特大型水库综合运行调度平台的构建探讨

刘扬扬

摘 要：长江上游水库作为我国重要的水源地之一，其供水量是我国原水供应的主要组成部分。为确保水库水质优良、机电设施完好、原水单位能耗低的效果，必须创建输水设施综合监控、水质监控、视频安防等数据库，建立长江上游水库综合运行调度平台，从而科学合理指导水库运行管理效果。

关键词：特大型水库 调度平台 构建

我国长江上游区域属于特大型水库水电站格局，长江流域水电能源分布情况展现出水文特异性与地理位置分散的时、空差异，成为特大型水库综合运行调度提供最佳的互补条件。

1.长江上游水库开发现状

长江上游水资源更加丰富，干支流梯级水电开发规模不断增大，长江流域在我国社会经济发展中占有重要地位。长江上游区域宜昌以上的技术开发装机流量约为24万MW左右，约占长江全流域基于开发的87%，占据全国的40%。根据《长江流域综合利用规划》相关要求可知，长江上游规划建立的装机容量大于300MW的大型水电站有80多座，大于1000MW的水电站约有48座，总装机容量大于15万MW。目前，长江上游梯度水能资源开发及水电站运行状态，必须正确认识并处理存在的问题。常见的问题有：必须重视水能资源开发引发的水态环境问题，寻找包含合理调整调度方法在内的各项工程及非工程措施，从而改善建立水电工程及其运行情况产生的不良影响。

2.水库综合运行管理的需求特点

（1）综合管理信息量大

长江上游水库作为我国供水规模最大、受益人口的最佳饮水水库，服务人口明显增多。因水库的独特性和特殊性，决定长江上游水库综合运行调度系统必须遵循提升可靠性，从而保障水库的正常安全运行。特大型水库综合管理系统汇集以下信息：水工建筑物有关的安全信息包括水库大堤、取输水泵房、实施监测信息等。电气设备相关的信息包含水泵电机、交直流控制电源、高低压开关、网络通信设施等设备的运行状态及信息。视频监控系统包含采集水库设施、水质、机电设备等实施图像信息，用来正确核对采集信息、执行调度命令、并配备安全保护设备功能。水库区域的水质监测信息包含长江口独具代表性的实时信息，库内外重要部位包含水质有关及实施监测信息，如：PH、电导率、浊度、总磷等等。水库区域水情测报相关信息包含水库的温度、风速、雨量等信息。

（2）集成采集、处理、应用信息

水库系统包含多项专业监控系统，从各个角度对系统运行状态进行监控和控制，它们作为原始数据的重要来源，也决定水库系统信息源来自多个方面。各个监控系统可以采集、存储、原始的数据信息，上述数据对专业系统提供相应的服务从而实现各个应用功能。各个监控之间必须相互集成，从而形成有机整体，方便为用户提供统一的集中监控和管理措施，从而为全局高级分析绝对提供准确的综合性数据信息。

（3）解决调度复杂的问题

针对水库复杂的运行管理要求，水库综合自动化管理及调度系统管理目标是把水库调度中心各个枢纽（水工设施观测、视频安防、水情水质监测等）自动化系统数据实施集中监测和控制，采用有关的模型水库与调度库，达到自动化调度管理长江上游水库。所以，必须配备现代信息技术监测和控制取水、输水等环境，规定基础资料必须完整、准确，自动检测控制点与水库GIS、MIS、动态数据模型等相互结合，提出最佳的调度控制依据和实施方案，有利于调度人员及时准确掌握系统运行状态并开展合理调度控制，达到全自动化综合运行的效果。

3.特大型书库综合运行及调度系统实施步骤

（1）设置合理的网络架构

水库系统使用高度可靠的网络方案，SCADA系统网络使用双1000M环网冗余方案，并为视频监控系统配备大容量的视频流和数据流传输专业环网，同时，为水库创建电话通信、网络广播、办公自动化等辅助设施通信环网。长江上游水库综合自动化控制系统，包括一个调度中心和多个分控站大型网络，分别为水库调度中心、疏水泵站分控站、下游水闸分控站等。水库的控制系统是一个分层次的调度中心，是个多系统（水情监测系统、水质监测系统、工程监测与评估系统、事故应急系统等）集成的综合自动化系统，共设置多个计算机小局域网合并构成的水库总局网。

（2）配备恰当的软件设置

水库各分控站的监控系统能实现监控、处理水质、视频等信息，并对采集获得的信息展开管理和存储，有选择的将数据信息传达到控制中心。分控站配备的软件系统包含操作系统、数据库、报表编辑软件、I/O冗余采集系统。SCADA监控系统等。调度中心系统是根据水库的蓄水、取水、出水等物理特征，配合天气预报数据、长江上游水预报数据、水动力模型等展开预测和分析，辅助决策者提出最经济的方案。根据调度控制系统将该方案转化成可执行的命令对各个水闸、泵站的启闭、开关实施控制。同时，调度控制系统可以依据事故应急预案与联合操作预案，达到合理、科学管理的目的。调度系统软件设施也包含操作系统、数据库、网络发布软件、工业实时历史数据系统等，水库整体的应用软件层次关系如图1进行构建。

（3）水库系统主要功能

综合运行调度平台建立难点，必须将水工建筑。电气设备、水质监测、水情监测等多个系统模型的数据信息实施合理整合，创建水库运行调度基础数据库，在此基础上，创建水库水库监测与节能系统、盐度监测与避咸蓄淡、水质监测等调度模型，达到智能化管理调度水库的目的。长江上游水库自动化系统落实方案，先采用SCADA监控软件，实现基础的各个系统数据采集、统计分析、人机界面展示等综合监控系统功能。随之借助专业GIS平台软件，确保各个系统数据展示在地理信息平台上，借助该软件开发调度模型库、调度软件算法、调度联动系统等。水库的避咸蓄淡、避污蓄清等相应的水质预警系统，待有关科研得到进一步结论后，逐步完善并开发模型库、知识库。长江上游水库调度中心配备软件的主要功能如表1。

4.结语

总之，建设合理的水库综合运行调度平台对长江上游科学运行及调度情况发挥着至关重要的作用，待水库建成后平稳接受经历的多次大规模咸潮侵入和突发事件的考验，确保水库的正常运行。

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