灾后渔子溪水电站监控系统改造研究

发布时间：2017-10-26 17:29

  本文关键词：灾后渔子溪水电站监控系统改造研究

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【摘要】：实现生产现场的综合自动化已成为水电行业的发展方向,“无人值班”、“梯级调度”是当今水电发展的必然趋势。渔子溪水电站特别是在遭受5.12大地震及特大泥石流灾害影响后,监控系统出现了兼容性差、机组供水、油压监控准确性降低,系统误报率高,部分监控功能不能实现,机组调速效果变差,以及球阀、高/低压气机监控缺失等问题。同时,由于渔子溪水电站新老设备共同运行、机组运行环境苛刻且特殊,电站承担调峰任务的同时还需适应多种运行工况,如监控系统不能及时判断或排除以上故障,不仅会增加运行人员负担,还会影响电站的正常运行甚至导致严重的人身、设备安全事故。根据电站实际情况,考虑投资成本、运行人员水平等因素,拟定在原有监控系统的基础上进行升级改造,以期达到监控系统的匹配最优化及提高监控准确性,论文主要研究内容如下：首先,根据渔子溪水电站的现有监控系统的情况,提出了一套采用分层分布式结构的监控系统改造方案。电站在受灾后形成了独特运行环境及运行工况,论文通过分析该电站厂站层及现地控制层对监控功能的需求(如系统通信、人机接口、安全运行及监测等),设计了厂站层与现地层结构改造方案,并根据设计方案完成厂站层、现地控制层硬件的选型工作。文章分析对比了现代水电站常采用的双星型、双环型组网方案优缺点,设计了一套采用双星型结构的网络改造方案并完成布网搭建工作。其次,通过分析渗漏/检修排水装置、球阀油压装置及高/低压气机监控等装置出现的监控缺失及误报率高等问题,完成测量变送器改造选型工作,并根据所选设备的性能对调速器油压、高/低压气罐压力、机组轴承温度等参数的设定与修订,同时完成各测量设备与LCU的具体连接改造工作。然后,针对渔子溪水电站机组转速控制效果不理想,调节精度降低的问题,通过剖析水轮机调节系统的结构、工作流程、动/静态特性,建立了引水系统、发电机、水轮机的数学模型,并完成水轮机调节系统的Simulink建模与仿真工作。文章设计了一套针对水轮机调节系统的开机流程、有水实验,完成现场实验并采集实验数据,通过现场实验结果与仿真结果的对比分析,显示出模型的调节效果优于现有设备的调节效果。通过对系统的升级改造,经过试运行,渔子溪水电站各项指标达到或超过了改造前的水平,监控系统稳定性、监控范围及效率得以提高,系统误报率降低。该系统可供同类型灾后高水头水电站在进行监控系统改造设计时参考。
【关键词】：水电站监控系统 改造 分层分布式 水轮机调节系统
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV736
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 水电站监控系统的发展现状9-11
• 1.2.1 国外水电厂监控系统发展现状10-11
• 1.2.2 国内水电厂监控系统发展现状11
• 1.3 论文研究目的及主要工作11-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 灾后渔子溪水电站监控系统现状及改造原则14-19
• 2.1 渔子溪水电站简介14-15
• 2.2 渔子溪水电站监控系统现状15-16
• 2.3 电站监控系统改造原则16-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 监控系统结构改造19-33
• 3.1 现有监控系统现状19
• 3.2 监控系统改造要求及总体结构改造19-22
• 3.3 厂站层与现地层功能需求分析22-27
• 3.4 系统网络结构改造与搭建27-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 监控系统硬件改造33-55
• 4.1 系统硬件改造必要性33
• 4.2 现场测量变送器选型与搭建33-44
• 4.3 厂站层硬件改造与功能实现44-46
• 4.4 现地层硬件改造与功能实现46-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 水轮机转速调节系统改造55-82
• 5.1 水轮机转速调节系统改造必要性55-56
• 5.2 水轮机转速调节系统建模56-64
• 5.2.1 引水系统数学模型56-58
• 5.2.2 混流式水轮机数学模型58-61
• 5.2.3 发电机数学模型61-62
• 5.2.4 调速器调节模块62-64
• 5.2.5 水轮机调节系统数学模型64
• 5.3 实验验证与仿真64-73
• 5.3.1 开机流程仿真68-69
• 5.3.2 空载频率扰动仿真69-71
• 5.3.3 单机负荷扰动与甩负荷仿真71-73
• 5.4 现场应用73-81
• 5.4.1 开机流程实验73-75
• 5.4.2 有水实验75-81
• 5.4.3 现场实验效果与仿真结果对比81
• 5.5 本章小结81-82
• 第6章 总结与展望82-84
• 6.1 全文总结82-83
• 6.2 工作展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士期间发表的学术论文88-89
• 附录89-92

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本文编号：1099711