小型水电站综合自动化系统设计

摘要

水能资源是清洁能源，可再生能源。合理开发利用水能资源，是我国经济社会可持续发展的重要支撑。在2011年中共中央国务院发布了关于加快水利发展的决定，要求加速开发水资源并积极地发展水电事业。
　　本文以水电站为研究对象，介绍了水电站控制系统结构。论文根据电站的实际情况和参数，选用了竖井贯流式机组，调速器选用数字阀可编程智能调速器。结合水电站控制系统的特点，完成了水电机组PLC控制系统的设计和对机组控制系统硬件和软件的设计。该设计实现了机组开机控制、机组停机控制、事故停机以及紧急事故停机控制。对水轮机调速系统采用模糊PID控制算法，应用HG3000组态软件完成对水电站监控系统的设计。最后，评价了本电站在设计中不足，并对电站的发展进行了展望。
　　目前电站已运行发电，实际运行结果表明，该系统能够满足实际应用的要求，并达到预期的目标。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 水电产业的现状和发展

1．2 水电站综合自动化监控系统的现状

1．3 水电站自动化监控系统的组成

1．3．2 水电站自动化监控系统的控制方式

1．4 水电站自动化监控系统的任务

1．4．1 对运行设备进行监控

1．5 本课题的任务

1．6 本章小结

第2章 某小型水电站监控系统总体结构设计

2．1 概述

2．1．1 河北石家庄地区某三级农村小型水电站的基本情况

2．1．2 小型水电站自动化监控系统的要求

2．1．3 小型水电站自动化监控系统的网络结构

2．2 水电站自动化监控系统的组成

2．2．1 基础层的监控部分设计

2．2．2 电站层的监控部分设计

2．2．3 水电站计算机监控系统的软件设计

2．3 本章小结

第3章 机组现地控制单元的设计与研究

3．1 机组LCU的功能

3．2．2 运行安全监视

3．2．3 设备操作监视

3．2．8 人机界面

3．2．9 多媒体功能

3．2．10 自诊断与远方诊断功能

3．3 水轮发电机组现地控制单元LCU的主要控制设备

3．3．1 监控点的确定

3．3．2 可编程控制器型号的选择

3．3．3 同期装置的选择

3．3．4 测温装置的选择

3．3．5 测速装置的选择

3．3．6 励磁装置的选择

3．3．7 电量及模拟量采集装置的选择

3．4 水轮发电机组的控制功能及控制顺序

3．4．1 开机控制

3．4．2 停机控制

3．4．3 事故停机控制

3．4．4 紧急停机

3．5 水轮发电机组的顺序控制及控制流程

3．5．1 顺序控制的一般原则

3．5．2 顺序控制原理

3．5．3 水轮发电机组顺序控制流程设计

3．6 本章小结

第4章 水轮发电机组调节系统控制

4．1 水轮机发电机组调节系统

4．2 水轮机调速器

4．2．1 水轮机调速器的任务

4．2．2 水轮机调节系统的特点

4．2．3 水轮机调节系统的静态和动态特性

4．4．1 研究背景

4．4．2 水轮机调节系统的数学模型

4．4．3 模糊PID控制设计

4．5 本章小结

第5章 水电站计算机监控系统软件的实现

5．1 用户登陆

5．2 系统网络结构图

5．3 开停机流程

5．4 运行控制

5．5 运行监控

5．6 光字牌

5．7 报表系统

5．8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢

个人简历