基于智能联合调度的流域梯级电站集控中心信息化管理

王全亮，张晓林，戈鹏

（1.四川大学　商学院，成都　610065；2.中航工业成飞民用飞机公司，成都　610073）



基于智能联合调度的流域梯级电站集控中心信息化管理

王全亮1，张晓林2，戈鹏1

（1.四川大学商学院，成都610065；2.中航工业成飞民用飞机公司，成都610073）

［摘要］随着信息网络技术的高速发展与广泛应用，人类社会也由工业经济时代步入了网络经济时代，信息发挥着越来越重要的作用，成为了管理的基础、决策的依据，对企业来说已经成为了一种重要的资源，信息化管理也成为水电企业适应市场变化的一个重要战略部署，水电企业调度进行信息化的节奏越来越快，要求也越来越高，文章在智能联合调度的基础上通过对流域梯级电站集控中心进行信息化管理构建，优化了水电企业运载生产、提升了管理水平、增加了企业效益。［关键词］梯级电站；智能联合调度；集控中心；信息化

1　流域梯级电站远程集控中心信息化管理的必要性及可行性分析

近年来，流域梯级电站远程集控中心（简称集控中心）［1］在全国各地相继建立，为电厂的生产管理模式注入了新的活力，“都市水电”也由梦想变成了现实。从目前集控中心的建设情况来看，虽然各有差异，但目的相同，都是为了追求企业的最大综合效益［2］。从实际运行效果来看，也是比较成功的。集控中心已经成为流域水力发电企业生产调度的主要手段，但是，仍然存在流域水资源未得到充分利用、流域整体竞争力不强、流域整体调节性能未得到充分发挥等问题［3］，因此流域梯级电站实行智能联合调度［4］以及对集控中心进行信息化管理迫在眉睫。

建立集控中心并对其进行信息化可以充分发挥流域水能资源综合效益，综计资料表明，通过对梯级电站进行集中控制，可优化水库长期调度，使发电量增加1.5％～2％。另一方面，实现梯级电站信息化集中远控，可大幅度降低运行管理费用。对集控中心进行信息化，实现电站的“无人值班”（少人值守）运行方式，将减少电站现场值班人员的配置及配套设施建设，从而降低电站运行管理费用［1］。

从20世纪60、70年代开始，设计、科研等部门就梯级电站联合调度及优化运行课题，进行了大量的理论探索和工程实践，并取得了丰硕的成果；到80年代，我国已普遍实行水库及水电站优化调度。目前，成熟的计算机监控、远程通信技术、遥感传感等技术使大型电站群通过远距离集中控制实现联合运行成为可能。

2　流域梯级电站智能联合调度远程集控中心信息化管理构建

2.1基于CPS的梯级电站智能联合调度信息化管理

在传统电力体制下，机组发电调度由电网公司负责，电网考核企业的主要指标是企业发电设备的安全性、可靠性、稳定性及投运率等。这就使得企业的中心工作主要围绕发电设备的运行、维修、检修及水工建筑物来开展，形成了以保证电厂设备完好为核心的生产管理体系。在该体制下，企业的水库调度只能对电网调度及企业生产组织指挥机构起到参谋作用，而不能发挥决策作用，造成水电企业“重电，轻机，轻管水”［5］的生产管理模式。

梯级电站的远程集控中心智能联合调度信息化管理将对企业原有的生产管理体制进行改革，企业中心工作不仅局限于保证设备完好，而是追求企业的综合效益最大化；远程流域调度集控中心成为流域开发公司的生产调度控制中心和生产信息中心；整个生产过程如图1所示：流域调度集控中心首先通过由计算机技术、传感技术、数据库技术、RFID技术、RS技术、通讯技术等构成的信息物理融合系统（CPS）对来水量、发电量以及发电上网量进行准确的预测，将水位、水情、发电量以及用电量传输给智能联合调度系统，在满足防洪需要和保证综合利用要求的前提下，依据调度规程编制调度计划及控制。

图1　流域梯级电站智能联合调度集控中心信息化管理效果图

在各个电站发电运行过程中集控中心通过CPS的监控反馈功能从各节点获得流域实时水情水位以及电站运行信息，并对信息进行解码，利用数据挖掘技术对信息进行分析，通过控制论技术对各物理实体进行实时高效的调整，以对各节点实行远程智能控制，并将分析结果发送给水文防汛部门、电网调度部门及其他部门，根据“水电互动，方案最优”［5］的调度规则，来做进一步的调度规划。

2.2基于现代网络及信息技术的流域调度机构信息化管理

对梯级电站进行统一调度管理，这就要求梯级电站群设置唯一的流域调度指令，对外要统一接受有关部门的调度指令，对内要统一对电站的防洪、发电等进行调度。各梯级电站通过计算机技术、传感技术、数据库技术以及通信等技术建立与流域调度机构的调度、通信、可视化监控等的网络连接，直接接受流域调度中心的调度命令，调度执行梯级枢纽监控系统。

智能联合梯级调度机构作为企业内一个新兴的职能部门，它的成立也必将改变企业原有的组织结构和电力生产组织管理关系；同时梯级电站实行智能联合调度的也可能使企业行政管理迈向信息化，形成智能行政管理系统（在此不展开详述）。

2.3远程集控生产模式信息化管理

梯级电站的远程集中监控和统一管理是梯级电站智能联合调度的实现途径，只有将各梯级电站的运行状态信息等集中于统一的梯级调度机构，才能为梯级电站的智能联合调度提供信息基础和决策依据。梯级电站智能联合调度在远程集控生产模式下，流域调度机构成为了各梯级电站的远程集中控制中心，所有梯级电站调度控制指令均由流域梯级调度机构下达并远程执行，现场仅保留少数值守人员，也即采取“无人值班”或“少人值守”的运行方式。

3　总结

先进可靠的梯级调度信息物理融合系统是梯级电站智能联合调度实现的关键，只有建立了完善的水库调度、电力监控、通信、水情自动测报系统等现代化程度高的自动化系统，才能保证远程集控中心信息化的顺利实施。梯级调度系统作为水电企业的生产调度管理系统，需接入电网调度系统，因此必须符合机电网要求的规程、规范，并且还要满足电网对调度自动化系统的安全性、可靠性、稳定性和时效性的要求；此外梯级调度系统与企业内的生产关系、行政体系也密切相关，必须紧密结合企业生产调度关系，形成梯级电站自动化调度的能力。

主要参考文献

［1］胡浩远，丁杰.对流域梯级电站远程集控中心的几点思考［J］.电子世界，2012（20）：49-50.

［2］徐刚，夏甜.基于改进与优化调度图的梯级电站联合调度［J］.水利水电科技进展，2014（3）：44-49.

［3］曾华.马边河流域梯级电站群联合调度探讨［C］//四川、贵州、云南三省水电厂（站）机电设备运行技术研讨会论文集，2010.

［4］羊本勇.地方流域梯级电站联合调度监控系统的实现［J］.四川水力发电，2007（5）：84-86.

［5］马光文，雷定演.流域梯级水电站联合优化调度的必要性及对节能减排的作用［J］.中国三峡，2013（5）：42-46.

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.03.047

［中图分类号］F270.7

［文献标识码］A

［文章编号］1673-0194（2016）03-0096-03

［收稿日期］2015-12-08

［基金项目］国家自然科学基金项目（71371130）；四川省社会科学“十二五”规划2015年度项目（SC15A007）。

［作者简介］戈鹏（1971-），男，山西永济人，四川大学商学院副教授，主要研究方向：RFID技术在景区内旅游的应用以及智能制造（通讯作者）。