淺談魯地拉電站水情自動測報系統應用與實踐

胡江 宋小燕 萬濤

摘 要：為有效監測和實時發布魯地拉水電站水情信息，為電站科學調度、良好運行和嚴格管理提供技術支撐。云南華電魯地拉水電站有限公司在魯地拉水電站庫區建成一套由1個中心站、1個生態流量站、4個水位站組成的水情測報系統，文章對系統的總體結構，設備配置及功能、組網方式及軟件配置等作了詳細的介紹和分析。

關鍵詞：水情自動測報系統：組網方式：通信：數據庫

1系統概況

魯地拉水電站位于云南省永勝縣與賓川縣交界處的金沙江干流上，為金沙江中游河段水電規劃“一庫八級”中的第七個梯級電站，上接龍開口水電站；下鄰觀音巖水電站，現有省級公路從壩址上游通過。壩址距昆明市公路里程415km；距大理市公路里程128km；距賓川縣公路里程68km。電站以發電為主，同時兼有水土保持、庫區航運和旅游等綜合利用功能。根據預可研階段設計成果，電站正常蓄水位1223m，總庫容16.93億m3，有效庫容5.64億m3，具有周調節性能。裝有6臺360MW機組，總裝機容量2160MW，保證出力94.60MW，多年平均發電量93.23億kw.h，年利用小時316h，屬I等大（1）型工程。魯地拉電站水情自動測報系統建設一共有5個站和1個水情預報中心，其中水位站4個、生態流量站1個。系統建成后遙測站水情信息10分鐘內能夠傳達到水情預報中心，為電站運行期間洪水預報及時提供正確的水雨情信息，保證水電站的運行安全。

2 系統的基本情況

魯地拉水電站水情測報系統由水情預報中心站和遙測站組成。遙測站包括壩上專用站和備用站、尾水出口專用站和備用站、壩下生態流量站。遙測站與水情預報中心之間通過北斗衛星和GSM短信互為主、備信道進行傳輸通信，保障水雨情數據的傳輸正常。遙測站采用定時自報、事件自報的工作體制，自動采集、傳輸水雨情數據到水情預報中心，水雨情數據經過合理性分析后進入水情數據庫，供預報系統調用。

3 系統配置及功能

3.1 遙測站配置及功能

遙測站以數據采集器（YAC9900）為核心，配置水位傳感器（WFX-40），北斗衛星（YDD-3-01）、GSM（WAVECOM），蓄電池（LC-X12100）、太陽能板（Model.NL-Ⅱ42W）、充電控制器（Solsum6.6C）、電話避雷器（RJ45-Tele/2）及信號避雷器（SD09-V24/9）等設備。遙測站的數據采集器、通信終端和避雷等設備集中安裝于機箱內，便于遙測站設備的安裝和管理。為保證系統可靠、有效地運行，遙測站的建設采用測、報、控一體化的結構設計。測報控一體化遙測站主要由傳感器、遙測終端、通信機、人工置數器和供電等五部分組成。如圖1。

遙測站具有現場和遠程設置、讀取設置本站站號、雨量初值、水位初值、傳感器類別、水位采樣間隔時間、報汛段次、水位雨量變化閥值、通信信道選擇等參數，以及系統自動對時、自維護、蓄電池欠壓分中心報警等功能。

（1）具有自動采集、固態存儲水位、雨量數據的功能。可響應召測，接收來自本地或遠程的召測命令，根據命令要求將當前值、過去的記錄值或所有存儲的數據通過指定的信道或路徑發送。（2）數據存貯的功能。采集的水位、雨量等數據具有現場存貯功能，其容量不小于1MB，能滿足水位和雨量數據存儲1年以上的數據。能響應分中心站召測指令，將現場存儲的數據小批量報送至分中心站。同時，能提供現場人員在現場進行數據查看和下載。（3）具有隨機自報功能。當被測參數變化超過規定閾值（如5mm雨量或1cm水位變化等，閾值可在本地或遠程設置）時，通信終端設備及相關電路自動上電工作，將雨量累置數鍵盤（觸摸式）。（4）具有定時自報功能。按設定的定時時間間隔（按照時段要求，如1小時、3小時、6小時、12小時、24小時等，可任意設置），定時向分中心站發送當前的水位雨量數據。發送的數據包括遙測站站號、時間、電池電壓、報文類型等參數。時間間隔可在本地（通過置數鍵盤/計算機）或在分中心站遠程設置。（5）具有參數設置讀取功能。支持本地通過鍵盤或計算機對系統的配置參數進行讀取和修改，同時支持分中心站通過GPRS通信信道遠程對其配置參數的讀取和修改，如傳感器類型、傳感器參數、水位雨量基值、數據采樣時間、定時自報段次、定時自報時間及主信道等。（6）具有人工置數功能，可在現場通過鍵盤讀取數據、設置參數、支持本地通過鍵盤自動發送流量、人工水位及水庫其他有關信息，并具有發送成功確認標志。（7）具有雙向傳輸功能。能將采集的水位、雨量和測站狀態信息通過GPRS網絡或計算機網絡傳輸到接收分中心功能，并同時支持數據（IP）業務與短信息（SMS）兩種傳輸手段，當GPRS的IP方式傳輸失敗時能自動切換為SMS方式發送水情數據。（8）具有測試工作狀態功能。通過軟件設置，使遙測終端和分中心站接收終端在存貯和接收處理時能判斷調試報文和正常報文，保證在設備檢修和調試過程中，水情測量數據不進入現地的存儲區域。（9）具有設備故障、異常自動報警功能。（10）具有自動對時功能。（11）所有外部接口具有光電隔離防雷電破壞及防外部電磁信號影響，能在雷電、暴雨、停電等惡劣條件下正常工作。

3.2 水情預報中心站設備配置及功能

魯地拉水情預報中心主要由服務器、交換機、路由器、網絡機柜、USP備用電源、PC機、北斗衛星指揮型、GSM模塊等硬件設備和數據接收處理軟件、數據轉發軟件、水情預報軟件和SQL2000數據庫組成。主要功能：（1）接收遙測站水情數據。（2）監聽來自金沙江中游水電開發公司轄區遙測站水雨情信息。（3）通過數據處理軟件和水情預報軟件對數據進行整理、分析、預報計算為電站的調度及安全提供依據。

水情預報中心配置的服務器接入北斗衛星和GSM短信模塊，通過RS232通信口實時接收各遙測站水雨情數據，經過接收軟件解包、分析、初步處理存入水情原始數據庫，水情預報PC機客戶端從原始數據庫提取水雨情數據，進行分析、預報計算存入實時數據庫。

水情預報中心配置的交換機、路由器、網絡機柜組成中心的網絡系統，通過接入電站互聯網，與金沙江中游水電開發公司建立虛擬VPN專線，通過轉發軟件提取實時數據庫的預報數據，向其轉發電站的入庫流量、出庫流量、壩上水位、壩下水位等信息。通過軟硬件的合理配置，使數據交換，信息共享達到了梯級電站共同調度的目的。

4 結束語

魯地拉電站水情自動測報系統采用了目前國內先進的遙測設備和組網方式，整個系統可靠信高，數據信息傳輸準確、及時等優點，系統自建設以來，收集了大量的水雨情信息，為電站洪水預報及聯合調度決策提供了及時、準確的數據。

參考文獻

[1]SL.61-2003.水文自動測報系統技術規范[S].

[2]魯地拉電站水情遙測系統設計報告[R].長江委水文局長江上游水文水資源勘測局攀枝花分局，2013.