“调控一体化”背景下水利工程调度自动化系统研究

田质胜 赵 芳 张 玉 李德刚

1.山东省水利勘测设计院，山东济南 250014；2.山东省水文局，山东济南 250014

当前水利工程行业迈入崭新的发展阶段，智能化水平不断提高，自动化系统的应用，对传统的水利工程管理模式进行了一系列改革，将调度和监控相结合，采取调控一体化管理模式，同时在技术支撑系统建设方面有着非常高的重视度，更好的支撑水利工程运行管理智能化和信息化水平提升，维持水利工程顺利运行 ，水利工程自动化安全水平得到有效保证。调控一体化背景下，对调度自动化系统有了更为严格的要求，本文就此展开了研究分析。

1 调度自动化系统系统架构

调度自动化系统的构建需要以梯调中心调控一体化管理需求相结合，系统的核心为梯调中心，选择光纤网络作为载体，以现有自动化系统为基础，整个系统体系结构有着纵向分层和横向分区特点。

在纵向分层方面，结合不同应用，可以将其划分为不同应用层，比如现地自动化层，该层主要是用来控制现地级设备，结合数字化信息采集方式，能够实现在整个梯调中心的数据共享。另外，在重要数据监控点，通过冗余设备的设置，能够使运行过程可靠性有明显提升。数据支持层结合整个调控一体化的全部业务数据，根据具体数据应用特点，可以将其分为商用库和实时库2个类别。纵向分层中以应用服务层为核心涉及水库调度、电力调度以及运行监控等的协调应用。信息发布层主要是用来发布水电运行方面信息，针对不同用户，涉及调度控制、实时监控等内容。横向分区指的是根据相关规定将整个系统划分为不同管理区。

2 调度自动化系统关键技术

2.1 全数字化信息采集

当前我国水电站所使用的通信规约种类非常多，不同自动化系统在信息收集、信息处理和信息传递方面难度非常大，同时很多站内信号为模拟信号，在监控系统运行过程中容易受到电磁干扰等，对电厂的安全运行有重要影响。在智能化设备发展过程中，不断有新的网络技术和协议等投入使用，水电站已经具备全数字化信息采集的基础。全数字化信息采集技术的应用能够实现对电站抗干扰问题的有效解决处理，成本低，各个智能设备使用标准化接口，能够提高电厂自动化设备操作整体水平。

2.2 纵深安全防护

调控一体化管理在电站安全防护方面要求非常严格，纵深安全防护能够更好地满足梯调中心持续稳定运行需要。结合当前我国在信息安全等级方面的保护要求，从之前的边界防护逐渐向着全过程安全防护过渡，建立以纵深防御为基础的安全防护体系。综合使用接入控制、防病毒、安全存储以及行为监控等技术，同时利用主动防范技术、安全标签技术等，能够使物理安全、主机系统安全、数据安全等得到明显提升，建立包含安全防护、安全预警、安全管理等于一体的纵深防护体系，以此为基础，提高在梯调中心网络攻击和破坏方面防御有效性，避免出现电力系统瘫痪和崩溃等问题，维持电力系统的持续稳定运行。

2.3 数据中心

调控一体化的实现离不开完备数据的支撑，通过数据中心的建立，能够实现对运行监控、电力调度以及生产管理等层面需求的整合，充分发挥数据资源的价值和作用，控制生产维护成本，使资源配置得到改善，在提高企业生产效率的同时为企业竞争力的提升打下良好基础。数据中心的构建需要充分考虑数据同步和跨大区数据传输等方面问题，合理使用传输软件和正、反向隔离设备等，实现跨大区数据传输和数据同步。

2.4 业务协同

调度自动化系统中必须要提高在各大区业务协同方面重视度，建立业务协同体系，以此为领导决策提供支撑，体系的核心为数据中心，要重视安全基础，提高整个工作高效性。在具体应用中，先由水库调度制定相应的调度计划，做好与电力调度方面的协商，将协商结果发送至梯调中心，梯调中心的调度台将其分配至各个下属电站机组负责执行，将最后的执行结果反馈至电力调度。

2.5 智能决策

智能决策支持中心属于调度自动化系统的一项重要组成，涵盖各类数据中心，利用多维度、多模型、数字特征分析、关联分析等方式，对数据的价值展开深入发掘，提升梯调中心人员工作效率，及时发现系统运行过程中存在的隐患问题，维持系统的持续稳定运行。

3 调控一体化背景下调度自动化系统面临的风险

3.1 自动化运行维护不到位

调控一体化背景下，调控人员通过调度自动化系统执行调度、控制、监视等各项操作，调度自动化系统的运行维护直接关系到调度自动化系统运行稳定性，如果无法及时发现调度自动化系统存在的问题和缺陷，将非常容易增大系统故障。如果未能定期做好调度自动化系统的定检和轮换等工作，同样无法及时发现问题，最终导致调度自动化系统失去相应作用。

3.2 调度自动化人员未执行作业标准

调度自动化人员工作中的功能调试以及参数修改等工作往往凭借工作经验进行，容易有控制参数设置出错等问题出现，导致监护审核程序流于形式，或者设备误控制等，最终出现电力安全事件。调度自动化人员如果未做好采集信息审核，出现关键信息未采集等问题，将很难实现对现场设备的综合性监控。设备投入运行过程中很难将所采集的信息及时上传，对调控员工作的干扰非常大。如果调度自动化系统人员的业务水平不足，在工作过程中也容易出现问题，影响调度自动化系统发挥作用。

3.3 自动化主站系统告警信息标准设置缺乏规范性

自动化系统安全防护工作具有十分重要价值和作用，系统运行过程中面临非常多网络安全威胁，网络安全威胁的范围和内容有明显扩大趋势。水利工程企业属于能源行业的支柱型企业，必须要对自动化监控系统安全防护工作有足够重视。调控一体化背景下，调度自动化系统能够实现对水利工程自动化运行数据的实时监督和控制，如果出现恶意攻击和病毒入侵等情况，非常容易产生严重影响和后果。

4 调控一体化背景下调度自动化系统运行建议

4.1 做好自动化系统日常运维标准化管理，提高系统运行维护质量

调度自动化系统运行过程中如果有系统失灵等情况出现，调控人员无法及时控制无人值班站点，设备运行状况监测等难度非常大。因此，自动化专业必须要提高日常运维工作重视度，保证设备定检、轮换测试等方面工作得到有效落实。当有异常情况出现时，给予及时有效处理措施，按照作业指导书内容逐项测试，认真记录测试结果。针对测试中存在的问题，通过设置台账等方式给予销号式整改措施。同时还需要提高在应急管理方面重视度，与自动化系统实际情况相结合，做好现场设备处置方案和自动化预案等编制工作，定期展开各项演练和培训工作，使预案的可操作性和针对性得到保证。

4.2 规范自动化标准作业流程

调控一体化背景下，调度自动化系统需要与调控一体化相结合，明确业务流程，规范作业表单。在具体工作中，自动化人员各项控制功能调试工作中必须要严格执行审核制度，对系统防误功能进行优化，保证人员管控得到落实。在日常工作中加强安全教育和学习，增强运行维护人员的综合素养，解决人员凭经验主观臆测的错误工作作风，使误调误控等问题从源头上得到解决。

4.3 规范告警信息，提高调控人员在告警信息方面辨识度

调控一体化模式下，调控人员需要负责管理较多厂站，同时需要保证信息采集齐全性。当前自动化专业自告警信息淹没问题处理方面，可使用通告预警信息分区分层方式，根据监控范围分区，之后按照统一的告警规范设置告警优先级，还可以结合画面以及声音等不同告警方式，避免出现遗漏，使调控员监控质量和效率得到保证。

5 结语

调控一体化背景下，调度自动化中调控水平有明显提升，人员配置向着集约化方向发展，水利工程事故处理速度和效率有明显提升。当前调度自动化系统在运行过程中还面临一定的风险，对调度自动化系统的运行有严重影响，未来调度自动化系统的发展首先要做好自动化系统日常运维标准化管理，提高系统运行维护质量，其次要规范自动化标准作业流程，最后要规范告警信息，提高调控人员在告警信息方面辨识度，通过这些方式，提高调动自动化系统运行有效性，促进水利工程行业的持续稳定发展。