大唐四川集控中心水調自動化系統設計研究

【摘要】中國大唐集團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。為踐行現代發電廠無人值守的先進管理理念，提高大唐集團在川電企在防洪、供水、航運，優化調度等方面的綜合效益，大唐集團2016年做出了新一輪戰略部署，在原計劃籌建長河壩、黃金坪成都集控中心的基礎上，按照統一規劃，分步實施的方式建設大唐四川集控中心，逐步將集團在川電站納入集控，統籌調度集團在川的發電資源。

【關鍵詞】集約化；無人值守；優化調度；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99°42′～103°48′，北緯28°15′～33°33′之間。控制流域面積為56648km2，占全流域面積的73.2%，多年平均流量843m3/s。

2、水情系統概況

長河壩、黃金坪梯級水情站網由兩部分組成，一部分為建設期水情信息，以購買服務的方式獲取，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間2906km2的流域面積內新建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、黃金坪的水雨情監測需求，具備接入集控中心的條件。

3、系統架構

水調自動化系統需遵循統一、開放的標準，采用C/S、B/S相結合的三層分布式的網絡架構和高級功能模塊化的設計理念，從數據安全、系統穩定、功能全面、操作便捷四個方面入手進行設計。

根據電力二次系統安全防護要求和集控中心工作需要，水調自動化系統應分為II、III、Ⅳ三個安全分區，各分區間通過正、反向隔離裝置進行物理隔離，保障各分區的安全。

①安全II區。主要布設數據庫、遙測采集、通信程序、應用程序、短信發布等基層數據功能。服務器采用雙網冗余熱備份，從硬件上保障系統的安全性；通信程序設置實時監測和數據中斷補傳機制，保障數據的完整性；應用程序采用分布式結構，均衡系統開銷，保障系統的穩定性。

②安全III區。主要布設對外通信功能，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、大唐集團通信采用VPN+防火墻的方式，實現集團內信息通信暢通。

③安全Ⅳ區。主要布設互聯網公網通信功能，采用防火墻+路由器的模式，通過賬戶權限設定，實現隨時隨地通過公網進行簡單信息查詢。

4、系統要求

4.1 數據庫平臺

基礎數據作為水電生產的立本之源，對水庫調度的決策分析、優化運行至關重要，水調自動化系統的數據庫平臺應從硬件、軟件上進行優化設計，確?；A數據的安全性、一致性、可靠性。

①硬件方面。應采用兩臺及以上的數據庫服務器組建服務器集群，在服務器集群內搭建虛擬操作系統，數據庫運行于虛擬系統。一方面，虛擬的數據庫IP可避免絕大部分的網絡攻擊，另一方面采用集群模式運行，一臺或多臺服務器故障時，也能夠保證數據庫正常運行。

②存儲方面。應采用獨立冗余磁盤陣列的模式進行數據存儲，即可以加快數據存儲速度，又可以通過冗余備份，確保一塊或多塊磁盤損壞時的數據完整性。

③軟件方面。應實現分區間的同步備份、定時備份和定期獨立介質備份。

4.2 數據采集平臺

采集平臺需具備多信道、多種通信協議的解碼能力，能夠實時采集衛星、GSM、GPRS、4G以及串口、光纖、網絡等多種通信類型的數據。

①遙測數據采集。能夠對遙測數據進行糾誤，對錯誤極值進行剔除；能夠對遙測站各類參數進行實時監測，對故障站點進行報警；能夠對原始來報進行查詢，能夠自動生成暢通率統計報表。

②監控數據采集。能夠實時采集機組負荷、機組流量、閘門開度及泄洪流量信息，并準確運用到水務計算、泄洪預警等功能。

③發電計劃及上網電量采集。能夠通過實時通信方式，實現各電廠每日的上網電量和發電計劃采集，包括流域上游電站的發電計劃，為來水預報提供依據。

4.3 數據處理平臺

數據處理平臺主要實現水情、雨情、實時負荷、發電計劃、出入庫流量、氣象等原始數據的按需整理，生成日、周、旬、月年等各類報表。

4.4 通信監控平臺

①遙測站點監控。能夠實時監控遙測站點的水雨情、遙測站電壓、最近來報情況進行監控，當遙測站點故障時，予以文字、色彩、聲音等方式進行告警。

②通信進程監控。實時監控與監控系統的機組負荷、閘門等信息的通信情況，通訊異常時及時提示故障部位。

③水庫運行監控。實時監控降雨、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 水文預報平臺

水文預報是指根據流域產流特性和匯流規律，利用前期、實時和未來的降雨、氣象信息，進行模型計算，對未來的來水進行預測。具備洪峰預報、洪量預報、過程預報等；要求3～9h預報精度為甲等、12～72h預報精度為乙等以上。

4.6 水庫調度平臺

調度系統需根據工程實際情況進行水庫調度功能設計，要求流程正確，決策靈活，能夠指導生產。具備防洪調度、興利調度、補償調度等多種調度模式

4.7 信息發布平臺

通過短信系統和Web平臺，提供信息發布和查詢功能，實現實時來水、降雨、負荷、氣象等各類信息的發布和查詢。

4.8 值班監控平臺

監控流域實時降雨、水情信息；監視來水的實時預報成果和調度方案；實時監控各類通信狀態，包括遙測站運行狀態、閘門開啟情況、應用程序進程狀態等；實時記錄值班工作內容，來電、傳真記錄、交接班事項等值班工作內容。

5、建議與展望

近年來隨著社會的進步、計算機技術的快速發展，水文等基礎信息共享具備了技術條件，建議開展流域水情信息共享平臺研究，實現社會資源的優化配置。

參考文獻：

[1] 舒凱，李厚俊.電網水調自動化系統中心站與分中心站數據通信方案探析[J].水電自動化與大壩監測.2008.

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