农村小型水电站监控系统总体设计及关键控制技术的研究硕士论文

I 目 录 摘要 . I 英文摘要 . 前言 .电站计算机监控发展和意义 . 水电站计算机监控的发展 . 水电站监控的意义 .内外研究现状 . 国外现状 . 国内现状 .文研究的主要内容 . 监控系统总体设计 .水电站计算机监控系统的特点 .统设计原则 .福水电站概况 .控系统网络的结构设计 . 网络的拓扑结构 . 网络介质访问控制方式 . 网络通信介质的选择 . 网络内部通信 .控系统的结构模式 . 控制级系统功能及配置 .制级功能 .制级系统配置 .制级软件设计 . 软件设计原则 . 软件选择 . 软件总体架构 . 人机界面设计 . 现地控制级系统功能及配置 .地控制单元功能 .地控制单元系统配置 . 作原理 . 结构模式 . 点 . 选择 . 基于 件配置 .冗余设计 .干扰设计 .雷击设计 . 机组 键控制功能的实现 .制设备的选择 . 调速装置概述 . 励磁装置概述 . 综合控制器概述 .组开停控制 . 开机过程 . 停机过程 .组功率调节控制 . 制策略 . 有功功率的调节 . 无功功率的调节 . 系统实验 .验目的 .验方法 .验内容 . 机组开机停实验 . 有功功率调节实验 . 无功功率调节实验 .验结果 . 结论与展望 .论 .望 .谢 .考文献 .录 .读硕士学位期间发表的学术论文 . I.of . of . of .at . . at .of .of .of .of .of . of . . of . .of . . . . . of . of . of . of . .CU .of . . of . of . . . . . . . . .in .I 摘 要 我国水利资源丰富，已建和在建的水电站数量众多，且随着近年来自动化设备和计算机技术的迅速发展，使水电站的自动化水平日益提高。计算机监控系统作为实现水电站综合自动化的基础，已在大中型水电站及新建的水电站中得到了广泛的应用。但是仍有一些农村小型水电站，特别 80 年代以前建成的水电站，因为缺少自动化装置和相关技术的投入，使其至今依旧沿用常规控制及人工操作的方式，从而导致电站运行的可靠性、稳定性和经济效益受到影响，甚至影响水电站的经济效益和发展前景。由此可见，对这类水电站进行技术改造是势在必行的。针对该现状，本文以绥化市北林区幸福水电站为研究对象，根据实际运行情况对其进行计算机监控系统总体设计，以提高电站的自动化水平，并为早日实现“无人值班，少人值守”的目标奠定基础。 本设计在分析研究国内外小型水电站计算机监控系统技术的基础上，以技术先进、经济适用、充分利用现有电气设备为设计原则，对幸福水电站监控系统的部分系统功能、软件设计、设备配置和网络通讯等方面做出分析选择、总体方案设计和实验验证。 幸福水电站计算机监控系统采用分层分布式的体系结构， 设有控制级和现地控制级两层。控制级主要是接收上级调度中心下发的调度指令、控制现地控制单元和实现对电站设备及其运行状况监视和控制的。它将调度中心给定的功率给定值通过经济分配策略计算后进行合理分配，并确定开停机数量和优化机组投入顺序，然后采用百兆快速以太网下发给各个现地控制单元。其应用软件采用北京亚控公司的 组态王，充分利用其丰富的软件模块为操作人员提供操作简单、清晰直观的监视与控制界面。由于，幸福水电站的设备相对比较简单，所以可通过提高一些控制装置的集成度如对部分设备的联合控制，来降低监控系统的投入成本。因此，本系统在现地控制单元中以贝加莱公司 2005 系列的可编程计算机控制器 控制核心，并在幸福水电站原有的电气设备基础上，采用综合控制装置实现水轮发电机组的调速功能和励磁功能。同时，现地控制单元在功率调节部分又引入单神经元自适应 制规律来提高功率调节的智能化水平，其内部设备之间的通讯采用技术成熟的 线。 本文以实验室的现有条件为实验平台，对监控系统的开停机部分和功率调节部分进行模拟实验分析。结果表明，此计算机监控系统的设计方案基本可行。最后，客观地评价本监控系统需要完善和提高的方面，并对其未来的发展进行展望。 关键词 幸福水电站；计算机监控； 组开停机控制；功率调节 on n or in of of of by As a