水情水调自动化技术回顾与展望分析

摘要：文章从近十几年来的大中型梯级流域以及电网调度自动化系统建设以及水电站的运行情况，水调、水情自动化技术的发展两个方面来回顾了水调、水情自动化技术的发展过程中存在的主要问题以及几个关键的历程，并且结合新技术的进步与电力体制改革来展望了此领域的发展趋向。

关键词：自动化技术；水调自动化系统；水情自动检测系统；水电站；水力发电 文献标识码：A

中图分类号：TV697 文章编号：1009-2374（2017）06-0173-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.087

1 水情的自动检测方面的报告技术

水情的自动检测方面的报告涉及到通信领域、计算机应用、控制以及测量领域，并且水利设施航运方面、防洪方面及水库的调度方面以及发电的基础也是这些。在20世纪80年代初期，我国的水情自动检测报告系统开始建设，经过了30多年的发展，已经取得了显著的成就。水情自动监检测方面的报告系统的发展过程大致可以分为以下三个阶段：

1.1 探索阶段

20世纪80～90年代的初期中期是我国水情监测报告工作的探索阶段。在这个阶段内，消化、引进和吸收国际的先进技术是我们的主要内容，这个阶段的时间约为5年；而在中后期，我国开始逐步进行自主的改进和开发。在此工作最初始的阶段，自动检测方面的报告系统所运用的工作体制是查询——应答的体制，在当时情况下，因为有线信号的可靠性低下，所以无线通信得到了极大的重视，但是因为超短波的电台的质量不够高以及电路的设计存在相当大的问题，所以导致了误码率以及通信的畅通率低下，最终导致野外的远传和采集远远无法达到要求。

到1994年年底，美国的HANDAR公司的产品被贵州的天生桥工程公司引进，这是在多年后的又一次引进国外的先进的产品，这次的产品引进使我们清楚的认识到了我国与国外水情自动检测报告技术之间存在的差距有多大，我们与国外的差距主要表现在4个方面：第一，远程的通信，我国的产品仅仅可以接入VHF信息通道；第二，设备的可靠性，国外的产品的平均失效时间是我国产品的10倍；第三，工艺水平，国内的产品设计不够精细化；第四，智能化程度，国外的产品工作模式多样，而国内产品仅有几种工作模式。从这些差距中可以看出，中国的水情自动检测报告技术仍然有很长的路要走。

1.2 发展

20世纪90年代中期～21世纪初是我国水情自动检测报告技术的发展阶段。随着对外技术交流渠道的通畅以及我国经济的飞速发展，国际方面的贸易变得更加的频繁，我国系统方面的开发商们也开始了对各种中心站系统平台的研究创造，并且，水情自动检测方面的报告技术也因此得到了很大的改善以及提升，各类通信接口、传感器接口的多样性、数据采集器的可靠性等有了非常大的改良，我国的技术水平与国外的技术水平越来越接近。由于水情自动监测报告系统应用了卫星通信技术，我国一些偏僻的地区在此类系统进行运行时的可靠性也得到了保证。

20世纪90年代中期，我国逐步开始在国内推广国际移动卫星，国内的开发商因为此类卫星的传输可靠性以及大范围覆盖性，所以对此的重视度异常之高。在经历了两年的研发与改善后，INMARS T2C开始被使用，在经过进一步的调试与改善，INMARSA T开始被用于数据的传输，在恶劣的交通环境和因需要多级中继而造成的维护与安装的困难因为有了它的应用而得到了很好的解决。自此，卫星业务开始飞速发展。

1997年，国家电力公司的科研项目——水电站的水情自动检测报告系统的研究这一课题被电力部南京自动化研究院所承担，它们的目标是研制出一种可以接入多种通信设备的可靠性高的数据方面的采集系统，开发出一套符合中国国情的、适合中国发展的中心站处理软件以及大型水情数据库的软件。在3年的不懈实验与研制后，此项目的各个指标以及数据都达到了要求，所有的研发方面的成果都通过了现场认定，经过商讨，此项目有良好的社会效益以及经济效益，因此电力部南京自动化研究所荣获2002年科学进步二等奖。

1.3 提高

从2002年至今，是我国的提高阶段。在21世纪之后，水情自动检测报告系统的应用变得更加广泛，已经拓宽到了水质监测方面的系统、墒情监测方面的系统以及气象站方面的系统等领域，系统的各个指标也慢慢的接近甚至超越了国际上的各类产品。

从2002年开始，水情监测报告系统飞速发展的同时，移动通信也在快速的发展，于是，在水情检测报告系统中便开始应用移动通信系统，二者相结合。同年，我国的首款小型化和模块化的ACS300数据采集器被国电自动化研究院研制成功，此类产品的工作温度范围指标以及微功耗指标已经与世界先进技术产品的水平相当。

2003年左右，我国自主研发出的北斗卫星导航系统逐渐开始商业用途，这个系统的传输延时小、控制简单、通信容量大，所以我国水情监测报告系统的市场迅速被该卫星系统所占据，地位无法撼动。

2 水调的自动化方面的平台支撑

水调的自动化平台的支持涉及到计算机网络技术层面、通信层面以及水文层面，它通过收集和整理历史方面的资料，依靠先进的传输通信方面的技术和采集方面技术，可以准确、及时地获取到其他的相关系统和流域地区的气象、水库运行的信息和水文。根据水调自动化方面的技术所建设的系统现在已被广泛用于流域梯调、电网调度、水利枢纽、水电站和流域集控中心等方面，已经成为了日常的生产管理和调度中不可或缺的系统。我国的水调自动化系统在20世纪90年代中期开始建设，迄今为止已经有15年左右的历史，它有两个发展

阶段。

2.1 尝试性探索

1995～2000年的这一阶段被称为尝试性探索阶段。在这个时期内，水调自动化方面的系统是由数个水情自动检测方面的报告系统组合而成的，除了数据库可以进行跨越平台来进行工作之外，其他的水调方面的系统的应用与服务都是在Windows上，数据方面的处理、通信等方面的后台服务都是相对独立的程序并且全部都是定制的。图形报表、水调监视界面虽然有可组态的特征，但是数据的查询方面、业务的报表方面和监视的图形方面都是独立的進行窗口运行，综合能力相对来说比较的薄弱，只存在一种单一的客户端的模式来工作。

受制于数据库存储技术层面、网络技术层面以及计算机的性能等原因，此时期水调方面的系统大部分都是单网，报表查询与水务计算相对来说都比较慢。

2.2 实用化阶段和规范的发展

2000～2005年期间，通信技术与计算机技术的发展飞快，与此同时，水调系统中也根据此类技术引入了Web技术、中间件技术。其中，系统的通信服务以及网络的数据服务通过中间件技术来实现，这使得数据库的存储与访问变得集中化，大大加强了安全性与系统运行的可靠性。

伴随着相关的验收标准以及规范的颁发，水调自动化系统也随之确定了发展研究的范围与方向。投运的系统不仅达到了行业的标准和规范，还满足了实际的生产需求。通过综合考虑水调自动化系统的两个阶段可以得出，水調自动化系统随着信息技术的发展先后发生过几次重要的跨越。从最初的平台只有数据处理功能、图形报表方面的查询功能、报警、水务计算以及采集通信等功能。水调自动化方面的系统的功能在不断完善与

优化。

3 结语

由于中国的水电资源的分布不均匀，水库群之间有着非常大的补偿，特别是随着特高压输电网以及三峡工程的开展运作和建设，全国范围内将会形成一个非常大的电网来相互关联。而且随着智能电网这一概念的提出，如何节能发电调度和怎样适应节能减排成为了水调自动化系统所面临的新的挑战，电力市场运营以及电网安全生产对于水调自动化系统的要求和管理也越来越高。加强水情水调方面的建设管理工作以及加快水调方面的自动化系统的步伐对目前系统的管理以及维护工作、提高联网运行的系统的可靠性与安全性，实现水调平台的模块化、标准化、水调方面业务过程当中的信息化、流程化、管理调度的智能化和精益化、加强对无资料或少资料地区的洪水天气预报、可视化的实用产品研发以及高智能算法，对水情水调业务的发展有着重大的影响。

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作者简介：曾庆炜（1983-），男，江西清江人，供职于国网江西省电力公司柘林水电厂。

（责任编辑：小 燕）