[发明专利]一种小水电机组节能综合化控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种小水电机组节能综合化控制装置及控制方法，包括主控站、通讯单元和现场单元，所述的现场单元输出信号通过线缆与通讯单元输入信号接口连接；通讯单元通过网络接口与主控站互联，同时公开了小水电机组节能综合化控制装置的控制方法，解决目前大部分的小水电机组都是建设于上个世纪，其容量较小，受到当时的技术水平制约，其机组控制系统远远落后于目前的水电计算机监控系统的技术发展现状问题。

技术领域

本发明属于水利水电工程设备及流体机械技术领域，具体涉及一种小水电机组节能综合控制装置的实现方案。

背景技术

我国水电理论年发电量6万亿千瓦时，技术可开发容量和经济可开发容量分别为5.42亿千瓦和4.02亿千瓦，资源蕴含世界第一。但目前，我国水电能源利用率还偏低，总体开发利用率尚不足40％，开发及利用前景仍然十分广阔。而目前大部分的小水电机组都是建设于上个世纪，其容量较小，受到当时的技术水平制约，其机组控制系统远远落后于目前的水电计算机监控系统的技术发展现状。随着对小水电规范化管理工作的重视，以及信息化、自动化建设水平的提高，小水电机组也逐步得到人们重视，但对小水电运行信息、水能利用率等效率运行数据掌控几乎为空白。

目前对小水电控制系统主要通过人为经验进行控制，对水电机组进行效率优化控制国内研究机构及厂家也提出了一些解决方案，但都处于研究阶段，对机组效率测量控制市场上也有部分产品，但是由于其功能单一，平台通用性差，通信接口及协议不统一，仅仅实现机组效率测试功能，并未真正意义上的指导机组的整个控制过程，而目前现场机组控制设备仅具有自身的控制功能，并没有考虑到远程控制，协调控制，远程维护和远程诊断等功能，同时现有厂家最求经济效益，对目前的调节功能仅仅满足自身单一的水电机组控制的行业标准，其可靠性和准确性相对来说都比较低。

发明内容

为了解决目前现有技术存在的问题，本专利发明了一套小水电机组节能综合化控制装置的实现方法。本装置包括现场数据采集模块、现场数据处理模块、现场通讯数据采集模块、数据通讯上传模块、主控站数据管理模块、主控制数据存储模块、主控站数据分析模块。

本发明的技术方案为：一种小水电机组节能综合化控制装置，包括主控站、通讯单元和现场单元，其特征在于：所述的现场单元输出信号通过线缆与通讯单元输入信号接口连接；通讯单元通过网络接口与主控站互联。

所述的现场单元包括机组流量、有功功率、上游水位、下游水位、机组转速、导叶开度、振摆系统、水情系统以及监控系统，所述的机组流量、有功功率、上游水位、下游水位、机组转速和导叶开度与数据采集模块连接；振摆系统、水情系统以及监控系统与通讯采集模块连接。

所述的通讯单元包括数据采集模块、通讯采集模块、数据处理模块和数据上传模块，所述的数据采集模块、通讯采集模块、数据处理模块和数据上传模块通过网络互连。

所述的主控站包括管理模块、存储模块和分析模块，管理模块、存储模块和分析模块通过网络互连。

所述的管理模块包括数据显示、曲线显示、用户操作、用户调试和装置管理。

所述的分析模块包括曲线拟合、模型构建、限制判断、最优计算和功率分配，

所述的分析模块输出信号与监控系统连接。

其小水电机组节能综合化控制方法包括以下步骤：

第一步、现场单元将采集到的机组参数通过通讯单元传送至主控站；

第二步、主控站数据分析模块根据采集到的机组参数进行机组效率、效率曲线拟合、最优效率及负荷分配计算；

第三步、根据步骤(二)的计算拟合出机组的综合效率特性曲线；

第四步、采用智能拟合方法找到机组等效率曲线、等水头曲线、等开度曲线；