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小型水电站一体化控制装置研究与应用

李玉龙  
【摘要】:随着经济的发展,能源短缺已经成为越来越严重的全球性问题,各国都在采取措施节约能源、开发新型能源、充分利用可再生能源以实现能源的可持续发展。水力资源是重要的可再生能源,在我国分布广泛储量丰富,2010年12月31日,国务院提出了《关于加快水利改革发展的决定》,明确提出:积极开展小型水电站建设,以电代燃的生态保护工程建设。目前,我国单机2000KW以下的小水电站数量多,大部分处于半自动化的水平,控制技术落后。研发一种适合于农村量大面广的小型水电站的专用综合自动化装置,已经成为水电行业的共识,也是目前急需解决的问题。 论文专门针对小型水电站控制系统针对性不强、功能技术指标约束不强、通讯规约不一致和经济运行等问题,设计研发了一种一体化智能控制装置,该装置集发电机组变压器保护、综合测量和控制、励磁控制、同期合闸、机组启动、停机顺序控制(PLC)、远程通讯、自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)等功能于一体,实现对小型水电站设备的监视、测量、控制、故障诊断、保护和信息管理。 论文对小型水电站的特点和需求进行了调研和分析,配置了小型水电站自动化控制系统的功能和相应的技术指标,提出了多个功能插件按功能配置的一体化整体结构模式;基于MOTOROLA公司DSP56F807处理器,设计了智能控制装置的功能插件及其与主板的相互连接关系,并对各个独立插件和整个系统的工作原理进行了详细分析;设计制作了印刷电路板,实现了一体化装置样机研制,并完成了装置的控制软件的编制和调试;对系统做了整体测试,结果证实,装置较好地实现了所提出的功能和技术指标。 论文设计研制的一体化装置产品,已经应用于小型水电站,现场运行良好。测试和应用情况表明,装置成本低、性价比高、工程设计简单、安装操作维护方便、运行可靠,可实现无人值班运行。装置适用于单机2000KW及以下机组的小型水电站,特别是以电代燃的农村小水电站。


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