本發(fā)明涉及能源開發(fā)與利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種智能水輪機(jī)水門管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

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(fēng)力發(fā)電，這些發(fā)電設(shè)備都存在一個(gè)普遍的缺點(diǎn)就是發(fā)電手段單一，比如風(fēng)力發(fā)電，無風(fēng)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(fèi)，而且會(huì)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(shí)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(jìn)行發(fā)電。且很多小型水力發(fā)電廠通常采用值班員目測(cè)壩體(引水渠)水位及水流量，并手動(dòng)調(diào)節(jié)水輪機(jī)水門開張角度，控制發(fā)電機(jī)發(fā)電功率。出現(xiàn)脫網(wǎng)故障后，也須人為關(guān)閉水輪機(jī)給水單元，這種人工調(diào)節(jié)勢(shì)必存在一定的安全隱患且造成水資源及人力資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種智能水輪機(jī)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(dòng)化程度，消除人工調(diào)節(jié)存在的安全隱患，提高發(fā)電機(jī)組工作的安全性，并且節(jié)約資源。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種智能水輪機(jī)水門管理系統(tǒng)，包括壩體單元、水輪機(jī)控制單元、智能天氣預(yù)報(bào)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(shè)置在壩體上，兩者的信號(hào)輸出端均與壩體主控 CPU的信號(hào)輸入端相連；

所述壩體主控CPU的信號(hào)輸出端與所述閘門控制單元的信號(hào)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(chǔ)到壩體主控CPU中，以便日后查找和分析當(dāng)?shù)厮淖兓闆r。

所述水輪機(jī)控制單元包括水輪機(jī)主控CPU、LCD顯示單元、水門控制單元以及監(jiān)測(cè)單元；

所述水輪機(jī)主控CPU的信號(hào)輸入端與所述監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)輸出端相連；

所述水輪機(jī)主控CPU的信號(hào)輸出端與所述LCD顯示單元的信號(hào)輸入端、所述水門控制單元的信號(hào)輸入端相連；

所述壩體主控CPU和水輪機(jī)主控CPU通過局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

所述智能天氣預(yù)報(bào)單元包括天氣采集模塊、圖像識(shí)別模塊、中央處理模塊、GPS定位模塊、數(shù)據(jù)庫比對(duì)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(shí)別模塊、所述數(shù)據(jù)庫比對(duì)模塊以及所述GPS定位模塊連接，所述數(shù)據(jù)庫比對(duì)模塊與所述圖像識(shí)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(cè)傳感器、濕度檢測(cè)傳感器、塵埃檢測(cè)傳感器及光亮度檢測(cè)傳感器；

所述圖像識(shí)別模塊為基于識(shí)別算法進(jìn)行的識(shí)別模塊；

所述GPS定位模塊為基于導(dǎo)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(duì)模塊為基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

工作時(shí)，自動(dòng)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(duì)模塊和所述圖像識(shí)別模塊進(jìn)行天氣信息的統(tǒng)計(jì)分析，識(shí)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(jìn)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(shí)，壩體傳來的經(jīng)所述流量傳感器和所述水位傳感器檢測(cè)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(jī)主控CPU進(jìn)行通信并計(jì)算后，轉(zhuǎn)換成水門控制系統(tǒng)的動(dòng)作參數(shù)，最終由所述水門控制單元實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)水門的調(diào)節(jié)，并會(huì)在所述LCD顯示單元上顯示。

現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，故障率低，使用安全性和運(yùn)行穩(wěn)定性好，而且安裝了智能天氣預(yù)報(bào)單元，可以快速預(yù)報(bào)天氣情況，獲取更多的天氣信息，以此加強(qiáng)對(duì)水輪機(jī)水門開張角度的控制，控制發(fā)電機(jī)發(fā)電功率，從而提高了水利發(fā)電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，消除人工調(diào)節(jié)存在的安全隱患，提高發(fā)電機(jī)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(jī)水門管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

如圖1所示，一種智能水輪機(jī)水門管理系統(tǒng)，包括壩體單元、水輪機(jī)控制單元、智能天氣預(yù)報(bào)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(shè)置在壩體上，兩者的信號(hào)輸出端均與壩體主控 CPU的信號(hào)輸入端相連；

所述壩體主控CPU的信號(hào)輸出端與所述閘門控制單元的信號(hào)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(chǔ)到壩體主控CPU中，以便日后查找和分析當(dāng)?shù)厮淖兓闆r。

所述水輪機(jī)控制單元包括水輪機(jī)主控CPU、LCD顯示單元、水門控制單元以及監(jiān)測(cè)單元；

所述水輪機(jī)主控CPU的信號(hào)輸入端與所述監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)輸出端相連；

所述水輪機(jī)主控CPU的信號(hào)輸出端與所述LCD顯示單元的信號(hào)輸入端、所述水門控制單元的信號(hào)輸入端相連；

所述壩體主控CPU和水輪機(jī)主控CPU通過局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

所述智能天氣預(yù)報(bào)單元包括天氣采集模塊、圖像識(shí)別模塊、中央處理模塊、GPS定位模塊、數(shù)據(jù)庫比對(duì)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(shí)別模塊、所述數(shù)據(jù)庫比對(duì)模塊以及所述GPS定位模塊連接，所述數(shù)據(jù)庫比對(duì)模塊與所述圖像識(shí)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(cè)傳感器、濕度檢測(cè)傳感器、塵埃檢測(cè)傳感器及光亮度檢測(cè)傳感器；

所述圖像識(shí)別模塊為基于識(shí)別算法進(jìn)行的識(shí)別模塊；

所述GPS定位模塊為基于導(dǎo)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(duì)模塊為基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

工作時(shí)，自動(dòng)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(duì)模塊和所述圖像識(shí)別模塊進(jìn)行天氣信息的統(tǒng)計(jì)分析，識(shí)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(jìn)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(shí)，壩體傳來的經(jīng)所述流量傳感器和所述水位傳感器檢測(cè)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(jī)主控CPU進(jìn)行通信并計(jì)算后，轉(zhuǎn)換成水門控制系統(tǒng)的動(dòng)作參數(shù)，最終由所述水門控制單元實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)水門的調(diào)節(jié)，并會(huì)在所述LCD顯示單元上顯示。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)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(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)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(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。