[发明专利]一种小微水电机组及其综合控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种小微水电机组及其综合控制装置，具体涉及了一种具备同步发电机励磁控制、并网和保护功能的小微水电机组及其综合控制装置。

背景技术

在国内，存在众多的小微水电站，这些小微水电站的单机容量大都≤300kW，虽然单机容量小，但有着庞大的数量和广阔的分布面积，是电网的电源之一。由于小微水电站单机容量低，单位装机容量的建设、运营成本一般较高。小微水电机组的辅助设备大都采用的是分立结构，即将励磁、并网和保护等设备自成系统独立运行，增加了投资成本、安装空间和维护工作量。早期建设小微水电站机组，设备老旧、故障频发，急需更换。且随着物价的逐年攀升，单位装机容量的运行成本随之增高，从而导致对小微水电站的投资回报逐年降低。这类电站的建设步伐也因投资与回报的矛盾趋于停滞状态，部分已建电站甚至因亏损而停运。因此针对小微电站小容量机组开发一种高性价比的综合控制装置，对小微水电站建设与改造有深远意义。

近几年国内专利数据库公开了一些相关的专利技术：

例如【专利号】CN201120279551，【名称】一种同步发电机励磁装置，【公告号】CN202127381U，该实用新型公开了一种同步发电机励磁装置，包括微处理器以及与其连接的晶闸管整流电路、电源同步变压器、负反馈电路、调差控制电路和故障保护电路，以及与微处理器连接的人机操作界面，其中，所述负反馈电路设在晶闸管整流电路输出端或定子电源上，并且，电源通过整流变压器与晶闸管整流电路连接在一起。该实用新型在采取了上述技术方案以后，具有结构紧凑、安装维护方便、调节灵敏、人机界面友好、性能极其稳定可靠等诸多优点；并且，由于上述微处理器的控制，使其能够满足水轮发电机单机或并网运行方式的要求，也可用于同等容量的柴油发电机的励磁电源之用。但是，该实用新型没有附加模拟励磁控制通道，不能形成数字/模拟双通道励磁的工作方式，因此励磁控制的可靠性比较低。

 例如【专利号】CN201120135344，【名称】水轮发电机组综合控制装置，【公告号】CN202065119U，该实用新型涉及一种水轮发电机组综合控制装置，包括有智能调节器，分别向智能调节器输入模拟量信号的：三相机组电压测量电路、电网电压测量电路、三相机组电流测量电路、频率测量电路、励磁电压电流测量电路、调速器接力器开度反馈测量电路、水头及油压测量电路以及温度信号测量电路，用于与智能调节器进行通讯的通讯电路，分别与智能调节器相连的I/O扩展电路和液晶及键盘电路，与智能调节器输出相连的数字表驱动电路、励磁输出电路以及比例阀驱动电路。该实用新型可实现对水轮发电机组的所有控制，包括：机组自动控制流程（开机、停机、紧急事故停机、增减负荷、自动闭环控制等），调速器，励磁，断路器操作，同期，辅机控制，温度测量等。但是该实用新型不能形成数字/模拟双通道励磁的工作方式，因此不能更好地提高励磁控制的可靠性，同时该实用新型也不能有效地实现发电机并网和保护功能。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、运行可靠、价格低廉的，集成了同步发电机励磁控制、并网和保护功能的小微水电机组及其综合控制装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种小微水电机组综合控制装置，包括CPU单元，以及分别与CPU单元连接的模拟通道电路单元、交流电压电流采集电路单元、脉冲电路单元、I/O单元和电源单元；所述的模拟通道电路单元和脉冲电路单元连接；所述的模拟通道电路单元主要由模拟PID电路、控制电压限幅电路和脉冲发生电路构成。

所述CPU单元是装置控制核心，通过采样模拟量信号和开关量信号，实现数字励磁控制通道、并网和保护控制；模拟通道电路单元实现模拟通道励磁控制功能，作为数字通道的后备通道，并与数字通道触发角能够相互实时跟踪。