大唐四川集控中心水調(diào)自動化系統(tǒng)設(shè)計研究

【摘要】中國大唐集團(tuán)在川水電站分布于大渡河、嘉陵江、岷江、金湯河等多個流域，分屬于三家的子公司，各家管理模式不一，集約化運行管理水平不足。為踐行現(xiàn)代發(fā)電廠無人值守的先進(jìn)管理理念，提高大唐集團(tuán)在川電企在防洪、供水、航運，優(yōu)化調(diào)度等方面的綜合效益，大唐集團(tuán)2016年做出了新一輪戰(zhàn)略部署，在原計劃籌建長河壩、黃金坪成都集控中心的基礎(chǔ)上，按照統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施的方式建設(shè)大唐四川集控中心，逐步將集團(tuán)在川電站納入集控，統(tǒng)籌調(diào)度集團(tuán)在川的發(fā)電資源。

【關(guān)鍵詞】集約化；無人值守；優(yōu)化調(diào)度；流域集控

1、流域概況

長河壩、黃金坪梯級電站所在的大渡河流域，發(fā)源于果洛山南麓，地勢北部高，中部隆起，東南部最低，地理位置界于東經(jīng)99°42′～103°48′，北緯28°15′～33°33′之間?？刂屏饔蛎娣e為56648km2，占全流域面積的73.2%，多年平均流量843m3/s。

2、水情系統(tǒng)概況

長河壩、黃金坪梯級水情站網(wǎng)由兩部分組成，一部分為建設(shè)期水情信息，以購買服務(wù)的方式獲取，由成勘院提供壩址以上干支流7個水文站、6個雨量站、1個水位站的實時水情信息，另一部分是2016年9月開始在猴子巖至黃金坪區(qū)間2906km2的流域面積內(nèi)新建6個雨量站、6個水位站，另接入上游左岸支流金康公司在金湯河流域建設(shè)的8個雨量站，2個水位站和1個水文站水情信息，滿足長河壩、黃金坪的水雨情監(jiān)測需求，具備接入集控中心的條件。

3、系統(tǒng)架構(gòu)

水調(diào)自動化系統(tǒng)需遵循統(tǒng)一、開放的標(biāo)準(zhǔn)，采用C/S、B/S相結(jié)合的三層分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和高級功能模塊化的設(shè)計理念，從數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)穩(wěn)定、功能全面、操作便捷四個方面入手進(jìn)行設(shè)計。

根據(jù)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)要求和集控中心工作需要，水調(diào)自動化系統(tǒng)應(yīng)分為II、III、Ⅳ三個安全分區(qū)，各分區(qū)間通過正、反向隔離裝置進(jìn)行物理隔離，保障各分區(qū)的安全。

①安全I(xiàn)I區(qū)。主要布設(shè)數(shù)據(jù)庫、遙測采集、通信程序、應(yīng)用程序、短信發(fā)布等基層數(shù)據(jù)功能。服務(wù)器采用雙網(wǎng)冗余熱備份，從硬件上保障系統(tǒng)的安全性；通信程序設(shè)置實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)中斷補傳機(jī)制，保障數(shù)據(jù)的完整性；應(yīng)用程序采用分布式結(jié)構(gòu)，均衡系統(tǒng)開銷，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

②安全I(xiàn)II區(qū)。主要布設(shè)對外通信功能，與長江委、省防辦、氣象臺、成勘院等部門通信，原則上均采用2M光纖+防火墻的方式保障通信安全。與大唐國際、大唐集團(tuán)通信采用VPN+防火墻的方式，實現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)信息通信暢通。

③安全Ⅳ區(qū)。主要布設(shè)互聯(lián)網(wǎng)公網(wǎng)通信功能，采用防火墻+路由器的模式，通過賬戶權(quán)限設(shè)定，實現(xiàn)隨時隨地通過公網(wǎng)進(jìn)行簡單信息查詢。

4、系統(tǒng)要求

4.1 數(shù)據(jù)庫平臺

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為水電生產(chǎn)的立本之源，對水庫調(diào)度的決策分析、優(yōu)化運行至關(guān)重要，水調(diào)自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺應(yīng)從硬件、軟件上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性、一致性、可靠性。

①硬件方面。應(yīng)采用兩臺及以上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組建服務(wù)器集群，在服務(wù)器集群內(nèi)搭建虛擬操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫運行于虛擬系統(tǒng)。一方面，虛擬的數(shù)據(jù)庫IP可避免絕大部分的網(wǎng)絡(luò)攻擊，另一方面采用集群模式運行，一臺或多臺服務(wù)器故障時，也能夠保證數(shù)據(jù)庫正常運行。

②存儲方面。應(yīng)采用獨立冗余磁盤陣列的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，即可以加快數(shù)據(jù)存儲速度，又可以通過冗余備份，確保一塊或多塊磁盤損壞時的數(shù)據(jù)完整性。

③軟件方面。應(yīng)實現(xiàn)分區(qū)間的同步備份、定時備份和定期獨立介質(zhì)備份。

4.2 數(shù)據(jù)采集平臺

采集平臺需具備多信道、多種通信協(xié)議的解碼能力，能夠?qū)崟r采集衛(wèi)星、GSM、GPRS、4G以及串口、光纖、網(wǎng)絡(luò)等多種通信類型的數(shù)據(jù)。

①遙測數(shù)據(jù)采集。能夠?qū)b測數(shù)據(jù)進(jìn)行糾誤，對錯誤極值進(jìn)行剔除；能夠?qū)b測站各類參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，對故障站點進(jìn)行報警；能夠?qū)υ紒韴筮M(jìn)行查詢，能夠自動生成暢通率統(tǒng)計報表。

②監(jiān)控數(shù)據(jù)采集。能夠?qū)崟r采集機(jī)組負(fù)荷、機(jī)組流量、閘門開度及泄洪流量信息，并準(zhǔn)確運用到水務(wù)計算、泄洪預(yù)警等功能。

③發(fā)電計劃及上網(wǎng)電量采集。能夠通過實時通信方式，實現(xiàn)各電廠每日的上網(wǎng)電量和發(fā)電計劃采集，包括流域上游電站的發(fā)電計劃，為來水預(yù)報提供依據(jù)。

4.3 數(shù)據(jù)處理平臺

數(shù)據(jù)處理平臺主要實現(xiàn)水情、雨情、實時負(fù)荷、發(fā)電計劃、出入庫流量、氣象等原始數(shù)據(jù)的按需整理，生成日、周、旬、月年等各類報表。

4.4 通信監(jiān)控平臺

①遙測站點監(jiān)控。能夠?qū)崟r監(jiān)控遙測站點的水雨情、遙測站電壓、最近來報情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)遙測站點故障時，予以文字、色彩、聲音等方式進(jìn)行告警。

②通信進(jìn)程監(jiān)控。實時監(jiān)控與監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)組負(fù)荷、閘門等信息的通信情況，通訊異常時及時提示故障部位。

③水庫運行監(jiān)控。實時監(jiān)控降雨、流量、水位過程，以綜合水情圖，降雨柱狀圖、水位、流量過程線等方式予以顯示，具備越界提醒功能。

4.5 水文預(yù)報平臺

水文預(yù)報是指根據(jù)流域產(chǎn)流特性和匯流規(guī)律，利用前期、實時和未來的降雨、氣象信息，進(jìn)行模型計算，對未來的來水進(jìn)行預(yù)測。具備洪峰預(yù)報、洪量預(yù)報、過程預(yù)報等；要求3～9h預(yù)報精度為甲等、12～72h預(yù)報精度為乙等以上。

4.6 水庫調(diào)度平臺

調(diào)度系統(tǒng)需根據(jù)工程實際情況進(jìn)行水庫調(diào)度功能設(shè)計，要求流程正確，決策靈活，能夠指導(dǎo)生產(chǎn)。具備防洪調(diào)度、興利調(diào)度、補償調(diào)度等多種調(diào)度模式

4.7 信息發(fā)布平臺

通過短信系統(tǒng)和Web平臺，提供信息發(fā)布和查詢功能，實現(xiàn)實時來水、降雨、負(fù)荷、氣象等各類信息的發(fā)布和查詢。

4.8 值班監(jiān)控平臺

監(jiān)控流域?qū)崟r降雨、水情信息；監(jiān)視來水的實時預(yù)報成果和調(diào)度方案；實時監(jiān)控各類通信狀態(tài)，包括遙測站運行狀態(tài)、閘門開啟情況、應(yīng)用程序進(jìn)程狀態(tài)等；實時記錄值班工作內(nèi)容，來電、傳真記錄、交接班事項等值班工作內(nèi)容。

5、建議與展望

近年來隨著社會的進(jìn)步、計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，水文等基礎(chǔ)信息共享具備了技術(shù)條件，建議開展流域水情信息共享平臺研究，實現(xiàn)社會資源的優(yōu)化配置。

參考文獻(xiàn)：

[1] 舒凱，李厚俊.電網(wǎng)水調(diào)自動化系統(tǒng)中心站與分中心站數(shù)據(jù)通信方案探析[J].水電自動化與大壩監(jiān)測.2008.

作者簡介：楊會剛（1985-），男，河南南陽人，工程師，碩士。從事水庫優(yōu)化調(diào)度工作。