水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用摘要：水庫科學(xué)合理的調(diào)度是保證水電廠有效運行及年發(fā)電量的關(guān)鍵，充足發(fā)揮了水庫的綜合效益，水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一個主要構(gòu)成部分,重要作用是對水庫的運行情況進行監(jiān)視和管理。本文關(guān)鍵詞語：水庫自動化系統(tǒng);開發(fā)設(shè)計;經(jīng)濟效益水利調(diào)度自動化系統(tǒng)包括了水庫調(diào)度的專業(yè)知識、自動化的硬件設(shè)備與客戶端接口、計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等。系統(tǒng)對歷史資料進行采集整理同時及時精確地獲取水電站流域的水文、氣象和水庫運行情況,進行在線水文預(yù)報和水務(wù)綜合管理等,在對以上資料進行分析的基礎(chǔ)上發(fā)布綜合方案。我們國家的水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)是在水文自動測報系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該系統(tǒng)通過遙測、通信和計算機技術(shù),完成對江河流域的降雨量、河流水位及流量、蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)進行實時收集、報送和處理。一、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的目的和意義隨著我們國家國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提升，用電量不斷增長，拉閘限電的情況時常發(fā)生，為了知足社會對高質(zhì)量電能的要求，提升電能質(zhì)量和發(fā)電效率，對水電廠中的以人工操作為主的控制形式進行以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的綜合自動化改造，建立水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)很有需要。水庫在發(fā)電以及防洪減災(zāi)等方面的地位和作用日益加強，怎樣愈加科學(xué)合理地運用水庫工程調(diào)度，最大限度地發(fā)揮水庫在防洪發(fā)電等方面的作用，是水庫調(diào)度管理工作的一項主要任務(wù)。對實時雨水情況做出愈加迅速的反應(yīng)，做到適時自動收集雨水情況信息，及時精確做出預(yù)報，及早提出調(diào)度方案和意見，水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計意義尤為重大。二、系統(tǒng)構(gòu)成水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計思想是可組態(tài)，而且在軟件采取方面實行多階層的軟件設(shè)計方法，使系統(tǒng)具有靈敏性，可延伸性和可靠性。該系統(tǒng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫機制，將不同時期的數(shù)據(jù)分開管理，提升了計算機訪問實時數(shù)據(jù)的速度。同時具有數(shù)據(jù)訪問效勞層，有利于加強對多源數(shù)據(jù)訪問的管理。1、多階層構(gòu)造系統(tǒng)采取多層軟件設(shè)計模型，專業(yè)系統(tǒng)和web系統(tǒng)分別采取三層構(gòu)造和四層構(gòu)造，系統(tǒng)的客戶端不直接訪問數(shù)據(jù)庫效勞器，而是通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)效勞層訪問數(shù)據(jù)。效勞層使客戶端在無需數(shù)據(jù)的獲取情況下，通過集中于業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)，仍能訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，避免客戶端直接操作數(shù)據(jù)庫，進而提升了數(shù)據(jù)的安全性。2、可組態(tài)構(gòu)造該系統(tǒng)由多個相對獨立的子系統(tǒng)構(gòu)成，對每個子系統(tǒng)進行不同的配置，能夠使其適用不同的應(yīng)用環(huán)境，進而知足多種環(huán)境的應(yīng)用需求?！?〕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠通過設(shè)置收集站點、計算量數(shù)據(jù)點等多種數(shù)據(jù)點的序列號，構(gòu)成一個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)體系。〔2〕數(shù)據(jù)收集和遠程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通過在數(shù)據(jù)庫和配置文件中定義的收集方式，接口方法，數(shù)據(jù)通信方向等參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程管理與控制?！?〕系統(tǒng)在水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)計算引擎的支持下，對各種數(shù)據(jù)點進行配置，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的計算處理功能?！?〕人機界面系統(tǒng)把水庫調(diào)度系統(tǒng)中需要的對象邏輯化，通過編纂器和運行驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶要求的各種人機界面形式。系統(tǒng)的可組態(tài)的構(gòu)造，使應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)不同情況，配置所需要的子系統(tǒng)和功能模塊，使其功能到達最大發(fā)揮。專業(yè)系統(tǒng)能夠根據(jù)詳細情況布置在一臺或多臺工作站上工作，使每臺工作站上只運行針對應(yīng)用專題或管理需要的幾個子系統(tǒng)。三、系統(tǒng)功能1、水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)中包括兩種數(shù)據(jù)，一是在長期的工作中積累的歷史數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，對水庫將來的運行情況作出預(yù)測。二是大量的實時監(jiān)測信息，重要是對當(dāng)前的雨水情況信息，發(fā)電機組的運行情況，水電站閘門的運行情況等進行監(jiān)測。怎樣快速檢索歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出了很高的要求。2、三層體系構(gòu)造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)效勞子系統(tǒng)，該環(huán)節(jié)建立了公用的數(shù)據(jù)接口，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問路徑，數(shù)據(jù)訪問管理和訪問監(jiān)視。3、數(shù)據(jù)收集處理子系統(tǒng)支持收集多種類型的數(shù)據(jù)，在水庫調(diào)度經(jīng)過中發(fā)送和承受水情以及水庫調(diào)度數(shù)據(jù)。當(dāng)水庫水位，降水量，閘門操作等超出一定范圍時，觸發(fā)自動報警裝配，按期計算時段降水量，水庫水位等數(shù)據(jù)，并自動按期統(tǒng)計分析水情數(shù)據(jù)。4、提供水庫調(diào)度經(jīng)過中需要的圖形編纂功能。圖形編纂工具包含水庫調(diào)度圖，流域綜合水情圖等能夠構(gòu)成水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)所需的各種圖形。系統(tǒng)同時具有將各種圖形經(jīng)網(wǎng)添加到水庫調(diào)度web效勞器的功能。5、其他計算機能夠通過web查詢方式把握水庫調(diào)度的數(shù)據(jù)，重要有圖形子系統(tǒng)的全部圖形，報表子系統(tǒng)的全部報表。擁有權(quán)限的用戶能夠通過web瀏覽器對數(shù)據(jù)庫進行設(shè)置，以及對電腦數(shù)據(jù)進行人工插補等系統(tǒng)維護工作。四、人機界面水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的特定功能由相對應(yīng)的獨立控件完成，例如降水量等值線控件，其功能就是根據(jù)離散的降水量監(jiān)測點的序列值，經(jīng)統(tǒng)計分析獲得一定區(qū)域降水量的分布情況。這樣就在顯示畫面前完成了需要進行的復(fù)雜運算。提供了整個應(yīng)用系統(tǒng)的性能，降低了網(wǎng)絡(luò)在傳輸經(jīng)過中的晦氣影響。水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)重要包含四個方面的控件，即數(shù)據(jù)接口控件，屬性接口控件，分析處理控件和圖形顯示控件。數(shù)據(jù)接口是獲取數(shù)據(jù)庫信息的統(tǒng)一接口。屬性接口是定制控件界面形式的用戶接口，例如改變控件運行時的字號，顏色等根據(jù)事先設(shè)置的屬性調(diào)用各種方法實現(xiàn)其分析處理功能。圖形顯示是將分析的數(shù)據(jù)通過畫面形式表現(xiàn)出來，比方水位的變化經(jīng)過和變化趨勢能夠用海浪線表現(xiàn)。五、系統(tǒng)應(yīng)用水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的開發(fā)重要是監(jiān)視水庫水位、降水量、庫容、發(fā)電流量、入庫流量、出庫流量等。通過對這些數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測十分是對區(qū)域降水量、入庫流量、出庫流量的監(jiān)測，能夠全面了解水庫的實時運行狀況以及流域內(nèi)的降水情況數(shù)據(jù)，便于對水庫實時運行情況進行整體把握。通過對流域內(nèi)降水情況的監(jiān)視獲取了對遙測雨量站、水位站的雨量、水位數(shù)據(jù)進行監(jiān)視的數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)在流域圖上顯示，包含實時雨水情況數(shù)據(jù)和時段雨水情況數(shù)據(jù)。通過流域雨水情況監(jiān)視及時精確地了解全流域的降水及水位數(shù)據(jù)，便于對流域的水情情況進行整體把握。六、結(jié)束語水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，為水電廠帶來了宏大的社會和經(jīng)濟效益。第一，系統(tǒng)的應(yīng)用不只真正實現(xiàn)了水庫調(diào)度的自動化和遠程控制，而且極大水平上改善了人員的工作和生活條件。系統(tǒng)的使用極大地降低了工作人員采集資料的工作強度，能夠把更多的時間用于預(yù)報調(diào)度等方面的分析與決策，有利于提升工作人員的調(diào)度水平。第二，水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的使用在防洪減災(zāi)方面發(fā)揮了宏大的社會效益，減輕了洪澇等災(zāi)禍造成的損失，對洪水情況進行預(yù)報，很大水平上降低了洪水對河壩及流域上下游地區(qū)的晦氣影響。對系統(tǒng)在發(fā)電調(diào)度方面的應(yīng)用，水電廠獲得了較好的經(jīng)濟效益，系統(tǒng)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，使水電廠的調(diào)度水平上了一個新臺階，為電網(wǎng)的科學(xué)合理運行發(fā)揮了宏大作用。以下為參考文獻: