本發(fā)明涉及能源開發(fā)與利用的技術領域，具體是一種智能水輪機水門管理系統(tǒng)。
背景技術：
電是現(xiàn)在人們生活中不可或缺的能源，現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)有很多種，比如水利發(fā)電、燃煤發(fā)電和風力發(fā)電，這些發(fā)電設備都存在一個普遍的缺點就是發(fā)電手段單一，比如風力發(fā)電，無風的天氣就無法使用；燃煤發(fā)電，燃煤燃燒不充分，造成資源浪費，而且會產(chǎn)生大量二氧化碳和粉塵，不夠環(huán)保；水利發(fā)電在水少時效率很低。
我國有大量的河道，而且河道的水流速度也較大，但是有的地方不易建水壩進行發(fā)電。且很多小型水力發(fā)電廠通常采用值班員目測壩體(引水渠)水位及水流量，并手動調(diào)節(jié)水輪機水門開張角度，控制發(fā)電機發(fā)電功率。出現(xiàn)脫網(wǎng)故障后，也須人為關閉水輪機給水單元，這種人工調(diào)節(jié)勢必存在一定的安全隱患且造成水資源及人力資源的浪費。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供了一種智能水輪機水門管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了水利發(fā)電系統(tǒng)的自動化程度，消除人工調(diào)節(jié)存在的安全隱患，提高發(fā)電機組工作的安全性，并且節(jié)約資源。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
一種智能水輪機水門管理系統(tǒng)，包括壩體單元、水輪機控制單元、智能天氣預報單元。
所述壩體單元包括壩體、水位傳感器、流量傳感器、閘門控制單元、壩體主控CPU、水文數(shù)據(jù)采集模塊；
所述水位傳感器和所述流量傳感器均設置在壩體上，兩者的信號輸出端均與壩體主控 CPU的信號輸入端相連；
所述壩體主控CPU的信號輸出端與所述閘門控制單元的信號輸入端相連；
所述水文數(shù)據(jù)采集模塊與所述水位傳感器和所述流量傳感器連接，以便采集水文數(shù)據(jù)信息，并與所述壩體主控CPU連接，將采集來的水文數(shù)據(jù)信息存儲到壩體主控CPU中，以便日后查找和分析當?shù)厮淖兓闆r。
所述水輪機控制單元包括水輪機主控CPU、LCD顯示單元、水門控制單元以及監(jiān)測單元；
所述水輪機主控CPU的信號輸入端與所述監(jiān)測單元的信號輸出端相連；
所述水輪機主控CPU的信號輸出端與所述LCD顯示單元的信號輸入端、所述水門控制單元的信號輸入端相連；
所述壩體主控CPU和水輪機主控CPU通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。
所述智能天氣預報單元包括天氣采集模塊、圖像識別模塊、中央處理模塊、GPS定位模塊、數(shù)據(jù)庫比對模塊；
所述天氣采集模塊與所述中央處理模塊連接，所述中央處理模塊與所述圖像識別模塊、所述數(shù)據(jù)庫比對模塊以及所述GPS定位模塊連接，所述數(shù)據(jù)庫比對模塊與所述圖像識別模塊連接；
所述天氣采集模塊為基于傳感器的信息采集模塊，其中傳感器包括溫度檢測傳感器、濕度檢測傳感器、塵埃檢測傳感器及光亮度檢測傳感器；
所述圖像識別模塊為基于識別算法進行的識別模塊；
所述GPS定位模塊為基于導航衛(wèi)星和天氣衛(wèi)星開發(fā)的定位模塊；
所述數(shù)據(jù)庫比對模塊為基于大數(shù)據(jù)和云計算開發(fā)的數(shù)據(jù)庫；
所述中央處理模塊和壩體主控CPU通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。
工作時，自動氣象觀察站通過所述天氣采集模塊將天氣信息采集并傳送給所述中央處理模塊，所述中央處理模塊協(xié)調(diào)所述數(shù)據(jù)庫比對模塊和所述圖像識別模塊進行天氣信息的統(tǒng)計分析，識別后的天氣信息根據(jù)所述GPS定位模塊和所述反饋模塊進行歸類然后反饋到所述中央處理模塊，所述中央處理模塊將天氣信息發(fā)送給壩體主控CPU；與此同時，壩體傳來的經(jīng)所述流量傳感器和所述水位傳感器檢測到的水流量及水平面位置等數(shù)據(jù)發(fā)送給所述壩體主控CPU，所述壩體主控CPU與所述水輪機主控CPU進行通信并計算后，轉(zhuǎn)換成水門控制系統(tǒng)的動作參數(shù)，最終由所述水門控制單元實現(xiàn)水輪機水門的調(diào)節(jié)，并會在所述LCD顯示單元上顯示。
現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明設計合理，故障率低，使用安全性和運行穩(wěn)定性好，而且安裝了智能天氣預報單元，可以快速預報天氣情況，獲取更多的天氣信息，以此加強對水輪機水門開張角度的控制，控制發(fā)電機發(fā)電功率，從而提高了水利發(fā)電系統(tǒng)的自動化程度，消除人工調(diào)節(jié)存在的安全隱患，提高發(fā)電機組工作的安全性，并且節(jié)約資源。
附圖說明
圖1是本發(fā)明智能水輪機水門管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。
實施例
如圖1所示，一種智能水輪機水門管理系統(tǒng)，包括壩體單元、水輪機控制單元、智能天氣預報單元。
所述壩體單元包括壩體、水位傳感器、流量傳感器、閘門控制單元、壩體主控CPU、水文數(shù)據(jù)采集模塊；
所述水位傳感器和所述流量傳感器均設置在壩體上，兩者的信號輸出端均與壩體主控 CPU的信號輸入端相連；
所述壩體主控CPU的信號輸出端與所述閘門控制單元的信號輸入端相連；
所述水文數(shù)據(jù)采集模塊與所述水位傳感器和所述流量傳感器連接，以便采集水文數(shù)據(jù)信息，并與所述壩體主控CPU連接，將采集來的水文數(shù)據(jù)信息存儲到壩體主控CPU中，以便日后查找和分析當?shù)厮淖兓闆r。
所述水輪機控制單元包括水輪機主控CPU、LCD顯示單元、水門控制單元以及監(jiān)測單元；
所述水輪機主控CPU的信號輸入端與所述監(jiān)測單元的信號輸出端相連；
所述水輪機主控CPU的信號輸出端與所述LCD顯示單元的信號輸入端、所述水門控制單元的信號輸入端相連；
所述壩體主控CPU和水輪機主控CPU通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。
所述智能天氣預報單元包括天氣采集模塊、圖像識別模塊、中央處理模塊、GPS定位模塊、數(shù)據(jù)庫比對模塊；
所述天氣采集模塊與所述中央處理模塊連接，所述中央處理模塊與所述圖像識別模塊、所述數(shù)據(jù)庫比對模塊以及所述GPS定位模塊連接，所述數(shù)據(jù)庫比對模塊與所述圖像識別模塊連接；
所述天氣采集模塊為基于傳感器的信息采集模塊，其中傳感器包括溫度檢測傳感器、濕度檢測傳感器、塵埃檢測傳感器及光亮度檢測傳感器；
所述圖像識別模塊為基于識別算法進行的識別模塊；
所述GPS定位模塊為基于導航衛(wèi)星和天氣衛(wèi)星開發(fā)的定位模塊；
所述數(shù)據(jù)庫比對模塊為基于大數(shù)據(jù)和云計算開發(fā)的數(shù)據(jù)庫；
所述中央處理模塊和壩體主控CPU通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。
工作時，自動氣象觀察站通過所述天氣采集模塊將天氣信息采集并傳送給所述中央處理模塊，所述中央處理模塊協(xié)調(diào)所述數(shù)據(jù)庫比對模塊和所述圖像識別模塊進行天氣信息的統(tǒng)計分析，識別后的天氣信息根據(jù)所述GPS定位模塊和所述反饋模塊進行歸類然后反饋到所述中央處理模塊，所述中央處理模塊將天氣信息發(fā)送給壩體主控CPU；與此同時，壩體傳來的經(jīng)所述流量傳感器和所述水位傳感器檢測到的水流量及水平面位置等數(shù)據(jù)發(fā)送給所述壩體主控CPU，所述壩體主控CPU與所述水輪機主控CPU進行通信并計算后，轉(zhuǎn)換成水門控制系統(tǒng)的動作參數(shù)，最終由所述水門控制單元實現(xiàn)水輪機水門的調(diào)節(jié)，并會在所述LCD顯示單元上顯示。
對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。