[发明专利]一种基于分级发电方式的智能水利发电系统

说明书

本发明公开了一种基于分级发电方式的智能水利发电系统，其结构包括仪表开关、发电机、散热口、上轴轴承、水轮机调速器、传动轴、调速连杆、导水罩、进水导叶、固定盘、下轴轴承、水轮机、光电编码器、叶轮、入水通道、水闸、拦垃圾网、螺旋式进水口、喇叭式尾水管、坝体、出水口，本发明模糊控制器能够克服克服由于过程本身的不确定性、不精确性和噪声带来的困难，实现被控制对象的控制作用，且在该水轮机调速器内部设有的光电编码器将该频率反馈用码盘与机端电压相结合，机端电压频率采用交流采样技术，采集频率随电网电压变化而变化，光电编码器的频率来自水轮机转轴，可提高水轮机调速器的可靠性。

技术领域

本发明是一种基于分级发电方式的智能水利发电系统，属于水利发电领域。

背景技术

分级发电方式可以按照水头的高低进行划分(水电站的水头,是指水电站上游和下游的高度差,单位用“米”表示)，目前我国按以下标准划分：1)最大水头40m以下的水电站称为低水头水电站；2)最大水头在40一200m的水电站称为中水头水电站；3)最大水头在200m以上的水电站称为高水头水电站，水利发电是发电的一种方式，利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。它是由建筑物来集中天然水流的落差，形成水头，并以水库汇集、调节天然水流的流量；基本设备是水轮发电机组。当水流通过水轮机时，水轮机受水流推动而转动，水轮机带动发电机发电，机械能转换为电能，再经过变电和输配电设备将电力送到用户。水能为自然界的再生性能源，随着水文循环，重复再生。水力发电在运行中不消耗燃料，运行管理费和发电成本远比燃煤电站低。水力发电在水能转化为电能的过程中不发生化学变化，不排泄有害物质，对环境影响小，因此水力发电所获得的是一种清洁的能源，水电站分类：潮汐水电站：而潮汐电站由于造价昂贵，尚未能大规模开发利用。其他形式的水力发电，如利用波浪能发电尚处于试验研究阶段。为实现不同类型的水电开发，需要使用水文、地质、水工建筑物、水力机械、电器装置、水利勘测、水利规划、水利工程施工、水利管理、水利经济学和电网运行等方面的知识，对下列方面进行研究；坝式水电站与引水式水电站：世界上已建的绝大多数水电站都属于利用河川天然落差和流量而修建的常规水电站。这种水电站按对天然水流的利用方式和调节能力分为径流式和蓄水式两种；按开发方式又可分为坝式水电站、引水式水电站和坝-引水混合式水电站，抽水蓄能电站是20世纪60年代以来发展较快的一种水电站；水力发电是再生能源，对环境冲击较小，发电效率高达90％以上，发电成本低，发电起动快，数分钟内可以完成发电，调节容易，单位输出电力之成本最低。除可提供廉价电力外，还有下列之优点：控制洪水泛滥、提供灌溉用水、改善河流航运，有关工程同时改善该地区的交通、电力供应和经济，特别可以发展旅游业及水产养殖。

在现有的水利发电系统中，水轮发电机组组作为核心设备，水轮发电机组组的运形状态决定着电能质量和系统安全，目前，实现对水轮发电机组组的控制与调节，应用最为广泛仍是传统的PID控制器，主要是因为这种控制器的结构简单，控制策略易于实现，且具有一定的鲁棒性，但水力发电机组的水利发电系统是一个典型的非线性，大时滞，时变的复杂系统，所以在机组的实际运行过程中，常规PID控制器一般难以满足其调节品质的要求，在水利发电系统中，水轮发电机组的频率一般从机端电压提取，然后反馈到水轮机调速器的输入端，与给定频率相比较，该方式会导致机端电压在尖脉冲、浪涌等干扰影响下，由于测量的不准确，导致水轮机控制出现偏差，使得发电效率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于分级发电方式的智能水利发电系统，以解决在机组的实际运行过程中，常规PID控制器一般难以满足其调节品质的要求，在水利发电系统中，水轮发电机组的频率一般从机端电压提取，然后反馈到水轮机调速器的输入端，与给定频率相比较，该方式会导致机端电压在尖脉冲、浪涌等干扰影响下，由于测量的不准确，导致水轮机控制出现偏差，使得发电效率低的问题。