以信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)水電站大壩安全一體化管理

徐金英，胡明庭（.華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州30030；.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州3）

以信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)水電站大壩安全一體化管理

徐金英1，胡明庭2
（1.華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州310030；2.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州311122）

借助信息化手段，全面收集、整理集團(tuán)內(nèi)所有水電站大壩安全管理的相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深層次的數(shù)據(jù)分析，給出合理的大壩監(jiān)測預(yù)警信息，以期實(shí)現(xiàn)全集團(tuán)水電站大壩安全一體化管理的目的。

信息化建設(shè)；大壩安全；一體化管理；數(shù)據(jù)分析；預(yù)警信息

0 引言

水電站大壩安全直接關(guān)系到社會公共安全與人民生命財產(chǎn)安全，已得到了政府和水電站業(yè)主的高度重視[1]。隨著上世紀(jì)八十年代水利電力部水電站大壩安全監(jiān)察中心的成立，一系列監(jiān)管監(jiān)察工作不斷開展，顯著改善了我國大壩安全狀況。然而，相當(dāng)數(shù)量的水電站大壩安全管理技術(shù)落后，沒有及時跟上整個社會的信息化建設(shè)的步伐?；诖?，為了加快電力系統(tǒng)水電站大壩運(yùn)行安全信息化建設(shè)，有效提高大壩安全管理水平，原國家電力監(jiān)管委員會于2006年發(fā)布了《水電站大壩運(yùn)行安全信息報送辦法》和《水電站大壩運(yùn)行安全信息化建設(shè)規(guī)劃》[2]。自上述兩文件發(fā)布以來，各發(fā)電企業(yè)投入了大量人力、物力和財力，積極推動大壩安全信息化建設(shè)工作。

近年來，發(fā)電企業(yè)已開始或正在考慮對水電站實(shí)行集中（控制）管理[3]。在大壩安全管理方面，通過組建專門的集中管理組織機(jī)構(gòu)，明確職責(zé)劃分，從而有效推動了流域水電站大壩安全信息化建設(shè)，已實(shí)現(xiàn)了流域水電站大壩安全信息管理的有:雅礱江流域[4]；大渡河梯級[5]；清江流域梯級[6]等。然而，現(xiàn)有水電站大壩安全集中管控管理模式主要以流域梯級集控模式為主，尚未出現(xiàn)基于集團(tuán)層級的一體化集中管控模式。為此，本文以中國華電集團(tuán)公司（以下簡稱“華電集團(tuán)”）構(gòu)建一體化大壩安全管理系統(tǒng)為例，就如何基于全集團(tuán)大壩安全信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)一體化大壩安全管理工作，給出了具體實(shí)施思路。

1 集團(tuán)概述

華電集團(tuán)是2002年底國家電力體制改革組建的全國性五家國有獨(dú)資發(fā)電企業(yè)集團(tuán)之一，屬于國務(wù)院國資委監(jiān)管的特大型中央企業(yè)。近年來，華電集團(tuán)加快電源結(jié)構(gòu)和資產(chǎn)布局優(yōu)化，大力發(fā)展水電和風(fēng)電，截至2015年底，集團(tuán)水電總裝機(jī)超過2500萬k W，位列五大發(fā)電集團(tuán)首位。

1.1 集團(tuán)水電站大壩安全一體化管理必要性分析

截至目前，華電集團(tuán)已建成水電站128座，單獨(dú)建有大壩的電站有113個。根據(jù)統(tǒng)計，集團(tuán)所轄電站中配有安全監(jiān)測設(shè)施大壩電站有78個，配有自動化監(jiān)測系統(tǒng)或部分監(jiān)測項目裝有自動化監(jiān)測設(shè)備的大壩占總數(shù)的40%?？偨Y(jié)起來，華電集團(tuán)大壩安全管理工作存在以下問題:大壩量大類多、分布廣泛，各電站獨(dú)立開展大壩安全管理；專業(yè)管理及技術(shù)人員偏少，安全分析評估能力有待加強(qiáng)等。如何通過建成全集團(tuán)一體化大壩安全管理系統(tǒng)，提升全集團(tuán)的大壩安全管理水平，是華電集團(tuán)亟待解決的關(guān)鍵工作。

1.2 大壩安全信息化建設(shè)

為了統(tǒng)籌全集團(tuán)大壩安全管理，建立健全集團(tuán)一體化大壩安全管理體系，華電集團(tuán)于2016年初啟動了中國華電集團(tuán)大壩安全管理系統(tǒng)（簡稱“華電大壩系統(tǒng)”）建設(shè)。華電大壩系統(tǒng)定位為全集團(tuán)水電站大壩安全管理的統(tǒng)一平臺，主要功能是對集團(tuán)所轄全部水電站以安全監(jiān)測為主，包括對設(shè)備臺賬、圖紙文檔、巡檢維護(hù)、自動監(jiān)測、人工觀測、定檢注冊等大壩安全信息進(jìn)行全面管理，并為施工期大壩安全監(jiān)測管理提供信息化抓手，最終實(shí)現(xiàn)全集團(tuán)所有水電站一體化大壩安全管理。

2 華電大壩系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)分成電廠層、分公司層和集團(tuán)公司層三級架構(gòu)，電廠部署工作站、客戶端和通信服務(wù)器各一臺，分公司部署通信服務(wù)器一臺、工作站兩至三臺，集團(tuán)公司(水電技術(shù)中心)部署通信服務(wù)器、W E B服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、備份服務(wù)器各一臺，另外向能源局大壩中心傳輸數(shù)據(jù)需部署一臺集線器，具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器部署圖

2.2 實(shí)施思路

系統(tǒng)建設(shè)的主要目的是構(gòu)建三級安全管理和技術(shù)管理的統(tǒng)一平臺，規(guī)范并優(yōu)化大壩安全管理各級機(jī)構(gòu)和人員的工作流程與職責(zé)，降低基層技術(shù)人員的工作強(qiáng)度和難度，提升大壩管理的整體水平，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)一體化大壩安全管理理念。不同層級根據(jù)職責(zé)、權(quán)限需開展的工作內(nèi)容也有所不同，具體的實(shí)施思路如下:

（1）電站側(cè)（數(shù)據(jù)源）

負(fù)責(zé)水電站大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)、巡視檢查、定檢注冊等數(shù)據(jù)資料的錄入，包括:日常巡視檢查；人工觀測；監(jiān)測設(shè)施及監(jiān)測自動化系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)管理，保證數(shù)據(jù)精度；及時準(zhǔn)確地錄入以上工作相關(guān)數(shù)據(jù)資料；數(shù)據(jù)審核等。

（2）分公司側(cè)（數(shù)據(jù)處理和分析）

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的審核、整編和基本的計算分析，包括:數(shù)據(jù)及資料的對標(biāo)統(tǒng)計（常用的考核指標(biāo)有:主要水工建筑物完好率、監(jiān)測儀器完好率、監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失率和完整率以及監(jiān)測自動化系統(tǒng)平均無故障工作時間、有效數(shù)據(jù)檢查率、監(jiān)測自動化系統(tǒng)運(yùn)行率、巡視檢查完成率、有效巡視檢查審核率等[4]）；監(jiān)測數(shù)據(jù)的整編和統(tǒng)計分析；對監(jiān)測項目異常情況及報警數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析；對區(qū)域所轄大壩基本狀況進(jìn)行評估分析。

（3）集團(tuán)側(cè)

負(fù)責(zé)編制華電集團(tuán)的大壩安全管理辦法，并對各區(qū)域公司及電站大壩安全監(jiān)測運(yùn)行狀態(tài)和效果的對標(biāo)統(tǒng)計和考核；負(fù)責(zé)華電大壩系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)和推廣應(yīng)用；負(fù)責(zé)集團(tuán)大壩安全信息的統(tǒng)一對外報送等。

2.3 系統(tǒng)組成

根據(jù)華電大壩系統(tǒng)的總體架構(gòu)和實(shí)施思路，確定系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)采用客戶機(jī)服務(wù)器（C/S）和瀏覽器服務(wù)器（B/S）混合結(jié)構(gòu)。前者用于大壩安全監(jiān)測信息的分析處理和人工觀測數(shù)據(jù)錄入，以滿足監(jiān)測專業(yè)人員對一次調(diào)用上萬條記錄的大信息量處理、人機(jī)交互靈活和信息處理快速的需求。后者用于集團(tuán)各大壩安全信息的查詢、統(tǒng)計、考核、管理和評價，以滿足各級領(lǐng)導(dǎo)和大壩安全相關(guān)人員隨時隨地查詢各大壩安全信息和運(yùn)行狀況。

圖2 C/S軟件結(jié)構(gòu)圖

表1 華電大壩集團(tuán)（B/S）功能架構(gòu)

3 典型應(yīng)用

以華電浙江分公司烏溪江水電廠為例，闡述華電大壩系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)效果。

3.1 工程概況

浙江華電烏溪江水電廠湖南鎮(zhèn)電站是錢塘江上游支流烏溪江流域梯級開發(fā)的水力樞紐，工程以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、航運(yùn)等綜合利用效益。湖南鎮(zhèn)大壩為混凝土重力式梯形支墩壩，壩頂高程242m，最大壩高129m。壩頂全長440m，由23個壩段組成，設(shè)有5孔壩頂溢洪道和4個深式泄水孔。電站裝機(jī)5臺，總裝機(jī)容量為320MW。

3.2 大壩安全監(jiān)測概況

湖南鎮(zhèn)水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)包括變形、滲流、環(huán)境量等項目，系統(tǒng)運(yùn)行正常穩(wěn)定。

3.3 系統(tǒng)展示

3.3.1 C/S軟件

（1）軟件架構(gòu)

C/S軟件主要包含:軟件界面、業(yè)務(wù)服務(wù)功能、數(shù)據(jù)類型等，如圖2所示。

數(shù)據(jù)層:負(fù)責(zé)存儲監(jiān)測、水情、氣象等大壩安全相關(guān)的各類信息和文檔資料。

業(yè)務(wù)邏輯層:業(yè)務(wù)邏輯層是用戶界面層和數(shù)據(jù)層之間的橋梁，它封裝了界面層操作的一組動作邏輯，并對界面層提供操作接口，在一組動作邏輯中，根據(jù)邏輯規(guī)則，操作流程統(tǒng)一執(zhí)行數(shù)據(jù)訪問，并保證數(shù)據(jù)完整性、一致性。

界面層:直接與用戶進(jìn)行交互的部分，負(fù)責(zé)向用戶提供操作的界面，用戶通過在界面上的操作，界面層接收到用戶的指令后調(diào)用邏輯層接口，實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)層的互動，完成用戶的操作，返回操作結(jié)果。

（2）界面展示如圖3所示。

3.3.2 B/S系統(tǒng)

（1）功能架構(gòu)

B/S系統(tǒng)用于展示數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測數(shù)據(jù)和各類圖像、文件資料，并具備報告上傳審核的流程管理功能，見表1。

（2）界面展示如圖4所示。

圖3 大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)接入與展示a）大壩外觀觀測b）大壩滲流觀測c）大壩水位觀測

圖4 大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與展示a）系統(tǒng)首頁b）監(jiān)測功能界面

4 結(jié)語

隨著“遠(yuǎn)程集控、少人維護(hù)”管理模式深入推進(jìn)，華電集團(tuán)以實(shí)現(xiàn)對多數(shù)電站大壩的集控管控為目標(biāo)，通過網(wǎng)絡(luò)化、信息化遠(yuǎn)程管理和信息共享等手段，構(gòu)建統(tǒng)一的大壩安全管理系統(tǒng)，集中專業(yè)人員，優(yōu)化提升集團(tuán)整體大壩安全管理、安全監(jiān)測分析等工作，大大降低電站側(cè)的工作量和工作難度，提升工作效率，最終實(shí)現(xiàn)全集團(tuán)水電站大壩安全監(jiān)測工作的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化、科學(xué)化、一體化管理。

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Dam Safety Integrated Management of the Power Generation Group with Information Construction

B a s e d on t h e in f ormation tec h nolo g y，t h e collectin g an d or g ani z in g d am s a f ety relate d in f ormation f or all t h e d am s o f t h e p o w er g eneration g rou p are reali z e d b y in f ormation con s truction.Furt h er,d ee p analy s i s i s carrie d out f or d ata analy s i s，d ata minin g an d f ore w arnin g in f ormation.Finally ac h ie v e d t h e d am s a f ety inte g rate d mana g ement o f t h e p o w er g eneration g rou p.

in f ormation con s truction；d am s a f ety；inte g rate d mana g ement；d ata analy s i s；f ore w arnin g in f ormation

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.03.015

T V698

A

2095-3429（2017）03-0056-04

2017-04-17

修回日期：2017-06-13

徐金英（1989-），女，濟(jì)南人，碩士，工程師，主要從事水利水電工程專業(yè)相關(guān)研究。

XU Jin-ying1，HU Ming-ting2

（1.Huadian Electric Power Reserch Institute，Hangzhou 310030，China；2.PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited，Hangzhou 311122，China）