本實用新型涉及水利發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，國家對生態(tài)環(huán)境提出了很高的要求，在水十條中明確提出“科學(xué)確定生態(tài)流量，加強(qiáng)江河湖庫水量調(diào)度管理，維持生態(tài)用水需求，重點保障枯水期生態(tài)基流”。各地政府也出臺了各種響應(yīng)的政策規(guī)定。大型的發(fā)電站一般采用生態(tài)機(jī)組發(fā)電或?qū)﹄娬咎岢鲎钚“l(fā)電要求的方式保證下泄水量。而各地的中小水電站在具體實施中一般采用直接在壩體打孔泄流或采用泄流閘長期泄流，中小水電站的這種泄流方式固然可以實現(xiàn)下游一定的保障水量，但同時由于不加控制的泄流使得水資源白白流失，無法在實現(xiàn)環(huán)境效益的前提下實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備，通過動態(tài)調(diào)節(jié)泄流道的下泄水量和發(fā)電機(jī)機(jī)組的發(fā)電量，實現(xiàn)最小棄水，不僅滿足了環(huán)保的要求同時提高了發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益。

為了實現(xiàn)本實用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是：采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備，包括CPU主控制器模件、開入開出模件、采樣模件和網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件，CPU主控制器模件通過采樣模件或者網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件分別與發(fā)電機(jī)功率表、閘門開度儀和水位計連接。

作為本實用新型的優(yōu)化方案，采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備還包括電源模件，電源模件用于為CPU主控制器模件、開入開出模件、采樣模件和網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件提供電源，電源模件的輸入端與220V的交流電源或者220V的直流電源相連接。

作為本實用新型的優(yōu)化方案，開入開出模件包括多路數(shù)字量光電隔離輸入電路和多路數(shù)字量光電隔離繼電器輸出電路，開入開出模件用于采集開關(guān)位置、刀閘的位置和閘門分合的信息。

作為本實用新型的優(yōu)化方案，網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件為RS232、RS422、RS485、CAN總線、以太網(wǎng)通信接口、GPRS通行接口、3G通信接口和4G通信接口中的一種或幾種組合。

作為本實用新型的優(yōu)化方案，采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備通過U盤及網(wǎng)絡(luò)方式對自身的參數(shù)進(jìn)行維護(hù)。

本實用新型具有積極的效果：1)本實用新型集采集、測量、計算、策略調(diào)度、控制和通訊等功能于一體，可實現(xiàn)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率、水位和閘門開度等工況信息的測量采集，通過對機(jī)組出力的調(diào)節(jié)，閘門開度的控制，實現(xiàn)發(fā)電站下泄水量的變化；

2)本實用新型綜合考慮高可靠性要求和電磁兼容等因素，具有體積小、適應(yīng)性強(qiáng)和可靠性高的優(yōu)點；

3)本實用新型使得發(fā)電電站的整體放水量滿足生態(tài)流量的要求，同時兼顧最大發(fā)電要求和發(fā)電站水位安全及泄洪要求，實現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。

其中：1、CPU主控制器模件，2、開入開出模件，3、采樣模件，4、網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件。

具體實施方式

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

如圖1所示，本實用新型公開了采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備，包括CPU主控制器模件1、開入開出模件2、采樣模件3和網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4，CPU主控制器模件1通過采樣模件3或者網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4分別與發(fā)電機(jī)功率表、閘門開度儀和水位計連接，CPU主控制器模件1利用發(fā)電機(jī)的功率信息和水位值信息計算發(fā)電機(jī)發(fā)電流量數(shù)值，CPU主控制器模件1利用閘門開度信息和水位值信息計算泄流道流量數(shù)值，CPU主控制器模件1將發(fā)電機(jī)發(fā)電流量數(shù)值和泄流道流量數(shù)值與設(shè)定的生態(tài)流量要求數(shù)值進(jìn)行對比，CPU主控制器模件1根據(jù)對比結(jié)果通過開入開出模件2對發(fā)電機(jī)的功率或閘門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)；或者CPU主控制器模件1根據(jù)對比結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4對發(fā)電機(jī)的功率或閘門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，設(shè)定的生態(tài)流量要求數(shù)值可根據(jù)發(fā)電站的情況進(jìn)行設(shè)置，CPU主控制器模件1通過對發(fā)電機(jī)的功率或閘門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)電站的整體放水量滿足生態(tài)流量的要求，同時兼顧最大發(fā)電要求和發(fā)電站水位安全及泄洪要求。

采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備還包括電源模件，電源模件用于為CPU主控制器模件1、開入開出模件2、采樣模件3和網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4提供電源，電源模件的輸入端與220V的交流電源或者220V的直流電源相連接。其中，電源模件可以提供CPU主控制器模件1、開入開出模件2、采樣模件3和網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4所需要的5V、±15V以及24V的電源，電源模件的輸入可以是直流220V和交流220V，或者是直流220V和交流220V中的一種。

CPU主控制器模件1由CPU、RAM、ROM、Flash Memory等組成，高性能的32位CPU和大容量的存儲空間，使得CPU主控制器模件1具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和存儲能力。

開入開出模件2包括多路數(shù)字量光電隔離輸入電路和多路數(shù)字量光電隔離繼電器輸出電路，開入開出模件2用于采集開關(guān)位置、刀閘的位置和閘門分合的信息。CPU主控制器模件1通過開入開出模件2實現(xiàn)狀態(tài)量采集以及開關(guān)的控制，開入開出模件2還可以采集各種保護(hù)裝置動作報警信號以及其它的公用信號，多路數(shù)字量光電隔離輸入電路和多路數(shù)字量光電隔離繼電器輸出電路均采用光耦進(jìn)行隔離，有效的避免了外部干擾的串入，同時，開入開出模件2還采用了數(shù)字濾波算法，去除了輸入抖動，實現(xiàn)了開關(guān)、刀閘和閘門等設(shè)備的控制，多路數(shù)字量光電隔離繼電器輸出電路的輸出為脈沖輸出，脈沖的寬度可以調(diào)節(jié)。

網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4為RS232、RS422、RS485、CAN總線、以太網(wǎng)通信接口、GPRS通行接口、3G通信接口和4G通信接口中的一種或幾種組合。網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4使用的通信協(xié)議可以自由配置。其中，網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4負(fù)責(zé)與發(fā)電機(jī)功率表、閘門開度儀和水位計等外部智能設(shè)備及遠(yuǎn)方主站的通信。CPU主控制器模件1通過統(tǒng)一的調(diào)度接口驅(qū)動開入開出模件2和網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4，采樣和輸出都可共享端口。

采樣模件3可實現(xiàn)交流采樣或直流采樣，在交流采樣中5A/1A或100V的交變波形經(jīng)高精度的變換器轉(zhuǎn)換成小信號，然后經(jīng)過濾波后送入AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后進(jìn)入采樣模件3的cpu進(jìn)行計算；直流采樣可以采集直流信號，如0-5V、4-20mA的信號，直流信號經(jīng)隔離后進(jìn)行高精度AD模數(shù)變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后進(jìn)入采樣模件3的cpu進(jìn)行計算。

CPU主控制器模件1接收來自開入開出模件2的采樣數(shù)據(jù)或者接收來自網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4或采樣模件3采集的數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部整合的算法進(jìn)行計算獲得結(jié)果，通過網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4上報結(jié)果，通過開入開出模件2或網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4進(jìn)行調(diào)度調(diào)節(jié)控制。

采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備采用面向設(shè)備的嵌入式平臺，可支持1-10個發(fā)電機(jī)組、1-10個閘門的監(jiān)測、調(diào)度和控制，整個采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備采用背插式設(shè)計，各個模件可根據(jù)需要自由組合配置，網(wǎng)絡(luò)/串口通信模件4可單獨(dú)定義，可自由配置通信參數(shù)及協(xié)議。

該采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備通過U盤及網(wǎng)絡(luò)方式對自身的參數(shù)進(jìn)行維護(hù)，具有完備的在線監(jiān)測功能。

另外，采用發(fā)電電量與泄流道聯(lián)合監(jiān)測的生態(tài)流量控制設(shè)備中使用的各個模件可根據(jù)需要自由組合配置。

應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。由本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護(hù)范圍之中。