INSTRUMENTATION AND DIGITAL MONITORING SYSTEMS FOR ADAPTIVE EFFICIENCY CONTROL IN SMALL HYDROPOWER STATIONS
Keywords:
Kalit so'zlar: kichik GES, oqim o'lchagich, bosim transmitteri, enkoder, SCADA, turbina monitoring, sensor tizimi, samaradorlik xaritasi, WinCC, Siemens S7-1500., Ключевые слова: малая ГЭС, расходомер, трансмиттер давления, энкодер, SCADA, мониторинг турбины, система датчиков, карта КПД, WinCC, Siemens S7-1500., Keywords: small hydropower, flow meter, pressure transmitter, encoder, SCADA, turbine monitoring, sensor system, efficiency hill chart, WinCC, Siemens S7-1500, predictive maintenance.Abstract
Ushbu maqolada IMRAD metodologiyasi asosida kichik GES samaradorligini adaptiv boshqarish uchun qo'llaniladigan o'lchov va monitoring qurilmalari ilmiy tahlil qilingan. Muammo: an'anaviy GES tizimlarida suv sarfi, bosim, turbina tezligi va generator parametrlari etarli aniqlikda o'lchanmaydi — bu adaptiv boshqaruv uchun zarur ma'lumot bazasini ta'minlamaydi. Usul: Endress+Hauser Promag 53 oqim o'lchagichi, Yokogawa EJA110E bosim transmitteri, Heidenhain ERN 1381 enkoderi va Kistler 9165A bosim sensorlari asosida to'liq sensor tizimi loyihalangan; Siemens S7-1500F PLC va WinCC SCADA integratsiyasi bilan. Natija: sensor tizimi oqim o'lchashda ±0,5%, bosh o'lchashda ±0,075%, tezlik o'lchashda ±0,01% aniqlikni ta'minladi; SCADA real vaqtda turbina samaradorlik xaritasini qayta hisoblaydi. Xulosa: to'liq sensor tizimi MPC+MRAS adaptiv boshqaruvning ishlash sifatini 23,4% yaxshiladi va texnik xizmat ogohlantiruv aniqligini 94,8% ga yetkazdi.
В данной статье по методологии IMRAD проводится научный анализ измерительных и мониторинговых устройств, применяемых для адаптивного управления КПД малых ГЭС. Проблема: в традиционных системах ГЭС расход воды, давление, скорость турбины и параметры генератора измеряются с недостаточной точностью для адаптивного управления. Метод: спроектирована полная система датчиков на основе расходомера Endress+Hauser Promag 53, трансмиттера давления Yokogawa EJA110E, энкодера Heidenhain ERN 1381 и датчика давления Kistler 9165A. Результат: ±0,5% точность измерения расхода, ±0,075% напора, ±0,01% скорости. Вывод: система датчиков улучшила качество MPC+MRAS управления на 23,4%, точность предупреждений техобслуживания — до 94,8%.
This article presents, following IMRAD methodology, a scientific analysis of measurement and monitoring devices used for adaptive efficiency control in small hydropower stations. Problem: in conventional SHS systems, water flow, pressure, turbine speed, and generator parameters are measured with insufficient accuracy to support adaptive control algorithms — limiting their ability to track and optimize the turbine operating point in real time. Method: a complete sensor system was designed based on Endress+Hauser Promag 53 flow meter, Yokogawa EJA110E pressure transmitter, Heidenhain ERN 1381 encoder, and Kistler 9165A draft tube pressure sensor, integrated via Siemens S7-1500F PLC and WinCC SCADA. Result: the sensor system achieved ±0.5% flow measurement accuracy, ±0.075% head accuracy, ±0.01% speed accuracy. Conclusion: the complete sensor system improved MPC+MRAS adaptive control performance by 23.4% compared to operation with reduced-accuracy instrumentation, and achieved 94.8% maintenance alert accuracy.
