CN114583753A - 基于物联网的水电远程自动控制系统 - Google Patents

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CN114583753A CN202210238838.9A CN202210238838A CN114583753A CN 114583753 A CN114583753 A CN 114583753A CN 202210238838 A CN202210238838 A CN 202210238838A CN 114583753 A CN114583753 A CN 114583753A
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邱相迪
谢铁新
张羽遥
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Abstract

本发明公开了基于物联网的水电远程自动控制系统,包括：中央处理器模块、外部参数感应模块、发电参数感应模块、水位高度感应模块、网络连接模块和同期检测感应模块；中央处理器模块与外部参数感应模块、发电参数感应模块、水位高度感应模块、网络连接模块、同期检测感应模块依次连接；外部参数感应模块，用于与外部网络连接且实时检测外网的电压、电流、频率、功率、功率因数、电度参数；发电参数感应模块，用于与发电机连接且实时检测发电机的发电电压、电流、频率参数；水位高度感应模块，用于与水库连接，监控水库水位；网络连接模块，用于发电机与外部网络的连接；同期检测感应模块，用于检测对比并网的时机，同步并网接触器的合闸。

Description

基于物联网的水电远程自动控制系统
技术领域
本发明属于水电控制领域，尤其涉及一种基于物联网的水电远程自动控制系统。
背景技术
水能资源具有可再生和无污染等特点，既不存在资源枯竭的问题，又不会对环境造成污染。大力建设水力发电，不仅有助于改善能源的消费结构，降低人们对煤炭和石油等传统化石能源依赖，而且有助于减少二氧化碳的排放量，保护人们赖以生存的生态环境。因此，开发水能是世界各国能源发展战略的优先选择。现有的水电站控制系统均采用半自动与人工操作的组合方式，许多时机的把握需要人工进行，同期时要靠看指示灯的状态，人工按合闸按钮，时机难以掌握。其次，阀门调节为手动调节，注水量恒定无变，对突变状态无法达到应急调整的目的。当来水量变大时可能会溢流，造成资源浪费，来水量变小时，造成发电机倒拉，消耗电网电能。人工调节不能对励磁进行精准控制。可能会发出大量无功电能造成电网损耗。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于物联网的水电远程自动控制系统，实时数据跟踪可迅速并网的水电智能控制。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的水电远程自动控制系统，包括：中央处理器模块、外部参数感应模块、发电参数感应模块、水位高度感应模块、网络连接模块和同期检测感应模块；所述中央处理器模块与所述外部参数感应模块、所述发电参数感应模块、所述水位高度感应模块、所述网络连接模块、所述同期检测感应模块依次连接；
所述外部参数感应模块，用于与外部网络连接且实时检测外网的电压、电流、频率、功率、功率因数、电度参数；
所述发电参数感应模块，用于与发电机连接且实时检测发电机的发电电压、电流、频率参数；
所述水位高度感应模块，用于与水库连接，监控水库水位；
所述网络连接模块，包括并网接触器、励磁控制器，用于发电机与外部网络的连接；
所述同期检测感应模块，用于检测对比并网的时机，同步并网接触器的合闸。
可选的，所述并网接触器和励磁控制器与所述中央处理器模块连接，用于反馈调节网络。
可选的，所述外部参数感应模块提取外部网络参数到中央处理模块中，通过所述水位高度感应模块检测水位的高度，且对外部网络参数和水位高度设置定位，开启水阀门调节执行器，控制发电机工作。
可选的，所述中央处理模块根据外网参数自动调整水阀门的大小，励磁的大小，使发电机发电的电压、频率和外网一致，进行同期的检测判断，待外网和发电机同期后，发出合闸信号。
可选的，该系统还包括防护模块，防护模块用于实时检测发电机的转速，并反馈至中央处理模块中，发电机转速异常时，中央处理模块自动切断水轮机与发电机的连接，各数据通过中央处理模块后显示在外部触显模块中。
可选的，所述防护模块包括发电机的转速检测传感器和水轮机的水阀门调节执行器，所述的转速检测传感器和水阀门调节执行器均与中央处理模块连接，转速检测传感器反馈的数据直接控制水阀门调节执行器的开闭。
可选的，所述防护模块包括备用电源，备用电源直接与系统连接，备用电源在主电源断电状态下切换为系统供电。
可选的，该系统还包括至少两套水位高度感应模块，中央处理模块上设有警报模块，警报模块用于监控水位高度感应模块的状态。
本发明技术效果：本发明公开了一种基于物联网的水电远程自动控制系统，采用控制器集中控制，分散采集，可进行一键启动，自动并网，平稳快速；水位自动跟踪，杜绝水位溢流，防止没水空管倒电；励磁自动跟踪，防止人工操作不及时，发出太多无功电能；清晰直观的数据显示，可设定需要的不同参数进行自动控制；转速监测，电网状况，备用电源等多种保护机制，快速有效；可实现电网和发电参数的直观显示，可检测当前实时发电机转速，及时进行防护。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例基于物联网的水电远程自动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本实施例中提供一种基于物联网的水电远程自动控制系统，包括：中央处理器模块、外部参数感应模块、发电参数感应模块、水位高度感应模块、网络连接模块和同期检测感应模块；所述中央处理器模块与所述外部参数感应模块、所述发电参数感应模块、所述水位高度感应模块、所述网络连接模块、所述同期检测感应模块依次连接；
所述外部参数感应模块，用于与外部网络连接且实时检测外网的电压、电流、频率、功率、功率因数、电度参数；
所述发电参数感应模块，用于与发电机连接且实时检测发电机的发电电压、电流、频率参数；
所述水位高度感应模块，用于与水库连接，监控水库水位；
所述网络连接模块，包括并网接触器、励磁控制器，用于发电机与外部网络的连接；
所述同期检测感应模块，用于检测对比并网的时机，同步并网接触器的合闸。
进一步优化方案，所述并网接触器和励磁控制器与所述中央处理器模块连接，用于反馈调节网络。
进一步优化方案，所述外部参数感应模块提取外部网络参数到中央处理模块中，通过所述水位高度感应模块检测水位的高度，且对外部网络参数和水位高度设置定位，开启水阀门调节执行器，控制发电机工作。
进一步优化方案，所述中央处理模块根据外网参数自动调整水阀门的大小，励磁的大小，使发电机发电的电压、频率和外网一致，进行同期的检测判断，待外网和发电机同期后，发出合闸信号。
进一步优化方案，该系统还包括防护模块，防护模块用于实时检测发电机的转速，并反馈至中央处理模块中，发电机转速异常时，中央处理模块自动切断水轮机与发电机的连接，各数据通过中央处理模块后显示在外部触显模块中。
进一步优化方案，所述防护模块包括发电机的转速检测传感器和水轮机的水阀门调节执行器，所述的转速检测传感器和水阀门调节执行器均与中央处理模块连接，转速检测传感器反馈的数据直接控制水阀门调节执行器的开闭。
进一步优化方案，所述防护模块包括备用电源，备用电源直接与系统连接，备用电源在主电源断电状态下切换为系统供电。
进一步优化方案，该系统还包括至少两套水位高度感应模块，中央处理模块上设有警报模块，警报模块用于监控水位高度感应模块的状态。
本发明公开了一种基于物联网的水电远程自动控制系统，采用控制器集中控制，分散采集，可进行一键启动，自动并网，平稳快速；水位自动跟踪，杜绝水位溢流，防止没水空管倒电；励磁自动跟踪，防止人工操作不及时，发出太多无功电能；清晰直观的数据显示，可设定需要的不同参数进行自动控制；转速监测，电网状况，备用电源等多种保护机制，快速有效；可实现电网和发电参数的直观显示，可检测当前实时发电机转速，及时进行防护。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，包括：中央处理器模块、外部参数感应模块、发电参数感应模块、水位高度感应模块、网络连接模块和同期检测感应模块；所述中央处理器模块与所述外部参数感应模块、所述发电参数感应模块、所述水位高度感应模块、所述网络连接模块、所述同期检测感应模块依次连接；
所述外部参数感应模块，用于与外部网络连接且实时检测外网的电压、电流、频率、功率、功率因数、电度参数；
所述发电参数感应模块，用于与发电机连接且实时检测发电机的发电电压、电流、频率参数；
所述水位高度感应模块，用于与水库连接，监控水库水位；
所述网络连接模块，包括并网接触器、励磁控制器，用于发电机与外部网络的连接；
所述同期检测感应模块，用于检测对比并网的时机，同步并网接触器的合闸。
2.如权利要求1所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，所述并网接触器和励磁控制器与所述中央处理器模块连接，用于反馈调节网络。
3.如权利要求2所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，所述外部参数感应模块提取外部网络参数到中央处理模块中，通过所述水位高度感应模块检测水位的高度，且对外部网络参数和水位高度设置定位，开启水阀门调节执行器，控制发电机工作。
4.如权利要求3所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，所述中央处理模块根据外网参数自动调整水阀门的大小，励磁的大小，使发电机发电的电压、频率和外网一致，进行同期的检测判断，待外网和发电机同期后，发出合闸信号。
5.如权利要求4所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，该系统还包括防护模块，防护模块用于实时检测发电机的转速，并反馈至中央处理模块中，发电机转速异常时，中央处理模块自动切断水轮机与发电机的连接，各数据通过中央处理模块后显示在外部触显模块中。
6.如权利要求5所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，所述防护模块包括发电机的转速检测传感器和水轮机的水阀门调节执行器，所述的转速检测传感器和水阀门调节执行器均与中央处理模块连接，转速检测传感器反馈的数据直接控制水阀门调节执行器的开闭。
7.如权利要求6所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，所述防护模块包括备用电源，备用电源直接与系统连接，备用电源在主电源断电状态下切换为系统供电。
8.如权利要求7所述的基于物联网的水电远程自动控制系统，其特征在于，该系统还包括至少两套水位高度感应模块，中央处理模块上设有警报模块，警报模块用于监控水位高度感应模块的状态。
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