CN115506317B - 一种自动分层取水方法及系统 - Google Patents

一种自动分层取水方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115506317B
CN115506317B CN202211276924.5A CN202211276924A CN115506317B CN 115506317 B CN115506317 B CN 115506317B CN 202211276924 A CN202211276924 A CN 202211276924A CN 115506317 B CN115506317 B CN 115506317B
Authority
CN
China
Prior art keywords
door
stop
height
module
water intake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211276924.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115506317A (zh
Inventor
李冰洁
靖峰
马力
何苗
刘礼华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PowerChina Northwest Engineering Corp Ltd
Original Assignee
PowerChina Northwest Engineering Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PowerChina Northwest Engineering Corp Ltd filed Critical PowerChina Northwest Engineering Corp Ltd
Priority to CN202211276924.5A priority Critical patent/CN115506317B/zh
Publication of CN115506317A publication Critical patent/CN115506317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115506317B publication Critical patent/CN115506317B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B1/00Equipment or apparatus for, or methods of, general hydraulic engineering, e.g. protection of constructions against ice-strains
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/26Vertical-lift gates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/26Vertical-lift gates
    • E02B7/36Elevating mechanisms for vertical-lift gates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B8/00Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
    • E02B8/04Valves, slides, or the like; Arrangements therefor; Submerged sluice gates
    • E02B8/045Valves, slides, or the like; Arrangements therefor; Submerged sluice gates automatically movable
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/02Water-ways
    • E02B9/04Free-flow canals or flumes; Intakes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Barrages (AREA)

Abstract

本发明属于水电工程设计技术领域,公开了一种自动分层取水方法及系统,该方法包括获取取水口水库水位高度,得出取水口淹没的叠梁门高度,将淹没的叠梁门高度与取水口水库水位比较,得出取水高度,将取水高度与理论取水高度进行比较,根据比较结果控制叠梁门动作。本发明能够实时监测水位变化,程序化判断是否需要取出或装载叠梁门,更加快速、准确地响应叠梁门的取出和装载过程。

Description

一种自动分层取水方法及系统
技术领域
本发明属于水电工程设计技术领域,具体来说涉及一种自动分层取水方法及系统。
背景技术
随着环境保护观念的不断加深,水电工程对环境的影响受到人们广泛的关注。随着水电建设的发展,水电高坝大库普及,水库垂直水温分层分布,水库的表层及浅表层水受长时间日照,温度较高,而库底阳光辐射差,水温较低,且由于光合作用差,水中含氧量较低,且有机物残屑下沉,深层水较表层水具有较高浓度的磷酸盐、氨、硫化氢等,水质较差([1]水库分层取水方式的分析.吉林水利.Resources.2016.000.008.24-26.1009-2846.刘景瑞.)。而一般的深式进水口设计,下泄的低温水可能会对下游生态环境造成不利甚至有害的影响,例如:较低的水温导致部分鱼虾不在产卵,严重威胁当地物种多样性及生态环境。随着对环境保护认识的提高,分层取水的概念应运而生,为确保发电效益,叠梁门易于装卸的优点得到了认可,被当前水电站广泛应用。
现有技术的缺点在于:当前闸门的装载和取出全靠电站值班人员经验和现场观察判断,不符合当前“无人值班、少人值守”的智能化理念,也无法保证准确合理操作。且由于水电站取水口距值班室较远,交通不便利,无法做到及时调节。因此现有方式无法快速、准确的实现叠梁门的取出和装载,达到自动合理分层取水的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动分层取水方法及系统,实时监测水位变化,程序化判断是否需要取出或装载叠梁门,更加快速、准确地响应叠梁门的取出和装载过程。
本发明采取的技术方案是自动分层取水方法,包括:
获取取水口水库水位高度,得出取水口淹没的叠梁门高度,将淹没的叠梁门高度与取水口水库水位比较,得出取水高度,将取水高度与理论取水高度进行比较,根据比较结果控制叠梁门动作。
进一步地,水库水位高度通过计算水库水位高程与库底水位高程之差得到,计算时至少测量两点的取水口水库水位高度并取平均值。
进一步地,所述淹没的叠梁门高度计算方法具体为:
获取门库中的叠梁门数量n;
则淹没的叠梁门高度h表达为:h=(N-n)×s;
式中,N为叠梁门总数、s为单个叠梁门高度,N、s均为固定值。
进一步地,所述取水高度表达为:Q=H-h;
式中,H为水库水位高度,h为淹没的叠梁门高度。
进一步地,比较结果如下:
当“Q-x>0”时,自动从门库吊出一节叠梁门放入门槽,或立即发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门;
当“Q-x≤0”且“Q-x>-s”时,不允许自动从门槽中取出叠梁门放入门库;
当“Q-x≤-s”时,可自动从门槽中取出叠梁门放入门库,或立即发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门;
式中,Q为取水高度,x为理论取水高度。
本发明还提供一种自动分层取水系统,包括传感器模块,变送器模块,提升模块,报警模块,控制器模块;所述传感器模块用于检测叠梁门数量;所述变送器模块用于采集水库水位高程;所述提升模块用于提升叠梁门在门库和门槽间移动;所述控制器模块分别与所述传感器模块、所述变送器模块、所述提升模块、所述报警模块连接,所述控制器模块接收处理信号后,控制所述报警模块及提升模块动作。
优选地,所述传感器模块为光电传感器。
优选地,所述光电传感器设置于门库内。
优选地,所述控制器模块为PLC控制器。
本发明的有益效果在于:
1.本发明通过合理利用自动化元件及PLC控制模块,实现水电站自动分层取水。
2.本发明采用反推计数的原理,利用PLC控制模块,实时计算出取水高度,实现及时调节处理,立即报警,不仅减少了值班人员的工作量且缩短了调节时间。
3.本发明对自动化元件进行合理选用及布置,考虑到叠梁门使用过程中长期被水淹没的特点,选择将光电传感器安装在门库而非门槽,采用保护等级较低(无需采用沉没时防止水侵入的)、结构简单的数字放大光电传感器,准确计算出取水高度,且在最少利用传感器的情况下,实现自动分层取水的目的。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为本发明的原理结构图。
图3为本发明的安装布置图。
图4为本发明实施例1逻辑流程图。
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。
本发明自动分层取水的方法包括以下步骤:
获取水电站叠梁门门库数量,根据叠梁门门库数量得出取水口淹没的叠梁门高度,淹没的叠梁门高度将与取水口水库水位比较,得出取水高度,将取水高度与理论取水高度进行比较,根据比较结果控制叠梁门。
其中,水库水位高度通过计算水库水位高程与库底水位高程之差得到,计算时至少测量两点的取水口水库水位高度并取平均值。
其中,淹没的叠梁门高度计算方法为:
获取门库中的叠梁门数量n;
则淹没的叠梁门高度h表达为:h=(N-n)×s,式中,N为叠梁门总数、s为单个叠梁门高度,N、s均为已知固定值。
其中,取水高度表达为:Q=H-h,式中,Q为取水高度,H为水库水位高度,h为淹没的叠梁门高度。
其中,比较结果如下:
当“Q-x>0”时,自动从门库吊出一节叠梁门放入门槽,或立即发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门;
当“Q-x≤0”且“Q-x>-s”时,不允许自动从门槽中取出叠梁门放入门库;
当“Q-x≤-s”时,可自动从门槽中取出叠梁门放入门库,或立即发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门;
式中,Q为取水高度,x为理论取水高度;理论取水高度x应大于单个叠梁门高度s。
理论取水高度x的获取需综合考虑水库水温模型,该水库水温模型为本领域技术人员的公知技术,此处不再赘述。
本发明还提供一种自动分层取水系统,包括传感器模块,变送器模块,提升模块,报警模块,控制器模块。
如图2所示,叠梁门3装载时位于门槽4内,叠梁门3取出后位于门库5内。门库5的侧壁上设置有传感器模块,用于检测叠梁门数量,本实施例采用的是光电传感器6,将光电传感器设置于门库而非门槽的优点在于,考虑到叠梁门使用过程中长期被水淹没的特点,采用保护等级较低(无需采用沉没时防止水侵入的)、结构简单的数字放大光电传感器,为后期安装维护提供了便利,且在最少利用传感器的情况下,计算出叠梁门高度。
变送器模块通常设置于叠梁门3前,用于采集水库水位1和底库水位2的高程值。
提升模块7用于提升叠梁门3在门库5和门槽4间移动。
本实施例的控制器模块采用的是PLC控制器,PLC控制器分别与传感器模块、变送器模块、提升模块、报警模块连接,PLC控制器接收处理信号后,根据处理判断结果控制报警模块及提升模块动作。
实施例1
在叠梁门前设置2个水位变送器,用来采集水库水位,通过采集2个变送器的平均值,得到准确的水库水位El.206.00,库底高程El.180.00,可得到水库水位高度H=206-180=26m,当一个变送器报错或2个采集值偏差较大时,向集控中心或电站中控室发送报警信号。
由于叠梁门门槽长期被水淹没,现有技术条件下,不具备设置电子设备的条件,因此在叠梁门门库侧壁放置数字放大光电传感器,由于叠梁门总数固定,为12,因此通过采集门库中叠梁门数量3,可以反推得到淹没在水下的叠梁门数量,为12-3=9。
已知每个叠梁门高度固定,为2.5m,因此可得出淹没在水下的叠梁门高度为h=9*2.5=22.5m。
由此可计算出取水高度为Q=26-22.5=3.5m。
已知水电站理论取水高度x为4m,即认为水库表层4米的水符合环保要求。由于“3.5-4=-0.5”,由于“-0.5<0”且“-0.5>-2.5”,此时不允许自动从门槽中取出叠梁门放入门库。
实施例2
与实施例1不同之处在于,水库水位为El.203.00。此时水库水位高度H=203-180=23m,梁门高度仍为h=22.5m,取水高度为Q=23-22.5=0.5m,由于“0.5-4=-3.5”,“-3.5≤-2.5”时,PLC控制模块结合电网给的发电量指令,可自动从门槽中取出叠梁门放入门库,或立即向集控中心或电站中控室发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门的操作。
实施例3
与实施例1不同之处在于,水库水位为El.208.00,此时水库水位高度H=208-180=28m,梁门高度仍为h=22.5m,取水高度为Q=28-22.5=5.5m,由于“5.5-4=1.5”,“1.5>0”,自动从门库吊出一节叠梁门放入门槽,或立即向集控中心或电站中控室发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门的操作。

Claims (6)

1.一种自动分层取水方法,其特征在于,包括:
获取取水口水库水位高度,得出取水口淹没的叠梁门高度,将淹没的叠梁门高度与取水口水库水位比较,得出取水高度,将取水高度与理论取水高度进行比较,根据比较结果控制叠梁门动作;
所述淹没的叠梁门高度计算方法具体为:
获取门库中的叠梁门数量n;
则淹没的叠梁门高度h表达为:h=(N-n) ×s;
式中,N为叠梁门总数、s为单个叠梁门高度,N、s均为固定值;
所述取水高度表达为:Q=H-h;
式中,H为水库水位高度,h为淹没的叠梁门高度;
比较结果如下:
当 “Q-x>0”时,自动从门库吊出一节叠梁门放入门槽,或立即发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门;
当 “Q-x≤0”且“Q-x>-s”时,不允许自动从门槽中取出叠梁门放入门库;
当“Q-x≤-s”时,可自动从门槽中取出叠梁门放入门库,或立即发送报警信号,提醒工作人员及时前往水电站进水口区域进行手动起吊叠梁门;
式中,Q为取水高度,x为理论取水高度。
2.根据权利要求1所述的自动分层取水方法,其特征在于,水库水位高度通过计算水库水位高程与库底水位高程之差得到,计算时至少测量两点的取水口水库水位高度并取平均值。
3.根据权利要求1所述的自动分层取水方法取水的自动分层取水系统,其特征在于,包括传感器模块,变送器模块,提升模块,报警模块,控制器模块;所述传感器模块用于检测叠梁门数量;所述变送器模块用于采集水库水位高程;所述提升模块用于提升叠梁门在门库和门槽间移动;所述控制器模块分别与所述传感器模块、所述变送器模块、所述提升模块、所述报警模块连接,所述控制器模块接收处理信号后,控制所述报警模块及提升模块动作。
4.根据权利要求3所述的自动分层取水系统,其特征在于,所述传感器模块为光电传感器。
5.根据权利要求4所述的自动分层取水系统,其特征在于,所述光电传感器设置于门库内。
6.根据权利要求3所述的自动分层取水系统,其特征在于,所述控制器模块为PLC控制器。
CN202211276924.5A 2022-10-18 2022-10-18 一种自动分层取水方法及系统 Active CN115506317B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211276924.5A CN115506317B (zh) 2022-10-18 2022-10-18 一种自动分层取水方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211276924.5A CN115506317B (zh) 2022-10-18 2022-10-18 一种自动分层取水方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115506317A CN115506317A (zh) 2022-12-23
CN115506317B true CN115506317B (zh) 2023-12-01

Family

ID=84510144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211276924.5A Active CN115506317B (zh) 2022-10-18 2022-10-18 一种自动分层取水方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115506317B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037354A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Hokuriku Electric Power Co Inc:The 流込み式水力発電所の取水制御方法と取水制御装置
RU65509U1 (ru) * 2007-03-01 2007-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" Селективное водозаборное устройство
JP2012127073A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Chugoku Electric Power Co Inc:The 取水制御方法及び装置
CN203559454U (zh) * 2013-11-07 2014-04-23 嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司 一种坝式进水口的分层取水装置
CN110849580A (zh) * 2019-11-20 2020-02-28 四川大学 一种基于远坝区垂向温度链的叠梁门分层取水监测方法
CN114922142A (zh) * 2022-05-27 2022-08-19 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种槽内升降折叠式分层取水装置及分层取水方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037354A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Hokuriku Electric Power Co Inc:The 流込み式水力発電所の取水制御方法と取水制御装置
RU65509U1 (ru) * 2007-03-01 2007-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" Селективное водозаборное устройство
JP2012127073A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Chugoku Electric Power Co Inc:The 取水制御方法及び装置
CN203559454U (zh) * 2013-11-07 2014-04-23 嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司 一种坝式进水口的分层取水装置
CN110849580A (zh) * 2019-11-20 2020-02-28 四川大学 一种基于远坝区垂向温度链的叠梁门分层取水监测方法
CN114922142A (zh) * 2022-05-27 2022-08-19 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种槽内升降折叠式分层取水装置及分层取水方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115506317A (zh) 2022-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110542917A (zh) 一种海洋环境核辐射监测系统及其监测方法
CN104601108A (zh) 一种小型光伏电站的故障诊断方法
CN104132753B (zh) 一种自然水体渔业养殖温度灾害智能预警方法
CN101814228A (zh) 一种水产品养殖水质无线监测系统及方法
CN103727983B (zh) 一种核电厂的无线水文监测装置
CN109164227A (zh) 一种深海水质环境监测系统
CN110597193A (zh) 一种远程监测系统
CN209372843U (zh) 一种排海口水质监测系统
CN110747823A (zh) 长距离引调水工程的水闸控制系统及控制方法
CN208023090U (zh) 一种海上平台钢桩保护电位自动检测系统
CN115506317B (zh) 一种自动分层取水方法及系统
CN110570628B (zh) 一种输电线路杆塔地质灾害监测预警分析系统及使用方法
CN106483264A (zh) 一种水体监测机器人系统及其方法
CN112363430A (zh) 一种深海抗风浪网箱用养殖监控装置及其控制方法
CN217640393U (zh) 用于特定空间的水淹报警系统
CN116451870A (zh) 基于多模型的水生态系统健康评价与预测系统
CN106680317A (zh) 一种混凝土监测装置
CN113015120B (zh) 一种基于神经网络的治污监测系统和方法
CN115453659A (zh) 一种水产养殖综合气象监测系统
CN105675836B (zh) 一种地下水质监测方法
CN205679228U (zh) 一种水文信息检测系统
CN211285524U (zh) 基于物联网技术的水利工程小型闸坝自动冲沙装置
CN210487011U (zh) 一种排水管网入河口水位监测器
CN211124126U (zh) 一种水环境质量监管系统
CN111613039A (zh) 一种海洋浮标绞车升降智能控制系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant