水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用摘要：水庫(kù)科學(xué)合理的調(diào)度是保證水電廠有效運(yùn)行及年發(fā)電量的關(guān)鍵，充足發(fā)揮了水庫(kù)的綜合效益，水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)主要構(gòu)成部分,重要作用是對(duì)水庫(kù)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和管理。本文關(guān)鍵詞語：水庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng);開發(fā)設(shè)計(jì);經(jīng)濟(jì)效益水利調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括了水庫(kù)調(diào)度的專業(yè)知識(shí)、自動(dòng)化的硬件設(shè)備與客戶端接口、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等。系統(tǒng)對(duì)歷史資料進(jìn)行采集整理同時(shí)及時(shí)精確地獲取水電站流域的水文、氣象和水庫(kù)運(yùn)行情況,進(jìn)行在線水文預(yù)報(bào)和水務(wù)綜合管理等,在對(duì)以上資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上發(fā)布綜合方案。我們國(guó)家的水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該系統(tǒng)通過遙測(cè)、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù),完成對(duì)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(jìn)行實(shí)時(shí)收集、報(bào)送和處理。一、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的目的和意義隨著我們國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，拉閘限電的情況時(shí)常發(fā)生，為了知足社會(huì)對(duì)高質(zhì)量電能的要求，提升電能質(zhì)量和發(fā)電效率，對(duì)水電廠中的以人工操作為主的控制形式進(jìn)行以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的綜合自動(dòng)化改造，建立水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)很有需要。水庫(kù)在發(fā)電以及防洪減災(zāi)等方面的地位和作用日益加強(qiáng)，怎樣愈加科學(xué)合理地運(yùn)用水庫(kù)工程調(diào)度，最大限度地發(fā)揮水庫(kù)在防洪發(fā)電等方面的作用，是水庫(kù)調(diào)度管理工作的一項(xiàng)主要任務(wù)。對(duì)實(shí)時(shí)雨水情況做出愈加迅速的反應(yīng)，做到適時(shí)自動(dòng)收集雨水情況信息，及時(shí)精確做出預(yù)報(bào)，及早提出調(diào)度方案和意見，水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義尤為重大。二、系統(tǒng)構(gòu)成水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是可組態(tài)，而且在軟件采取方面實(shí)行多階層的軟件設(shè)計(jì)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(kù)機(jī)制，將不同時(shí)期的數(shù)據(jù)分開管理，提升了計(jì)算機(jī)訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的速度。同時(shí)具有數(shù)據(jù)訪問效勞層，有利于加強(qiáng)對(duì)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(jì)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(kù)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(shí)現(xiàn)，仍能訪問數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，避免客戶端直接操作數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)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(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)構(gòu)成，對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行不同的配置，能夠使其適用不同的應(yīng)用環(huán)境，進(jìn)而知足多種環(huán)境的應(yīng)用需求。〔1〕數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠通過設(shè)置收集站點(diǎn)、計(jì)算量數(shù)據(jù)點(diǎn)等多種數(shù)據(jù)點(diǎn)的序列號(hào)，構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)體系?！?〕數(shù)據(jù)收集和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通過在數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程管理與控制?！?〕系統(tǒng)在水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算引擎的支持下，對(duì)各種數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的計(jì)算處理功能?！?〕人機(jī)界面系統(tǒng)把水庫(kù)調(diào)度系統(tǒng)中需要的對(duì)象邏輯化，通過編纂器和運(yùn)行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶要求的各種人機(jī)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(dá)最大發(fā)揮。專業(yè)系統(tǒng)能夠根據(jù)詳細(xì)情況布置在一臺(tái)或多臺(tái)工作站上工作，使每臺(tái)工作站上只運(yùn)行針對(duì)應(yīng)用專題或管理需要的幾個(gè)子系統(tǒng)。三、系統(tǒng)功能1、水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中包括兩種數(shù)據(jù)，一是在長(zhǎng)期的工作中積累的歷史數(shù)據(jù)，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)水庫(kù)將來的運(yùn)行情況作出預(yù)測(cè)。二是大量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，重要是對(duì)當(dāng)前的雨水情況信息，發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況，水電站閘門的運(yùn)行情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。怎樣快速檢索歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)調(diào)度經(jīng)過中發(fā)送和承受水情以及水庫(kù)調(diào)度數(shù)據(jù)。當(dāng)水庫(kù)水位，降水量，閘門操作等超出一定范圍時(shí)，觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警裝配，按期計(jì)算時(shí)段降水量，水庫(kù)水位等數(shù)據(jù)，并自動(dòng)按期統(tǒng)計(jì)分析水情數(shù)據(jù)。4、提供水庫(kù)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(kù)調(diào)度圖，流域綜合水情圖等能夠構(gòu)成水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)所需的各種圖形。系統(tǒng)同時(shí)具有將各種圖形經(jīng)網(wǎng)添加到水庫(kù)調(diào)度web效勞器的功能。5、其他計(jì)算機(jī)能夠通過web查詢方式把握水庫(kù)調(diào)度的數(shù)據(jù)，重要有圖形子系統(tǒng)的全部圖形，報(bào)表子系統(tǒng)的全部報(bào)表。擁有權(quán)限的用戶能夠通過web瀏覽器對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)置，以及對(duì)電腦數(shù)據(jù)進(jìn)行人工插補(bǔ)等系統(tǒng)維護(hù)工作。四、人機(jī)界面水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的特定功能由相對(duì)應(yīng)的獨(dú)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(cè)點(diǎn)的序列值，經(jīng)統(tǒng)計(jì)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(jìn)行的復(fù)雜運(yùn)算。提供了整個(gè)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(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)重要包含四個(gè)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(kù)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(yùn)行時(shí)的字號(hào)，顏色等根據(jù)事先設(shè)置的屬性調(diào)用各種方法實(shí)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(shì)能夠用海浪線表現(xiàn)。五、系統(tǒng)應(yīng)用水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)重要是監(jiān)視水庫(kù)水位、降水量、庫(kù)容、發(fā)電流量、入庫(kù)流量、出庫(kù)流量等。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)十分是對(duì)區(qū)域降水量、入庫(kù)流量、出庫(kù)流量的監(jiān)測(cè)，能夠全面了解水庫(kù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況以及流域內(nèi)的降水情況數(shù)據(jù)，便于對(duì)水庫(kù)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行整體把握。通過對(duì)流域內(nèi)降水情況的監(jiān)視獲取了對(duì)遙測(cè)雨量站、水位站的雨量、水位數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)時(shí)雨水情況數(shù)據(jù)和時(shí)段雨水情況數(shù)據(jù)。通過流域雨水情況監(jiān)視及時(shí)精確地了解全流域的降水及水位數(shù)據(jù)，便于對(duì)流域的水情情況進(jìn)行整體把握。六、結(jié)束語水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，為水電廠帶來了宏大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。第一，系統(tǒng)的應(yīng)用不只真正實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)調(diào)度的自動(dòng)化和遠(yuǎn)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(qiáng)度，能夠把更多的時(shí)間用于預(yù)報(bào)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(kù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的使用在防洪減災(zāi)方面發(fā)揮了宏大的社會(huì)效益，減輕了洪澇等災(zāi)禍造成的損失，對(duì)洪水情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，很大水平上降低了洪水對(duì)河壩及流域上下游地區(qū)的晦氣影響。對(duì)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(jì)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(gè)新臺(tái)階，為電網(wǎng)的科學(xué)合理運(yùn)行發(fā)揮了宏大作用。以下為參考文獻(xiàn):