水情水調自動化技術回顧與展望分析

摘要：文章從近十幾年來的大中型梯級流域以及電網調度自動化系統建設以及水電站的運行情況，水調、水情自動化技術的發展兩個方面來回顧了水調、水情自動化技術的發展過程中存在的主要問題以及幾個關鍵的歷程，并且結合新技術的進步與電力體制改革來展望了此領域的發展趨向。

關鍵詞：自動化技術；水調自動化系統；水情自動檢測系統；水電站；水力發電 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV697 文章編號：1009-2374（2017）06-0173-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.087

1 水情的自動檢測方面的報告技術

水情的自動檢測方面的報告涉及到通信領域、計算機應用、控制以及測量領域，并且水利設施航運方面、防洪方面及水庫的調度方面以及發電的基礎也是這些。在20世紀80年代初期，我國的水情自動檢測報告系統開始建設，經過了30多年的發展，已經取得了顯著的成就。水情自動監檢測方面的報告系統的發展過程大致可以分為以下三個階段：

1.1 探索階段

20世紀80～90年代的初期中期是我國水情監測報告工作的探索階段。在這個階段內，消化、引進和吸收國際的先進技術是我們的主要內容，這個階段的時間約為5年；而在中后期，我國開始逐步進行自主的改進和開發。在此工作最初始的階段，自動檢測方面的報告系統所運用的工作體制是查詢——應答的體制，在當時情況下，因為有線信號的可靠性低下，所以無線通信得到了極大的重視，但是因為超短波的電臺的質量不夠高以及電路的設計存在相當大的問題，所以導致了誤碼率以及通信的暢通率低下，最終導致野外的遠傳和采集遠遠無法達到要求。

到1994年年底，美國的HANDAR公司的產品被貴州的天生橋工程公司引進，這是在多年后的又一次引進國外的先進的產品，這次的產品引進使我們清楚的認識到了我國與國外水情自動檢測報告技術之間存在的差距有多大，我們與國外的差距主要表現在4個方面：第一，遠程的通信，我國的產品僅僅可以接入VHF信息通道；第二，設備的可靠性，國外的產品的平均失效時間是我國產品的10倍；第三，工藝水平，國內的產品設計不夠精細化；第四，智能化程度，國外的產品工作模式多樣，而國內產品僅有幾種工作模式。從這些差距中可以看出，中國的水情自動檢測報告技術仍然有很長的路要走。

1.2 發展

20世紀90年代中期～21世紀初是我國水情自動檢測報告技術的發展階段。隨著對外技術交流渠道的通暢以及我國經濟的飛速發展，國際方面的貿易變得更加的頻繁，我國系統方面的開發商們也開始了對各種中心站系統平臺的研究創造，并且，水情自動檢測方面的報告技術也因此得到了很大的改善以及提升，各類通信接口、傳感器接口的多樣性、數據采集器的可靠性等有了非常大的改良，我國的技術水平與國外的技術水平越來越接近。由于水情自動監測報告系統應用了衛星通信技術，我國一些偏僻的地區在此類系統進行運行時的可靠性也得到了保證。

20世紀90年代中期，我國逐步開始在國內推廣國際移動衛星，國內的開發商因為此類衛星的傳輸可靠性以及大范圍覆蓋性，所以對此的重視度異常之高。在經歷了兩年的研發與改善后，INMARS T2C開始被使用，在經過進一步的調試與改善，INMARSA T開始被用于數據的傳輸，在惡劣的交通環境和因需要多級中繼而造成的維護與安裝的困難因為有了它的應用而得到了很好的解決。自此，衛星業務開始飛速發展。

1997年，國家電力公司的科研項目——水電站的水情自動檢測報告系統的研究這一課題被電力部南京自動化研究院所承擔，它們的目標是研制出一種可以接入多種通信設備的可靠性高的數據方面的采集系統，開發出一套符合中國國情的、適合中國發展的中心站處理軟件以及大型水情數據庫的軟件。在3年的不懈實驗與研制后，此項目的各個指標以及數據都達到了要求，所有的研發方面的成果都通過了現場認定，經過商討，此項目有良好的社會效益以及經濟效益，因此電力部南京自動化研究所榮獲2002年科學進步二等獎。

1.3 提高

從2002年至今，是我國的提高階段。在21世紀之后，水情自動檢測報告系統的應用變得更加廣泛，已經拓寬到了水質監測方面的系統、墑情監測方面的系統以及氣象站方面的系統等領域，系統的各個指標也慢慢的接近甚至超越了國際上的各類產品。

從2002年開始，水情監測報告系統飛速發展的同時，移動通信也在快速的發展，于是，在水情檢測報告系統中便開始應用移動通信系統，二者相結合。同年，我國的首款小型化和模塊化的ACS300數據采集器被國電自動化研究院研制成功，此類產品的工作溫度范圍指標以及微功耗指標已經與世界先進技術產品的水平相當。

2003年左右，我國自主研發出的北斗衛星導航系統逐漸開始商業用途，這個系統的傳輸延時小、控制簡單、通信容量大，所以我國水情監測報告系統的市場迅速被該衛星系統所占據，地位無法撼動。

2 水調的自動化方面的平臺支撐

水調的自動化平臺的支持涉及到計算機網絡技術層面、通信層面以及水文層面，它通過收集和整理歷史方面的資料，依靠先進的傳輸通信方面的技術和采集方面技術，可以準確、及時地獲取到其他的相關系統和流域地區的氣象、水庫運行的信息和水文。根據水調自動化方面的技術所建設的系統現在已被廣泛用于流域梯調、電網調度、水利樞紐、水電站和流域集控中心等方面，已經成為了日常的生產管理和調度中不可或缺的系統。我國的水調自動化系統在20世紀90年代中期開始建設，迄今為止已經有15年左右的歷史，它有兩個發展

階段。

2.1 嘗試性探索

1995～2000年的這一階段被稱為嘗試性探索階段。在這個時期內，水調自動化方面的系統是由數個水情自動檢測方面的報告系統組合而成的，除了數據庫可以進行跨越平臺來進行工作之外，其他的水調方面的系統的應用與服務都是在Windows上，數據方面的處理、通信等方面的后臺服務都是相對獨立的程序并且全部都是定制的。圖形報表、水調監視界面雖然有可組態的特征，但是數據的查詢方面、業務的報表方面和監視的圖形方面都是獨立的進行窗口運行，綜合能力相對來說比較的薄弱，只存在一種單一的客戶端的模式來工作。

受制于數據庫存儲技術層面、網絡技術層面以及計算機的性能等原因，此時期水調方面的系統大部分都是單網，報表查詢與水務計算相對來說都比較慢。

2.2 實用化階段和規范的發展

2000～2005年期間，通信技術與計算機技術的發展飛快，與此同時，水調系統中也根據此類技術引入了Web技術、中間件技術。其中，系統的通信服務以及網絡的數據服務通過中間件技術來實現，這使得數據庫的存儲與訪問變得集中化，大大加強了安全性與系統運行的可靠性。

伴隨著相關的驗收標準以及規范的頒發，水調自動化系統也隨之確定了發展研究的范圍與方向。投運的系統不僅達到了行業的標準和規范，還滿足了實際的生產需求。通過綜合考慮水調自動化系統的兩個階段可以得出，水調自動化系統隨著信息技術的發展先后發生過幾次重要的跨越。從最初的平臺只有數據處理功能、圖形報表方面的查詢功能、報警、水務計算以及采集通信等功能。水調自動化方面的系統的功能在不斷完善與

優化。

3 結語

由于中國的水電資源的分布不均勻，水庫群之間有著非常大的補償，特別是隨著特高壓輸電網以及三峽工程的開展運作和建設，全國范圍內將會形成一個非常大的電網來相互關聯。而且隨著智能電網這一概念的提出，如何節能發電調度和怎樣適應節能減排成為了水調自動化系統所面臨的新的挑戰，電力市場運營以及電網安全生產對于水調自動化系統的要求和管理也越來越高。加強水情水調方面的建設管理工作以及加快水調方面的自動化系統的步伐對目前系統的管理以及維護工作、提高聯網運行的系統的可靠性與安全性，實現水調平臺的模塊化、標準化、水調方面業務過程當中的信息化、流程化、管理調度的智能化和精益化、加強對無資料或少資料地區的洪水天氣預報、可視化的實用產品研發以及高智能算法，對水情水調業務的發展有著重大的影響。

參考文獻

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作者簡介：曾慶煒（1983-），男，江西清江人，供職于國網江西省電力公司柘林水電廠。

（責任編輯：小 燕）