【正文】 現(xiàn)安全發(fā)供電,需要經(jīng)常監(jiān)測(cè)的量成千上萬,需要實(shí)現(xiàn)的控制功能也越來越復(fù)雜。 本系統(tǒng)的開發(fā)對(duì)于充分利用水資源，提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)水力機(jī)組的高效穩(wěn)定運(yùn)行及優(yōu)化運(yùn)行均具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。第二部分：利用圖形化編程語言 LabVIEM 建立了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)的工作水頭、流量、出力等參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、顯示、處理以及存儲(chǔ)，同時(shí)可根據(jù)水力機(jī)組實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算水輪機(jī)的運(yùn)行效率，并實(shí)時(shí)顯示，使工作人員隨時(shí)了解水輪機(jī)的運(yùn)行狀況。 本文主體分為三部分，每部分內(nèi)容如下： 第一部分：采用虛擬儀器的概念，構(gòu)建了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)并詳細(xì)介紹了硬件的選型設(shè)計(jì)。基于虛擬儀器的小型水電站監(jiān)控系統(tǒng)然間功能設(shè)計(jì)摘 要 水電是我國重點(diǎn)發(fā)展的綠色能源，水電生產(chǎn)具有開停機(jī)方便、運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，合理充分地利用水電能源對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用，因此有效地對(duì)水力機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、分析、優(yōu)化，對(duì)水輪機(jī)組高效穩(wěn)定運(yùn)行將起到重要作用。本文采用虛擬儀器技術(shù)，通過 LabVIEM 的方法，開發(fā)了一套水力機(jī)組運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、分析、計(jì)算以及水力機(jī)組能量特性模型的建立，而且為建立水力機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的硬件部分主要采用了美國 NI 公司的產(chǎn)品，包括信號(hào)調(diào)理設(shè)備以及數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)不論采集精度、速度以及抗干擾能力都能夠滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。 第三部分：在水力機(jī)組運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用 LabVIEM，構(gòu)建了水輪機(jī)能量特性模型，開發(fā)了水力機(jī)組運(yùn)行工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在水輪機(jī)的三維能量特性曲面圖上實(shí)時(shí)顯示水輪機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)的功能，以便運(yùn)行人員直觀地了解水輪機(jī)的運(yùn)行狀況，從而對(duì)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，使機(jī)組運(yùn)行于高效區(qū)。關(guān)鍵詞：水力機(jī)組；優(yōu)化運(yùn)行；數(shù)據(jù)采集；虛擬儀器；監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 目 錄摘 要ABSTRACT第 1章 緒 論 ......................................................................................................................1 水電站系統(tǒng)的發(fā)展概論 ...............................................................................................1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ...........................................................................................................2 水電站控制方式的演變 .........................................................................................3 小型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控現(xiàn)狀 .................................................................................5第 2章 中小型水電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................7 中小型水電站運(yùn)行的特點(diǎn) .....................................................................................7 水電站監(jiān)控系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)要求 ..............................................................................8 監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)任務(wù) ...................................................................................10 監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................10 水電廠的電廠分層控制 ......................................12第 3章 上機(jī)位軟件的設(shè)計(jì) ................................................................................................14 虛擬儀器及 LABVIEM 概述 ....................................................................................14 虛擬儀器技術(shù) ............................................................................................14 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的對(duì)比 .........................................................14 虛擬儀器的構(gòu)成 .............................................................................15 虛擬儀器的特點(diǎn) .............................................................................17 LABVIEM........................................................................................................18 LABVIEM 的各種通信方式與介紹 .........................................................................20 系統(tǒng)通信方式的數(shù)據(jù)傳遞 ...................................................................................21 上、下位機(jī)見的數(shù)據(jù)傳遞 ...................................................................................22 數(shù)據(jù)采集 ..............................................................................................................22 系統(tǒng)程序前面板 .....................................................................................................22 系統(tǒng)程序框圖 ......................................................................................................24 水利機(jī)組運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的實(shí)現(xiàn) ..........................................................25 第 4章 基于虛擬儀器的水利機(jī)組運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ............................................27 數(shù)據(jù)庫的訪問技術(shù) ...............................................................................................27 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫平臺(tái) ............................................27 LabVIEW 的數(shù)據(jù)庫訪問方式 ..................................27 LabSQL 工具包簡(jiǎn)介 .........................................28 LabSQL 的安裝及配置 .......................................30 LabVIEW 訪問數(shù)據(jù)庫的流程 ..................................32 數(shù)據(jù)庫表單設(shè)計(jì) ...................................................................................................33 數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) ...............................................................................37 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能 ...........................................................................................38第 5章 結(jié)論與展望 ............................................................................................................39 結(jié)論 .......................................................................................................................39 展望 .......................................................................................................................39致 謝 ..............................................................................................................................40參考文 獻(xiàn) ..............................................................................................................................401第一章 緒論 水電站控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 水電站最根本的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,電力需求迅猛增長,興建的水電站越來越多,其容量也越來越大,如正在建設(shè)的三峽水電站,總裝機(jī)容量高達(dá) 18200MW。特別是抽水蓄能電廠的出現(xiàn),機(jī)組的工況不僅有發(fā)電、調(diào)相、而且還有抽水、各種工況之間的相互轉(zhuǎn)換,使控制功能進(jìn)一步復(fù)雜。以上這些復(fù)雜的工作使原來在水電站上廣泛使用的布線邏輯型自動(dòng)裝置越來越難以勝任,因此采用更為先進(jìn)的技術(shù)成了迫不及待的任務(wù)。 早在 20 世紀(jì) 70 年代,計(jì)算機(jī)已開始應(yīng)用于水電站,起先用于各項(xiàng)離線計(jì)算和工況的監(jiān)測(cè),后來,逐漸進(jìn)入到控制領(lǐng)域。出現(xiàn)了一批用微機(jī)構(gòu)成的調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、同期裝置和繼電保護(hù)裝置等。巨大的模擬顯示屏正在逐漸被計(jì)算機(jī)顯示器所代替。運(yùn)行人員的操作已從過去的扭把手、按開關(guān)轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)鍵盤和鼠標(biāo)操作。運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕,人數(shù)也大大減少,甚2至出現(xiàn)了“無人值班”(少人值守)的水電站。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 從 20 世紀(jì) 70 年代起,計(jì)算機(jī)監(jiān)控在國外一些水電站上取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,出現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)控制的水電站最初,由于計(jì)算機(jī)價(jià)格比較昂貴,全廠只用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)主要工況的監(jiān)視和操作,通常采用開環(huán)調(diào)節(jié)控制后來,隨著計(jì)算機(jī)性能改善和價(jià)格下降,出現(xiàn)了采用多臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)控制的水電站高性能微機(jī)的出現(xiàn)使微機(jī)在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中得到普遍的應(yīng)用。世界各國的發(fā)展是不平衡的,目前關(guān)于水電站實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控的情況還缺乏完整統(tǒng)計(jì)資料。 國外研制水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有許多公司,其中比較著名的有,加拿大的CAE 公司、瑞士和德國的 ABB 公司!德國的西門子公司!、法國的 ALSToM 公司(原 CEGELEC 公司)、日本的日立公司和東芝公司、美國和加拿大的貝利公司!奧地利的依林(ELIN)公司等。 我國水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研制工作起步并不晚。天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所(簡(jiǎn)稱天傳所)也開始了永定河梯級(jí)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研制工作。 與此同時(shí),我國也引進(jìn)了一些國外研制的監(jiān)控系統(tǒng)采用 CAE 公司產(chǎn)品的有葛洲壩大江電廠、隔河巖水電站和龔嘴梯調(diào)。龔嘴水電站。采用貝利公司產(chǎn)品的有十三陵3抽水蓄能電廠和天荒坪抽水蓄能電廠。采用依林公司產(chǎn)品的有小浪底水電站。己投運(yùn)的幾十個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中絕大多數(shù)是由國內(nèi)單位研制的。許多新技術(shù),如分層分布處理、分布式數(shù)據(jù)庫、開放系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、專家系統(tǒng)等,都得到了相應(yīng)的