隨著水電自動化程度日漸提高,計算及監(jiān)控問題變的日益復雜,這就需要電站人員不斷提高對機組的運行、操作的熟知程度及應變事故的能力。因此,迫切需要研究開發(fā)出—套針對水電站監(jiān)控的仿真系統(tǒng),來實現(xiàn)全面、有效的培訓和試驗研究。 以浙江省級示范實訓基地發(fā)電廠仿真實訓中心為研究對象,借鑒國內外水電站分布式控制系統(tǒng)的先進設計理念和亮點,以實際教學需要和預期效果為目標對浙江省級示范實訓基地發(fā)電廠仿真實訓中心做專題分析。從功能需求、整體構架和組成、控制原理、控制策略和功能實現(xiàn)幾個方面來開展研究。主要工作如下： (1)依據(jù)國內外水電站計算機監(jiān)控發(fā)展的現(xiàn)狀,分析當前水電站監(jiān)控的主流技術,以工業(yè)計算機網(wǎng)絡技術、應用成熟的可編程控制器技術、組態(tài)軟件技術為基礎,分析確定浙江省級示范實訓基地發(fā)電廠仿真實訓中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構。 (2)以Modicon M340PLC為控制核心,并利用Unity Pro軟件平臺,對水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的主控層及現(xiàn)地控制層進行設計。采用兩套發(fā)電及控制系統(tǒng)來提高和保證系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性。并設計好水力發(fā)電機組的操作流程。 (3)以組態(tài)王6.53作為HMI及上位機的軟件平臺,對水力發(fā)電機組的操作流程畫面、現(xiàn)地控制單元的人機接口HMI畫面、上位機、服務器、學生機的組態(tài)畫面進行設計和開發(fā)。依托局域網(wǎng)和組態(tài)王6.53軟件平臺實現(xiàn)上位機對現(xiàn)地單元的遠程控制。 (4)在普通PID的基礎上,引入改進型的單神經元自適應PID控制策略。將之運用到水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功率調節(jié)上來,提高系統(tǒng)功率調節(jié)的快速性、穩(wěn)定性和魯棒性。 通過開展研究、試驗以及調試工作,實現(xiàn)發(fā)電廠仿真實訓中心水電站監(jiān)控仿真的整體功能和電站無人值班或少人值守的運行方式。達到預期目標,最后對水電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行展望。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TV736
文章目錄
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 水電站監(jiān)控系統(tǒng)概況
1.2.1 水電站監(jiān)控系統(tǒng)概述
1.2.2 水電站監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.3 水電站監(jiān)控系統(tǒng)演變及發(fā)展趨勢
1.2.4 小型水電站計算機監(jiān)控現(xiàn)狀
1.2.5 水電站計算機監(jiān)控仿真培訓現(xiàn)狀
1.3 課題來源及背景
1.4 課題研究的內容
1.5 課題研究的意義及內容安排
第2章 水電站控制仿真系統(tǒng)的整體設計方案
2.1 系統(tǒng)設計原則及功能分析
2.1.1 設計原則
2.1.2 系統(tǒng)功能設計
2.2 系統(tǒng)總體結構及配置
2.2.1 中央控制區(qū)
2.2.2 發(fā)變電、模擬區(qū)
2.2.3 高壓開關區(qū)
2.2.4 學生仿真操作區(qū)
2.3 本章小結
第3章 基于Modicon M340 PLC的LCU設計及功能分析
3.1 現(xiàn)地控制單元LCU的總體結構
3.2 現(xiàn)地控制單元LCU的功能分析
3.2.1 數(shù)據(jù)采集功能
3.2.2 數(shù)據(jù)處理功能
3.2.3 控制功能
3.2.4 調節(jié)功能
3.2.5 保護功能
3.2.6 自診斷及自恢復功能
3.2.7 人機接口功能
3.2.8 試驗功能
3.3 現(xiàn)地控制單元LCU微機控制器的選擇
3.3.1 PLC概述
3.3.2 Modicon M340 PLC
3.4 現(xiàn)地控制單元LCU其他主要控制設備的選擇
3.4.1 水電站微機調速系統(tǒng)
3.4.2 發(fā)電機微機勵磁系統(tǒng)
3.4.3 微機保護裝置
3.4.4 同期裝置
3.5 本章小結
第4章 現(xiàn)地控制單元功能的實現(xiàn)
4.1 發(fā)電機組控制流程
4.1.1 開機及流程
4.1.2 停機及流程
4.2 程序設計
4.2.1 Unity Pro概述
4.2.2 PLC控制程序設計
4.3 機組功率調節(jié)
4.3.1 PID控制策略
4.3.2 單神經元自適應PID控制
4.3.3 單神經元自適應PID控制在課題中的應用
4.3.4 有功功率的調節(jié)
4.3.5 無功功率的調節(jié)
4.4 人機交互
4.5 本章小結
第5章 基于組態(tài)王6.53主控層的設計與實現(xiàn)
5.1 上位機概況
5.1.1 上位機概述
5.1.2 上位機配置要求
5.1.3 上位機硬件配置
5.2 軟件概述
5.2.1 系統(tǒng)軟件
5.2.2 組態(tài)軟件
5.2.3 組態(tài)王6.53概述
5.3 組態(tài)畫面
5.5 本章小結
第6章 調試分析與評價
6.1 調試分析
6.2 性能評價
6.3 本章小結
第7章 結論與展望
7.1 結論
7.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學位期間參加的科研項目和成果
【參考文獻】
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本文編號：
2390515
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