤波器，所述放大电路由opa277运算放大器及电阻电容组成，所述双运带通滤波器由2个opa277运算放大器组成；具体包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，其中，信号输入-in端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一运算放大器的负电源脚，第一电容的另一端分别连接第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出脚，信号输入+in端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端分别连接第一运算放大器的正电源脚、第四电阻的一端、第二电容的一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端并接地，第一运算放大器的输出脚连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接第二运算放大器的正电源脚，第二运算放大器的负电源脚连接第三运算放大器的负电源脚，第三运算放大器的正电源脚分别连接第八电阻的一端、第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第八电阻的另一端分别连接第七电阻的一端和第第二运算放大器的输出脚，第七电阻的另一端连接第四电容的一端，第四电容的另一端分别连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三电容的一端，第三电容的另一端接地。
4.根据权利要求2所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述时钟电路包含时钟芯片ds3231、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r28、电容c4，vcc端分别连接电阻r25的一端和电阻r26的一端，电阻r25的另一端连接时钟芯片ds3231的sda端，电阻r26的另一端连接时钟芯片ds3231的scl端，vdd端分别连接电阻r27的一端、电阻r28的一端、电容c4的一端和时钟芯片ds3231的2端口，电阻r27的另一端连接时钟芯片ds3231的1端口，电阻r28的另一端连接时钟芯片ds3231的3端口，电容c4的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述水库模块包含水库水位检测单元、入库水量检测单元、上游来水量检测单元、水库非机组用水量检测单元、防洪调度的用水量检测单元、机组的用水量检测单元、多路复用开关和水库控制器，所述水库水位检测单元、入库水量检测单元、上游来水量检测单元、水库非机组用水量检测单元、防洪调度的用水量检测单元、机组的用水量检测单元分别通过多路复用开关连接水库控制器。
6.根据权利要求5所述的一种水电机组自动经济发电动态模拟试验控制系统，其特征在于：所述入库水量检测单元包含装置壳（1）、第一转杆（2）、转动板（3）、升力板（4）、转杆槽（5）、圆形限位块（6）、连接块（7）、限位块槽（8）、t型滑槽（9）、t型滑块（10）、阻力弹簧（11）、接触块（12）、接触感应器（13）和警报发射器（14），所述t型滑槽（9）和t型滑块（10）设有两个，所述转动板（3）和升力板（4）设有多个，所述转杆槽（5）开设于装置壳（1）的上端，所述第一转杆（2）转动连接于转杆槽（5）内，多个所述转动板（3）均固定连接于第一转杆（2）的圆周表面，多个所述升力板（4）均固定连接于第一转杆（2）的圆周表面，所述圆形限位块（6）固定连...
【专利技术属性】
技术研发人员：金启超，马永刚，戴宜高，苏军，史辉，邢述春，
申请(专利权)人：钛能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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