[实用新型]小型水力发电厂综合自动化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于50mW以下各种容量等级和不同功能要求的新建小型水电站、已建水电站的改造及梯级水电站等的发电厂综合自动化系统、主要应用于发电厂调度自动化。 

背景技术

我国小水电通常定义为装机容量不超过50mW（含50mW）的小型及微型水电站，且小水电资源十分丰富，50mW（含50mW）以下的小水电资源可开发量达到1.28亿kW。目前，全国1/3以上地区电力资源由小型水电站提供，其中有800多个县主要依靠小型水电站供电。开发小型水电站已成为我国推进农村电气化的重要途径，小水电资源为解决广大农村和偏远山区等大电网难以覆盖的地区用电起到了积极而有效的作用。小型水电站具有投资规模小、建设工期短、见效快、远离城市、交通不便等特点。我国现有的小水电站中，大部分运行年代较久，很多电站设计保守，设备落后，受技术制约，装备水平及自动化程度低，机电设备陈旧老化，存在运行水平低、经济效益差、事故频繁等问题、严重影响小水电的经济效益。目前，我国小型水电站发电厂综合自动化系统，一般均参考大、中型水电站控制装置设计，由于缺乏可供选择的性价比合适的自动化设备，沿用大中型水电站的监控模式大大增加了小水电站的投资，也使操作与维护更复杂，备品备件型号多样，严重影响了小水电站自动化水平的提高。 

发明内容

本实用新型的目的是有效利用我国巨大的小水电资源和克服上述水电站中技术不足之处，提供的一种安全、可靠、智能、经济的适用于50mW以下及各种容量等级和不同功能要求的新建小型水电站、已建水电站的改造及梯级水电站的发电厂综合自动化系统。 

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：小型水力发电厂综合自动化系统包括站控层、通讯层和现地层，其中：所述站控层包括：操作员站、工程师站和通讯服务器, 操作员站和工程师站分别与通讯服务器连接。所述站控层通过通讯服务器与通讯层的通信管理机连接，通信管理机以CAN-BUS、工业以太网或RS485通讯方式与现地层中各装置进行通讯，完成对发电厂设备监视、测量、控制和管理。 

所述通讯层包括通信管理机，是站控层和现地层交换数据的通道。具有CAN-BUS、工业以太网和RS485等通信网络接口，且可实现IEC61850、IEC60870-5-103（104）、CAN2.0、RS485、Modbus等多种通信协议的转换。 

所述现地层包括：发电机主保护装置、发电机后备保护装置、发电机监控装置、发电机转子接地保护装置、水机自动化屏和公共监控屏、直流屏、电度表屏等其他智能设备，各个装置以CAN-BUS、工业以太网或RS485通讯方式与通信管理机进行通讯。完成发电厂各设备的数据采集与处理，再经通讯层上传给站控层，实现机组顺控、自动准同期、调速、调磁和负荷调节控制等多种测控和保护功能。 

本实用新型的有益效果是： 

1、系统的现地层各装置统一采用标准的背插式机箱结构，优化了生产成本，缩短了生产周期。

2、采用一种带二阶差分滤波环节的全波傅氏算法，将采样序列进行二阶差分滤波变换，再用全波傅氏算法进行变换，可以较精确地消除或衰减非周期分量的影响，滤除各次谐波分量，以此优化了采样值数据信息。 

3、通信管理机采用高性能的32位嵌入式高速CPU双核芯片PowerPC微处理器，低成本地实现了多种通信协议的转换。 

4、站控层采用面向电力系统综合自动化应用的组态软件和实时数据库，降低了发电厂综合自动化系统的成本。 

附图说明

本实用新型的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。 

图1本实用新型的组成结构框图； 

图2本实用新型现地层中自动化装置操作面板外观示意图；

图1中,1-站控层；2-通讯层；3-现地层；4-操作员站；5-工程师站；6-通讯服务器；7-通信管理机；8-发电机主保护装置；9-发电机后备保护装置；10-发电机监控装置；11-发电机转子接地保护装置；12-水机自动化屏；13-其他智能设备；

图2中：2.1-可视化操作界面；2.2-状态指示灯；2.3-轻触式按键；2.4-通讯接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的介绍： 

参见图1，本实用新型主要由站控层1、通讯层2、现地层3三个部分组成。