CN106481502A - 智能水轮机水门管理系统 - Google Patents

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许万升
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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Abstract

本发明公开了一种智能水轮机水门管理系统，包括坝体单元、水轮机控制单元、智能天气预报单元。本发明设计合理，故障率低，使用安全性和运行稳定性好，而且安装了智能天气预报单元，可以快速预报天气情况，获取更多的天气信息，以此加强对水轮机水门开张角度的控制，控制发电机发电功率，从而提高了水利发电系统的自动化程度，消除人工调节存在的安全隐患，提高发电机组工作的安全性，并且节约资源。

Description

智能水轮机水门管理系统
技术领域
本发明涉及能源开发与利用的技术领域，具体是一种智能水轮机水门管理系统。
背景技术
电是现在人们生活中不可或缺的能源，现有的发电系统有很多种，比如水利发电、燃煤发电和风力发电，这些发电设备都存在一个普遍的缺点就是发电手段单一，比如风力发电，无风的天气就无法使用；燃煤发电，燃煤燃烧不充分，造成资源浪费，而且会产生大量二氧化碳和粉尘，不够环保；水利发电在水少时效率很低。
我国有大量的河道，而且河道的水流速度也较大，但是有的地方不易建水坝进行发电。且很多小型水力发电厂通常采用值班员目测坝体(引水渠)水位及水流量，并手动调节水轮机水门开张角度，控制发电机发电功率。出现脱网故障后，也须人为关闭水轮机给水单元，这种人工调节势必存在一定的安全隐患且造成水资源及人力资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供了一种智能水轮机水门管理系统，该系统提高了水利发电系统的自动化程度，消除人工调节存在的安全隐患，提高发电机组工作的安全性，并且节约资源。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能水轮机水门管理系统，包括坝体单元、水轮机控制单元、智能天气预报单元。
所述坝体单元包括坝体、水位传感器、流量传感器、闸门控制单元、坝体主控CPU、水文数据采集模块；
所述水位传感器和所述流量传感器均设置在坝体上，两者的信号输出端均与坝体主控CPU的信号输入端相连；
所述坝体主控CPU的信号输出端与所述闸门控制单元的信号输入端相连；
所述水文数据采集模块与所述水位传感器和所述流量传感器连接，以便采集水文数据信息，并与所述坝体主控CPU连接，将采集来的水文数据信息存储到坝体主控CPU中，以便日后查找和分析当地水文变化情况。
所述水轮机控制单元包括水轮机主控CPU、LCD显示单元、水门控制单元以及监测单元；
所述水轮机主控CPU的信号输入端与所述监测单元的信号输出端相连；
所述水轮机主控CPU的信号输出端与所述LCD显示单元的信号输入端、所述水门控制单元的信号输入端相连；
所述坝体主控CPU和水轮机主控CPU通过局域网进行数据通信。
所述智能天气预报单元包括天气采集模块、图像识别模块、中央处理模块、GPS定位模块、数据库比对模块；
所述天气采集模块与所述中央处理模块连接，所述中央处理模块与所述图像识别模块、所述数据库比对模块以及所述GPS定位模块连接，所述数据库比对模块与所述图像识别模块连接；
所述天气采集模块为基于传感器的信息采集模块，其中传感器包括温度检测传感器、湿度检测传感器、尘埃检测传感器及光亮度检测传感器；
所述图像识别模块为基于识别算法进行的识别模块；
所述GPS定位模块为基于导航卫星和天气卫星开发的定位模块；
所述数据库比对模块为基于大数据和云计算开发的数据库；
所述中央处理模块和坝体主控CPU通过局域网进行数据通信。
工作时，自动气象观察站通过所述天气采集模块将天气信息采集并传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块协调所述数据库比对模块和所述图像识别模块进行天气信息的统计分析，识别后的天气信息根据所述GPS定位模块和所述反馈模块进行归类然后反馈到所述中央处理模块，所述中央处理模块将天气信息发送给坝体主控CPU；与此同时，坝体传来的经所述流量传感器和所述水位传感器检测到的水流量及水平面位置等数据发送给所述坝体主控CPU，所述坝体主控CPU与所述水轮机主控CPU进行通信并计算后，转换成水门控制系统的动作参数，最终由所述水门控制单元实现水轮机水门的调节，并会在所述LCD显示单元上显示。
现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计合理，故障率低，使用安全性和运行稳定性好，而且安装了智能天气预报单元，可以快速预报天气情况，获取更多的天气信息，以此加强对水轮机水门开张角度的控制，控制发电机发电功率，从而提高了水利发电系统的自动化程度，消除人工调节存在的安全隐患，提高发电机组工作的安全性，并且节约资源。
附图说明
图1是本发明智能水轮机水门管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种智能水轮机水门管理系统，包括坝体单元、水轮机控制单元、智能天气预报单元。
所述坝体单元包括坝体、水位传感器、流量传感器、闸门控制单元、坝体主控CPU、水文数据采集模块；
所述水位传感器和所述流量传感器均设置在坝体上，两者的信号输出端均与坝体主控CPU的信号输入端相连；
所述坝体主控CPU的信号输出端与所述闸门控制单元的信号输入端相连；
所述水文数据采集模块与所述水位传感器和所述流量传感器连接，以便采集水文数据信息，并与所述坝体主控CPU连接，将采集来的水文数据信息存储到坝体主控CPU中，以便日后查找和分析当地水文变化情况。
所述水轮机控制单元包括水轮机主控CPU、LCD显示单元、水门控制单元以及监测单元；
所述水轮机主控CPU的信号输入端与所述监测单元的信号输出端相连；
所述水轮机主控CPU的信号输出端与所述LCD显示单元的信号输入端、所述水门控制单元的信号输入端相连；
所述坝体主控CPU和水轮机主控CPU通过局域网进行数据通信。
所述智能天气预报单元包括天气采集模块、图像识别模块、中央处理模块、GPS定位模块、数据库比对模块；
所述天气采集模块与所述中央处理模块连接，所述中央处理模块与所述图像识别模块、所述数据库比对模块以及所述GPS定位模块连接，所述数据库比对模块与所述图像识别模块连接；
所述天气采集模块为基于传感器的信息采集模块，其中传感器包括温度检测传感器、湿度检测传感器、尘埃检测传感器及光亮度检测传感器；
所述图像识别模块为基于识别算法进行的识别模块；
所述GPS定位模块为基于导航卫星和天气卫星开发的定位模块；
所述数据库比对模块为基于大数据和云计算开发的数据库；
所述中央处理模块和坝体主控CPU通过局域网进行数据通信。
工作时，自动气象观察站通过所述天气采集模块将天气信息采集并传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块协调所述数据库比对模块和所述图像识别模块进行天气信息的统计分析，识别后的天气信息根据所述GPS定位模块和所述反馈模块进行归类然后反馈到所述中央处理模块，所述中央处理模块将天气信息发送给坝体主控CPU；与此同时，坝体传来的经所述流量传感器和所述水位传感器检测到的水流量及水平面位置等数据发送给所述坝体主控CPU，所述坝体主控CPU与所述水轮机主控CPU进行通信并计算后，转换成水门控制系统的动作参数，最终由所述水门控制单元实现水轮机水门的调节，并会在所述LCD显示单元上显示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种智能水轮机水门管理系统，其特征是：包括坝体单元、水轮机控制单元、智能天气预报单元；
所述坝体单元包括坝体、水位传感器、流量传感器、闸门控制单元、坝体主控CPU、水文数据采集模块；
所述水位传感器和所述流量传感器均设置在坝体上，所述水位传感器和所述流量传感的信号输出端均与坝体主控 CPU的信号输入端相连；
所述坝体主控CPU的信号输出端与所述闸门控制单元的信号输入端相连；
所述水轮机控制单元包括水轮机主控CPU、LCD显示单元、水门控制单元以及监测单元；
所述水轮机主控CPU的信号输入端与所述监测单元的信号输出端相连；
所述水轮机主控CPU的信号输出端与所述LCD显示单元的信号输入端、所述水门控制单元的信号输入端相连；
所述坝体主控CPU和水轮机主控CPU通过局域网进行数据通信；
所述智能天气预报单元包括天气采集模块、图像识别模块、中央处理模块、GPS定位模块、数据库比对模块；所述天气采集模块与所述中央处理模块连接，所述中央处理模块与所述图像识别模块、所述数据库比对模块以及所述GPS定位模块连接，所述数据库比对模块与所述图像识别模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理系统，其特征是：所述水文数据采集模块与所述水位传感器和所述流量传感器连接，以便采集水文数据信息，并与所述坝体主控CPU连接，将采集来的水文数据信息存储到坝体主控CPU中，以便日后查找和分析当地水文变化情况。
3.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理系统，其特征是：所述天气采集模块为基于传感器的信息采集模块，其中传感器包括温度检测传感器、湿度检测传感器、尘埃检测传感器及光亮度检测传感器。
4.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理系统，其特征是：所述图像识别模块为基于识别算法进行的识别模块。
5.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理系统，其特征是：所述GPS定位模块为基于导航卫星和天气卫星开发的定位模块。
6.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理系统，其特征是：所述数据库比对模块为基于大数据和云计算开发的数据库。
7.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理系统，其特征是：所述中央处理模块和坝体主控CPU通过局域网进行数据通信。
8.根据权利要求1所述的智能水轮机水门管理方法，其特征是：自动气象观察站通过所述天气采集模块将天气信息采集并传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块协调所述数据库比对模块和所述图像识别模块进行天气信息的统计分析，识别后的天气信息根据所述GPS定位模块和所述反馈模块进行归类然后反馈到所述中央处理模块，所述中央处理模块将天气信息发送给坝体主控CPU；与此同时，坝体传来的经所述流量传感器和所述水位传感器检测到的水流量及水平面位置等数据发送给所述坝体主控CPU，所述坝体主控CPU与所述水轮机主控CPU进行通信并计算后，转换成水门控制系统的动作参数，最终由所述水门控制单元实现水轮机水门的调节，并会在所述LCD显示单元上显示。
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