一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统及方法与流程
本发明涉及电气安全控制，尤其涉及一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统及方法。
背景技术：
1、水力发电是一种利用水能转换为电能的工程技术；其基本原理是利用水位落差配合水轮发电机产生电力；具体来说，就是利用蕴藏于水体中的位能，当这些位能高的水流至低位时，其势能被转换为水轮机的机械能，水轮机再以此机械能推动发电机产生电能。
2、水力发电在全球范围内得到了广泛应用，不仅为人们提供了廉价、无污染的电力，而且对于改善能源结构、促进可持续发展具有重要意义；水力发电厂设备作为发电的主要电气元件需要搭配电气安全控制系统进行调控和管理，现有的电气安全控制系统基本可以满足日常的使用需求，但仍存在一定的不足之处：其一，现有电气安全控制系统无法结合设备的输入输出反馈信号来分析电力的流动差值，需要人工定期参与设备的巡检过程，从而影响了发电厂异常的处理效率；其二，现有的电气安全控制系统，难以自动比历史对应周期下的发电厂输出状况，影响了水力发电厂后期调控管理的便利性；其三，现有电气安全控制系统的功能简单，在后期运营管理的过程无法自动检测发电厂现场人员的操作规范，从而影响了水力发电厂电气设备管理的安全性，因此设计一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统及方法是很有必要的。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本发明的第一个目的在于提出一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统，以提高发电厂异常的处理效率。
3、本发明的第二个目的在于提出一种水力发电厂设备用的电气安全控制方法。
4、为达上述目的，本发明第一方面提出了一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统，包括设备巡检模块、发电监测模块、中央处理模块和数据整备模块，所述中央处理模块分别与所述设备巡检模块、所述发电监测模块、所述数据整备模块连接；
5、所述设备巡检模块，用于检测发电厂内的电气设备的状态并送至中央处理模块；
6、所述发电监测模块，用于将发电厂输入输出端的检测设备数据送至中央处理模块；
7、所述中央处理模块，用于在所述状态为运行状态时将所述检测设备数据送至数据整备模块；
8、所述数据整备模块，用于基于所述检测设备数据进行电气设备的异常判定、并检测偏差电力的流动方向以及进行电气设备的异常预警。
9、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述数据整备模块包括数据接入模块、输入测定模块、发电测定模块、整合比对模块、异常判定模块、流向溯源模块和预警输出模块，所述数据接入模块分别与所述输入测定模块和所述发电测定模块连接；所述输入测定模块和所述发电测定模块均与所述整合比对模块连接，所述整合比对模块与所述异常判定模块连接，所述异常判定模块与所述流向溯源模块连接，所述流向溯源模块与所述预警输出模块连接。
10、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述电气安全控制系统还包括辅助管理模块，所述辅助管理模块分别与所述数据整备模块、所述中央处理模块连接，所述辅助管理模块用于自动比对所述数据整备模块输出的当前周期下的发电厂输出状况和历史对应周期下的发电厂输出状况，之后反馈到所述中央处理模块。
11、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述辅助管理模块包括依次连接的输出接入模块、电力管理模块、发电整理模块和管理反馈模块。
12、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述电气安全控制系统还包括监管对接模块和模拟建模模块，所述监管对接模块和所述模拟建模模块分别与所述中央处理模块连接，所述监管对接模块用于将监控设备的拍摄影像传输到所述中央处理模块，所述模拟建模模块用于基于所述中央处理模块转发的拍摄影像构建发电厂的三维模型。
13、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述模拟建模模块包括监管接收模块、影像处理模块、影像拼接模块、建模处理模块、模型存储模块和电厂更迭模块，所述监管接收模块经所述影像处理模块、所述影像拼接模块与所述建模处理模块连接，所述建模处理模块分别与所述模型存储模块、所述电厂更迭模块连接，所述模型存储模块还与所述电厂更迭模块连接。
14、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述电气安全控制系统还包括操作监察模块，所述操作监察模块分别与所述模拟建模模块、所述中央处理模块连接，所述操作监察模块基于发电厂的三维模型和所述中央处理模块转发的拍摄影像判断目标设备操作是否异常。
15、在本发明第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统中，所述操作监察模块包括影像接收模块、特征识别模块、提取分析模块、操作比对模块、异常输出模块和规范录入模块，所述影像接收模块经所述特征识别模块、所述提取分析模块、所述操作比对模块与所述异常输出模块连接，所述规范录入模块与所述操作比对模块连接。
16、为达上述目的，本发明第二方面提出了一种基于第一方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统的控制方法，包括：
17、利用设备巡检模块检测发电厂内的电气设备的状态并送至中央处理模块；
18、利用发电监测模块将发电厂输入输出端的检测设备数据送至中央处理模块；
19、在所述状态为运行状态时，利用所述中央处理模块将所述检测设备数据送至数据整备模块；
20、利用所述数据整备模块基于所述检测设备数据进行电气设备的异常判定、并检测偏差电力的流动方向以及进行电气设备的异常预警。
21、在本发明第二方面提供的水力发电厂设备用的电气安全控制方法中，还包括：利用辅助管理模块自动比对所述数据整备模块输出的当前周期下的发电厂输出状况和历史对应周期下的发电厂输出状况，之后反馈到所述中央处理模块；利用监管对接模块将监控设备的拍摄影像传输到所述中央处理模块；利用模拟建模模块基于所述中央处理模块转发的拍摄影像构建发电厂的三维模型；利用操作监察模块基于发电厂的三维模型和所述中央处理模块转发的拍摄影像判断目标设备操作是否异常。
22、本发明提供的水力发电厂设备用的电气安全控制系统及方法中，电气安全控制系统包括设备巡检模块、发电监测模块、中央处理模块和数据整备模块，中央处理模块分别与所述设备巡检模块、所述发电监测模块、数据整备模块连接；设备巡检模块用于检测发电厂内的电气设备的状态并送至中央处理模块；发电监测模块用于将发电厂输入输出端的检测设备数据送至中央处理模块；中央处理模块用于在状态为运行状态时将检测设备数据送至数据整备模块；数据整备模块用于基于检测设备数据进行电气设备的异常判定、并检测偏差电力的流动方向以及进行电气设备的异常预警。在这种情况下，在状态为运行状态时考虑发电厂输入输出端的检测设备数据进行电气设备的异常判定、并检测偏差电力的流动方向以及进行电气设备的异常预警，不需要人为参与，从而提高了发电厂异常的处理效率。
23、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
技术特征：
1.一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，包括设备巡检模块、发电监测模块、中央处理模块和数据整备模块，所述中央处理模块分别与所述设备巡检模块、所述发电监测模块、所述数据整备模块连接；
2.根据权利要求1所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述数据整备模块包括数据接入模块、输入测定模块、发电测定模块、整合比对模块、异常判定模块、流向溯源模块和预警输出模块，所述数据接入模块分别与所述输入测定模块和所述发电测定模块连接；所述输入测定模块和所述发电测定模块均与所述整合比对模块连接，所述整合比对模块与所述异常判定模块连接，所述异常判定模块与所述流向溯源模块连接，所述流向溯源模块与所述预警输出模块连接。
3.根据权利要求1所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述电气安全控制系统还包括辅助管理模块，所述辅助管理模块分别与所述数据整备模块、所述中央处理模块连接，所述辅助管理模块用于自动比对所述数据整备模块输出的当前周期下的发电厂输出状况和历史对应周期下的发电厂输出状况，之后反馈到所述中央处理模块。
4.根据权利要求3所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述辅助管理模块包括依次连接的输出接入模块、电力管理模块、发电整理模块和管理反馈模块。
5.根据权利要求1所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述电气安全控制系统还包括监管对接模块和模拟建模模块，所述监管对接模块和所述模拟建模模块分别与所述中央处理模块连接，所述监管对接模块用于将监控设备的拍摄影像传输到所述中央处理模块，所述模拟建模模块用于基于所述中央处理模块转发的拍摄影像构建发电厂的三维模型。
6.根据权利要求5所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述模拟建模模块包括监管接收模块、影像处理模块、影像拼接模块、建模处理模块、模型存储模块和电厂更迭模块，所述监管接收模块经所述影像处理模块、所述影像拼接模块与所述建模处理模块连接，所述建模处理模块分别与所述模型存储模块、所述电厂更迭模块连接，所述模型存储模块还与所述电厂更迭模块连接。
7.根据权利要求5所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述电气安全控制系统还包括操作监察模块，所述操作监察模块分别与所述模拟建模模块、所述中央处理模块连接，所述操作监察模块基于发电厂的三维模型和所述中央处理模块转发的拍摄影像判断目标设备操作是否异常。
8.根据权利要求7所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统，其特征在于，所述操作监察模块包括影像接收模块、特征识别模块、提取分析模块、操作比对模块、异常输出模块和规范录入模块，所述影像接收模块经所述特征识别模块、所述提取分析模块、所述操作比对模块与所述异常输出模块连接，所述规范录入模块与所述操作比对模块连接。
9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述的水力发电厂设备用的电气安全控制系统的控制方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的水力发电厂设备用的电气安全控制方法，其特征在于，还包括：
技术总结
本发明提出一种水力发电厂设备用的电气安全控制系统及方法，其中系统包括设备巡检模块、发电监测模块、中央处理模块和数据整备模块，中央处理模块分别与设备巡检模块、发电监测模块、数据整备模块连接；设备巡检模块用于检测发电厂内的电气设备的状态并送至中央处理模块；发电监测模块用于将发电厂输入输出端的检测设备数据送至中央处理模块；中央处理模块用于在状态为运行状态时将检测设备数据送至数据整备模块；数据整备模块用于基于检测设备数据进行电气设备的异常判定、并检测偏差电力的流动方向以及进行电气设备的异常预警。利用本发明的系统能够提高发电厂异常的处理效率。
技术研发人员：牛晓龙,何骏苇,花桂,查力嶂,杨瑞波,余仕良,杨国富,王俊鑫,张层,王阳,曹世平,陶承春,丁伟,李在道,张艳兵
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23