太平灣發(fā)電廠水量自動(dòng)計(jì)算與傳輸系統(tǒng)分析

王思超

摘 要 本文主要分析了太平灣發(fā)電廠水量自動(dòng)計(jì)算與傳輸系統(tǒng)，形成了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，有效提高了辦公效率，增強(qiáng)水調(diào)系統(tǒng)的安全性與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞 自動(dòng)計(jì)算；傳輸系統(tǒng)

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）17-0223-02

1 概況

太平灣發(fā)電廠轄太平灣與長(zhǎng)甸兩個(gè)電站。太平灣電站位于鴨綠江下游，是鴨綠江干流四個(gè)梯級(jí)電站中的第四級(jí)，壩址以上流域面積為53 576km2，電站為徑流式日調(diào)節(jié)電站。對(duì)太平灣發(fā)電廠進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化的改造，我們建成一些系統(tǒng)，如：水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、氣象信息自動(dòng)采集系統(tǒng)、衛(wèi)星云圖接收系統(tǒng)、水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、閘門(mén)遠(yuǎn)程啟閉系統(tǒng)等等。我們建立的系統(tǒng)都在水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化中起到了應(yīng)有的作用，有效的防汛度汛，還提高了水庫(kù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 開(kāi)發(fā)背景

1）系統(tǒng)軟件多。水庫(kù)調(diào)度業(yè)務(wù)各子系統(tǒng)，具有許多專業(yè)性強(qiáng)的軟件，包括水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)、氣象自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)、水庫(kù)水量計(jì)算、弧門(mén)監(jiān)控、衛(wèi)星云圖等。專業(yè)軟件較多，系統(tǒng)比較復(fù)雜。2）數(shù)據(jù)庫(kù)種類多。水庫(kù)調(diào)度業(yè)務(wù)各子系統(tǒng)，各個(gè)專業(yè)軟件具有其自身的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)及結(jié)構(gòu)格式，各數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)定義與東北電網(wǎng)公司水庫(kù)調(diào)度處數(shù)據(jù)通信格式有不同之處，且多不符合水利部行業(yè)關(guān)于水庫(kù)調(diào)度方面表結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。3）多人工控制。水庫(kù)調(diào)度業(yè)務(wù)各子系統(tǒng)中，水庫(kù)水量計(jì)算軟件，采用以人工操作為主。4）各系統(tǒng)沒(méi)有集成。水庫(kù)調(diào)度業(yè)務(wù)各子系統(tǒng)，軟件多，數(shù)據(jù)庫(kù)種類多，信息資源不能共享，業(yè)務(wù)流程不集中，各軟件未集成在一個(gè)工作環(huán)境中，維護(hù)工作量大、復(fù)雜。5）沒(méi)有兩站三地集中控制在丹東沒(méi)有現(xiàn)成軟件對(duì)水庫(kù)調(diào)度提供集中服務(wù)功能，數(shù)據(jù)查詢和報(bào)送十分困難，有必要進(jìn)行系統(tǒng)地改造，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢控制。因此，有必要對(duì)其重新開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步完善、整合與提高。

3 新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

3.1 設(shè)計(jì)原則

第一，堅(jiān)持實(shí)用化。水調(diào)業(yè)務(wù)具有其自身特點(diǎn)，這些特點(diǎn)與軟件開(kāi)發(fā)結(jié)合起來(lái)一直是個(gè)難點(diǎn)。因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)往往不重視用戶的實(shí)用性，只片面追求其自身開(kāi)發(fā)理念，不關(guān)心不學(xué)習(xí)不應(yīng)用具體的水調(diào)業(yè)務(wù)，使軟件理念不能在實(shí)際水調(diào)管理中發(fā)揮作用。必須堅(jiān)持在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中貫徹用戶實(shí)用優(yōu)先、軟件理念為其服務(wù)的思想。

第二，組件開(kāi)發(fā)和可擴(kuò)展性。采用先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，包括基于可移植的虛擬機(jī)編譯環(huán)境開(kāi)發(fā)和組件化開(kāi)發(fā)理念，系統(tǒng)各項(xiàng)功能必須集成到共同的日常業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中。由于微軟操作系統(tǒng)被廣泛使用，基于其系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)理念，容易使軟件具有組件化和可擴(kuò)展性特點(diǎn)。組件化開(kāi)發(fā)是系統(tǒng)可擴(kuò)展的前提條件，這種思想是具有可操作性的，是比較現(xiàn)實(shí)的做法。

第三，充分考慮安全性。系統(tǒng)必須具有極強(qiáng)的通信安全性和可靠性，通過(guò)物理隔離保障監(jiān)控系統(tǒng)與水調(diào)系統(tǒng)、水調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)采集服務(wù)器與水調(diào)系統(tǒng)MIS網(wǎng)之間的通信安全性和持久性，保障自動(dòng)采集、自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)傳輸、自動(dòng)編譯報(bào)工作的開(kāi)展。

第四，準(zhǔn)確性。必須保障各基本數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的采集，準(zhǔn)確地發(fā)出控制指令，保證水量計(jì)算的準(zhǔn)確無(wú)誤，系統(tǒng)要具有高可靠性的數(shù)據(jù)采集、控制能力并有可靠的通訊方式，系統(tǒng)軟件必須及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。通過(guò)物理隔離，在監(jiān)控系統(tǒng)與水調(diào)系統(tǒng)之間建立連接，使數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸控制有更高的可靠性。

第五，易維護(hù)性。提供給操作人員故障診斷信息和維護(hù)提示，通過(guò)電腦等設(shè)備實(shí)現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程程序下載和更新。方便地添加刪除軟件，安裝過(guò)程簡(jiǎn)單易操作。

3.2 系統(tǒng)總體構(gòu)成

太平灣發(fā)電廠水量自動(dòng)計(jì)算與傳輸系統(tǒng)是一個(gè)大型綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)需要在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，同時(shí)使用戶體驗(yàn)到系統(tǒng)的實(shí)用、方便、實(shí)時(shí)、高效。

本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)由一個(gè)隔離傳輸軟件和3個(gè)主軟件構(gòu)成。1）基本數(shù)據(jù)采集軟件包括采集太平灣與長(zhǎng)甸兩電站各機(jī)組出力、電字、水位等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。2）自動(dòng)計(jì)算和傳輸軟件實(shí)現(xiàn)功能包括根據(jù)各機(jī)組出力、電字、水位，進(jìn)行水量自動(dòng)計(jì)算，將計(jì)算成果根據(jù)東電要求進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、將水情信息上傳給中控室、自動(dòng)水情編報(bào)。3）網(wǎng)頁(yè)瀏覽形式的遠(yuǎn)程計(jì)算查詢監(jiān)控軟件包括信息查詢、報(bào)表生成、發(fā)電計(jì)劃、編譯水情電報(bào)、資料整編等。

在太平灣和丹東客戶端運(yùn)行瀏覽器或客戶端軟件，機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)串口隔離同步數(shù)據(jù)到東電傳輸服務(wù)器中，東電傳輸服務(wù)器在后臺(tái)自動(dòng)向東北電網(wǎng)公司傳輸數(shù)據(jù)。同樣，機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)串口隔離同步數(shù)據(jù)到Web發(fā)布服務(wù)器中，Web發(fā)布服務(wù)器再與MIS網(wǎng)連接。軟件具體邏輯結(jié)構(gòu)如下：第一，基本數(shù)據(jù)采集軟件。本子系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集經(jīng)監(jiān)控系統(tǒng)的正向隔離裝置發(fā)出的信息，如出力、電字等。另外，本子系統(tǒng)負(fù)責(zé)集成各水調(diào)目前運(yùn)行的采集子系統(tǒng)，如水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)、氣象自動(dòng)觀測(cè)、弧門(mén)監(jiān)控、衛(wèi)星云圖等等。第二，自動(dòng)計(jì)算和傳輸軟件。本子系統(tǒng)完成自動(dòng)化各項(xiàng)功能，包括自動(dòng)水量計(jì)算、自動(dòng)傳輸、自動(dòng)編譯報(bào)、實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)警、實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)。服務(wù)器只要遠(yuǎn)程打開(kāi)電源重新啟動(dòng)，就可啟動(dòng)軟件，執(zhí)行自動(dòng)化服務(wù)功能，簡(jiǎn)單、實(shí)用。同時(shí)，還包括短信方式交互式遠(yuǎn)程查詢水情數(shù)據(jù)。第三，網(wǎng)頁(yè)瀏覽形式的遠(yuǎn)程計(jì)算查詢監(jiān)控軟件。集成水調(diào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)各項(xiàng)功能模塊，在線執(zhí)行，操作簡(jiǎn)單實(shí)用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。主要功能包括人工水量計(jì)算、人工傳輸、人工編譯報(bào)、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表定制與輸出、發(fā)電計(jì)劃制作、資料整編。水調(diào)工作人員在統(tǒng)一的界面下，比較方便地操作各項(xiàng)日常業(yè)務(wù)?？蛻舳俗酉到y(tǒng)采用兩種方式：瀏覽器客戶端、應(yīng)用軟件客戶端。子系統(tǒng)還必須具備實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)警客戶端接收功能，接收實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)警信息，以語(yǔ)音、短信方式接收?qǐng)?bào)警信息。

3.3 硬件與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

由于機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)改造工作尚未完成，導(dǎo)致自動(dòng)計(jì)算取電字時(shí)必須與MIS連接，自動(dòng)計(jì)算軟件不能部署在監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器中。

第一，自動(dòng)計(jì)算編報(bào)軟件必須取電字，因此，移動(dòng)至與MIS網(wǎng)連接網(wǎng)絡(luò)中。第二，短信塊仍然部署在監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，但是由于自動(dòng)計(jì)算編報(bào)軟件部署在MIS網(wǎng)，只能向長(zhǎng)甸轉(zhuǎn)發(fā)水位，不能實(shí)現(xiàn)短信發(fā)布報(bào)警功能。第三，只有兩臺(tái)服務(wù)器，不是三臺(tái)服務(wù)器，東電傳輸服務(wù)器沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)，數(shù)據(jù)直接從Web發(fā)布服務(wù)器向東電傳輸。第四，由于沒(méi)有機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)致自動(dòng)計(jì)算編報(bào)軟件部署在MIS網(wǎng)，因此自動(dòng)計(jì)算編報(bào)軟件所在機(jī)器仍然與 MIS網(wǎng)連接，產(chǎn)生病毒。

3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)配置

數(shù)據(jù)庫(kù)全部采用Microsoft SQL Server 2000。目前，東北電網(wǎng)公司水調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 2000。Microsoft SQL Server 2000是具有強(qiáng)大功能的、性價(jià)比高的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)方案實(shí)施的內(nèi)容包括：第一，根據(jù)水利部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水調(diào)業(yè)務(wù)集成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用命名指南；第二，將原有水調(diào)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合到新數(shù)據(jù)庫(kù)中，包括原有的各種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)格式統(tǒng)一起來(lái)，集成到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中；第三，建立數(shù)據(jù)庫(kù)備份和防范機(jī)制。為防止數(shù)據(jù)的丟失，建立安全的防護(hù)系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)鏡像、定期進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)異地備份（自動(dòng)備份），并可還原數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)涉及了4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用了兩種不同的隔離方式，本系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)最終都統(tǒng)一到了SD數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)都在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)采用MS SQLServer 2000。

4 結(jié)論

在整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，解決了安全隔離、各單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)集成、機(jī)組耗水率曲線編制與數(shù)字化、遠(yuǎn)程在線辦公、異地（無(wú)網(wǎng)絡(luò)連接）信息查詢、瀏覽器在線自動(dòng)編報(bào)等技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)調(diào)度工作的整體自動(dòng)化，形成了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，提高了辦公效率，增強(qiáng)了水調(diào)系統(tǒng)的安全性與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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