(国家能源集团新疆吉林台水电开发有限公司 835000)
摘要：为满足喀什河流域梯级水电站的安全度汛及防洪、发电调度的需求，吉林台公司因地制宜建立了水情测报及水调自动化系统，以便实时掌握雨水情信息，并作出相应的洪水预报和调度决策，为喀什河流域梯级水电站运行期的防汛调度提供决策依据。系统解决流域梯级水库群水情数据自动采集、存贮和发布等问题,并能实现异地和移动办公。基本达到了水库调度自动化目的,大大改善了吉林台公司梯级电站水库运行管理质量。
关键词：水情测报; 水调自动化; 经济运行;水库调度；
一、系统建设目的及必要性
喀什河流域梯级水电站间距离较远，结构复杂，为顺应公司管理模式需要，提高流域统调力度，及时掌握电站及流域水情信息，实现水调、电调统一管理和集控调度，经多次实地踏勘和研究，结合流域电站分布特点、流域特性进行搭建。在实际建设过程中，总结运行经验进行不断完善和改进，建成了流域集控水情测报及水调自动化系统。系统建设规模为1:40，即1个中心站、40个水情遥测站点。系统功能齐全、操作性强，为喀什河流域梯级电站防洪及发电调度提供了决策依据。
二、系统建设情况
（一）水情测报系统建设情况
系统站网根据系统功能、流域水文特性、融雪、支流以及测站交通环境条件进行布设。选择代表性强和预见期早的位置布设站点，扩展测站布设空间和流域覆盖面，较好的弥补了气象局气象站点布置海拔较低、沿主河道分布较为集中的不足；考虑流域来水构成中融雪产流比重较大，在流域源头高寒地区建设了不同海拔的雪深测站。遥测站点主要特点是实现遥测主设备免维护、防破坏、防雷击目标。
遥测站点采用南瑞自主研发的ACS500数据采集器，有四种通讯组网方式，采用自报式工作体制，可实现主备信道自动切换。系统建成后实现自动采集、固态存储、传输、接收和处理实时水雨情等信息；具备自供电、智能控制、远程控制、远程参数调整，水、雨情、电源越限监测、告警、召测、应答、自动对时、自维护等功能，为水库防汛调度决策及水库发电计划的编制提供依据。系统运行稳定，可靠性达100%。站点设备运行稳定、通畅，月度畅通率均在99.0%以上。
（二）水调自动化系统建设情况
水调自动化系统与水情测报系统共同建设，系统采用南瑞集团公司IMC9100平台下的开放型模式，主要由水调数据平台和高级应用软件两大部分组成，其中水调数据平台是整个系统的基础，主要负责水情、气象、发电等信息采集、传输和处理，并提供水库调度运行管理的各项基本业务功能。高级应用目的是在水电监测分析类应用和水库来水预报类应用的基础上，制定水电调度计划、评价计划风险和节能指标，同时为已实现的梯级电站AGC实时调度提供参考依据，根据调度计划设置AGC边界条件，保证AGC系统的安全、经济运行。
1、软件系统结构
系统采用C/S模式，软件采用四层结构的方式进行设计。第一层是数据采集服务器和其他系统接入区，实现遥测站点数据采集和其他系统信息接入；第二层是客户端（用户界面），提供用户与系统的友好访问；第三层是应用服务器、通信服务器，负责业务逻辑的实现；第四层是数据库服务器，负责数据信息存储、访问、及优化。系统采用模块化结构，各模块主要按功能进行划分，每个模块具有一定的独立性，彼此又紧密联系，通过统一规划和设计，实现各模块与子系统集成，共同支撑水情测报及水库调度化系统。
2、系统主要功能。
水调系统调度模块主要包括水务计算、流域中长期径流预报及精度评定、次洪管理、多目标下梯级电站发电优化调度、防洪调度、发电计划编制、调度风险分析、经济运行评价等。
2.1水务计算
主要由水务计算程序、配置文件、编辑功能序、算法文件、业务函数等构成。支持在线运行，定时自动计算，同时可人工反算，满足所需要的时段内的相关数据计算。
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2.2防洪优化调度
根据水库调度规则，在确保大坝自身和上下游防洪对象安全的前提下，运用水库的防洪库容，最大限度削减洪峰，使本级以下入库过程尽可能均匀，充分利用洪水、减少弃水损失，增加梯级电站水量利用率和水头效益，为水利枢纽发挥防洪、发电等综合作用提供决策依据。采用数学算法和调度模型，调用水雨情、实时监测、各类计划、闸门启闭等数据，基于各类防洪参数、约束条件、负荷调整规则、闸门操作规则，求解洪水调度合理方案。
2.3发电优化调度
以电力系统运行信息、负荷预测（或计划）充和水文预报成果、实时径流预报成果为基础，以发电企业综合效益最大为目标，在满足梯级各电站发电调度规程和综合利用要求的前提下，充分运用吉林台一级水库调蓄能力和先进的优化调度模型和算法，寻求科学合理的单站和梯极联合优化运行策略，对天然入库径流进行有计划地蓄泄，实现中长期和短期发电调度计划的制定和调整、发电形势分析以及发电调度决策分析，达到充分利用水能资源，获取更大经济效益的目的，从计算方法上分为常规调度和优化调度。
2.4中长期预报及精度评定
采用神经网络、门限回归、支持向量机三种模型，预报流域几个重要断面径流量，并实现滚动预报。长期精度评定是以现有长期预报模块的结果为基础，对预报结果精度进行定量评价，分析预报精度不足的原因，为进一步提升预报准确性提出指导意见。
2.5次洪管理
对洪水进行定性和定量的描述，为洪水预报模型的参数率定提供支撑，有很好的参考和利用价值。对特定断面某种类型的洪水进行比较，获取此断面洪水的定量或者定性认识，通过统计一场洪水的降雨、流量和水量参数来定量描述洪水，通过展示洪水过程、峰型和降雨发生时段来定性的描述。
2.6经济运行评价
经济运行评价旨在建立以节水增发电量、水能利用提高率等为指标的考核体系，通过对历史调度数据提取，计算水能利用提高率等评价指标，科学、客观、定量的评价水库调度工作优劣，对于肯定水库调度工作在水库运行过程中带来的巨大效益，调动广大调度工作者积
极性有重要意义，同时提高水调人员的分析、总结能力。
2.7风险分析
在水库群的调度过程中，对产生的各类风险要素及之间的联系进行辨识分析，定量或定性地确定电量不足、电站弃水、出力受阻、调峰不足等风险变量的概率分布，并进行评价，提出最终的决策方案。分析对象是一个调度方案，目的是掌握调度结果的不确定性，减少导致的损失，为调度决策提供更多的调度信息，更加科学地做出水库调度决策。
三、系统应用情况
该系统的使用，实现了数据收集整理、及时整编和报表填报自动化，提高了数据报送的准确性，保存了珍贵而全面的历史水文资料，便于日后开展水文分析。同时将值班人员从繁琐的日常工作中解放出来，提高了水库调度工作效率，将更多的时间投入到电站经济运行研究工作中，有效地提高了电站自身的运行效益、防洪度汛能力，以及水库优化调度水平，紧密契合公司水电经济运行工作的策略，更好更快的适应新时期电力市场发展需求。同时可实现与公司安全生产系统、电能量采集系统、融雪径流预报系统的对接，实现信息共享和大数据分析目标。
该系统功能全面、实用性好，建立了多种优化调度模型算法，形成了一套完整的用于多级首尾相接的水电站群控制系统，在喀什河流域运行后，取得了很好的经济效益和社会效益。
1.采集处理后的数据存放在数据库中，通过报表和图形将其展示出来，供使用者查询，较为实用化，不需要花大量时间学习就可根据需要自行对工作中需要的数据进行统计，提高了数据的使用效率。
2.防洪优化调度功能全面，切合实际，操作简单，计算速度快，在计算中充分考虑了调度人员的经验，方案的实性较高，因投运后未遇洪水，故未经实战检验。
3.发电优化调度应用情况良好，为吉林台公司经济调度提供了强有力的理论依据与技术支持，在流域梯级电站经济调度中发挥了重要作用。大大提高了工作效率，通过多目标模型计算，科学指导梯级安全生产，优化梯级间负荷分配，提高了梯级电站水能利用率。
论文作者:王奕
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
标签：水库论文; 梯级论文; 系统论文; 水情论文; 流域论文; 电站论文; 洪水论文; 《电力设备》2018年第35期论文;