水电厂水库调度自动化系统的应用分析

摘 要：现阶段，随着社会经济的不断发展和进步，水电厂在社会生产力的进步和发展过程中发挥着重要的作用，而水电厂的日常运行中，要保证水电厂水库调度的合理性和科学性，以此为水电厂的运行质量奠定基础，确保水电厂的年发电量，从而为水电厂的社会效益和经济效益奠定基础，水库调度自动化系统在电网自动化调度中占据着重要的地位。本文在结合案例的基础上，首先对水库调度自动化系统的构成进行概述，其次对水库调度自动化系统的功能进行分析，最后论述了水库调度自动化系统的应用。

关键词：水电厂；水库调度自动化系统；架构；功能；应用

1 引言

现阶段，水电厂的运行质量受到越来越人的关注和重视，而水库调度自动化系统的实现，是水电厂运行质量的保证。水库调度自动化系统涉及的内容比较多，例如：水库调度专业知识、自动化硬件设备和客户端接口等。系统在采集和分析历史材料时，可以同步精确的获取水电站区域的水文、气象等状况，实施在线水文预报工作，并且开展水文综合管理工作，在河流整理上述材料的前提下，决定综合决策方案。在我国，通过科学合理的借鉴水文自动测报系统的前提下，实现水库调度系统的建设和应用目的。

2 水库调度自动化系统构成

2.1 多阶层结构

水库调度自动化系统，使用的是多阶层软件设计模型专业系统使用的三层结构和四层机构，web系统使用的也是三层结构和四层结构，系统的客户端不可以直接进入到数据库服务器进行访问，主要是利用网络服务层实现访问数据库服务器目的。服务层可以促使客户端在不需要数据的获取条件下，利用集中于业务巡逻的实现，仍然可以查询数据库中的数据，防止出现客户端直接操作数据库的情况，为数据的安全性提供保障。

2.2 可组态结构

①数据库系统可以通过设置采集站点、计算量数据点等多种数据点的序列号，构成一个系统的数据体系；②数据采集和远程数据通信系统通过在数据库和配置文件中定义的采集方式，接口方法，数据通信方向等参数，实现系统数据流程管理与控制；③系统在水库调度自动化系统数据计算引擎的支持下，对各种数据点进行配置，实现各种数据的计算处理功能；④人机界面系统把水库调度系统中需要的对象逻辑化，通过编辑器和运行驱动系统，实现用户要求的各种人机界面形式。

3 水库调度自动化系统功能

水库调度自动化系统的功能有：第一，收集数据信息功能。实现与机组监控系统、闸门系统和水情遥测系统等不同处于的数据实时实时收集，按照不一样的应用要求对收集到的不同类型数据进行合理性检验等简单单预处理操作；第二，数据通信功能。对水调平台和其他系统间的信息交互进行负责，包含和水情遥测系统、监控系统等水库调度自动化系统数据通信，并且承担着不同区域之间的信息传递；第三，数据处理功能。达到对收集来的不同类型的数据按照使用要求进行自动加工处理目的，包含实时数据处理和常规数据处理两个模块，实时数据处理完成实时水位流量关系的换算等操作；时段数据处理将实时数据整理成小时、日等不同应用要求的时段数据，为水调和其他系统供给基础数据；第四，数据库管理功能。对水调数据的存取和管理进行负责，实现水调系统平台中基本信息点的定义、静态数据和实时数据等信息的增加、删除等管理操作；第五，人机界面功能。在有机组合人机界面显示器、人机界面编辑器、图元、报表和用户接口的基础上，实现显示图形和画面以及报表目的，保证用户享有可视化水调平台操作界面的服务；第六，Web系统。通过Web系统，实现水调系统网上发布的功能，实现为用户提供异地操作平台目的；第七，高级应用。主要包括中长期水文预报、短期洪水预报、防洪调度、中长期发电调度、短期发电调度等模块。

4 案例分析

4.1 水电厂概况

柘溪水库地处湖南省资水中游安化县城上游12.5km的大溶塘峡谷处，1961年建成，总库容38.81亿m3。柘溪水库集雨面积22640km2，占资水全流域面积的80%，是资水干流上唯一一座骨干大型防洪水库，承担着下游安化、桃江、益阳等城市的防洪任务，影响整个资水尾闾乃至洞庭湖区的防洪安全。为做好柘溪水库的防洪调度工作，从20世纪80年代起，众多防汛、水利、电力等部门的专家学者从洪水预报、汛限水位、调度技术与调度机制等方面开展了深入的研究探索，并将成果应用于柘溪水库的防洪调度中，取得了显著的成效。本文着重就柘溪水库流域径流预报系统在水库调度自动化中的应用展开了分析。

4.2 系统架构

此系统包括两大部分：①基于数值预报模式的降水预报；②柘溪水库入库径流预报。前者主要用于提供柘溪水库流域未来3～5d的定量降水过程；后者则是根据定量降水预报结果与流域前期的降水和径流实况，计算未来3～5d 水库入库径流过程，辅助水库调度，主要系统架构见图1。

4.3 主要功能模块

本系统主要包括8个功能模块：①历史水雨情信息管理模块；②水雨情预报数据管理模块；③基于数值预报模式的降水预报模块；④数值模式降水预报修订模块；⑤典型历史洪水过程预报模拟模块；⑥子区间径流预报模型参数自动率定模块；⑦柘溪入库径流实时预报模块；⑧径流预报结果评估模块。

4.4 系统应用

此系统基于Java FX 和 e（fx） clipse 的富客户端平台完成构建，降雨数值模式与径流预报模型无缝衔接，降雨数值模式的结果可实时输入至系统中，更加准确地得到柘溪水库入库洪水过程的预报结果。此系统可运行于 Windows XP、Windows 7、Windows 10、Windows Server 2003等常用桌面及服务器操作系统，可部署安装于柘溪水电厂业务运行服务器中，典型界面如图2所示。

此系统可为柘溪水电厂预报调度人员提供丰富的水库流域水雨情综合预报信息，为优化水库调度运行方式争取宝贵时间，减少水库弃水，提高水库水量利用率和发电效益。

5 结语

总而言之，在水电厂日常运行过程中，科学合理的运用水库调度自动化系统，可以保证水电厂的运行效益，从而保证社会生产力的发展和进步，为社会经济的发展做出贡献。

参考文献：

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[3]向阳，张月华，朱韶楠.水庫调度自动化系统高吞吐量和可伸缩服务器模型研究[J].水电厂自动化，2016（4）：40-44.

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作者简介：

龚佑群（1971- ），女，工程师，大专，主要从事水库调度工作。

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