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1、水库调度自动化系统概述摘要：水库调动自动化是集电力、水文、计算机、网络、通信等多专业的综 合性应用系统，它在与水库运行有关的监视、预报、调度和管理方面发挥了重要 作用。本文对于水库调度自动化系统的概念、发展阶段、功能、设计要点及未来 发展趋势做了详细介绍，使各位读者能够在一定程度上加深对水库调度自动化系 统的认识。关键词：水库调度；水调自动化；趋势Abstract: reservoirs to mobilize automation is a concentration of power, hydrology, computer, network, communication and othe
2、r more specialized comprehensive application system, it is related to the reservoir operation monitoring, forecasting, scheduling and management play an important role. This article for the reservoir scheduling automation system, stage of development, the concept of function, design key points and f
3、uture development trend of detailed introduction, enables readers to a certain extent, to deepen the understanding of the reservoir scheduling automation system.Keywords: reservoir scheduling; Water and automation; trend一、水库调度与水库调度自动化水库调度是一种控制运用水库的技术管理方法，是根据各用水部门的合理需 要，参照水库每年蓄水情况与预计的可能天然来水及含沙情况，有计划地
4、合理控 制水库在各个时期的蓄水和放水过程，亦即控制其水位升、降过程。一般在设计 水库时，要提出预计的水库调度方案，而在以后实际运行中不断修订校正，以求 符合客观实际。在制定水库调度方案时，要考虑与其它水库联合工作互相配合的 可能性与必要性。中国水库调度进步较快，但还有许多水库调节径流的潜力尚未 充分发挥，调度技术、调度手段还不够先进。今后发展方向主要是：继续向综合 利用水资源和水库群联合调度方向发展 ;推广使用优化技术,提高调度技术水平 ; 采用电子计算机等先进技术手段,尽快实现水库调度自动化。水库调动自动化是集电力、水文、计算机、网络、通信等多专业的综合性应 用系统，主要进行与水库运行有关的
5、监视、预报、调度和管理。此系统基于对历 史资料的收集整理，依靠先进的采集和传输技术，及时准确地获取水电站流域和 其他相关系统的水文、气象和水库运行信息，利用数据库管理技术，进行在线水 文预报和水务综合管理等，依据相关数学模型和大型数据库进行计算和处理，迅 速提供包括防洪和发电在内的综合调度决策方案。二、水库调动自动化的理论与方法水库调度的理论与方法是随着 20 世纪初水库和水电站的大量兴建而逐步发 展起来的，并逐步实现了综合利用和水库群的水库调度。在调度方法上， 1926 年苏联a.A.洛佐夫提出水电站水库调配调节的概念，并逐步发展形成了水库 调度图。这种图至今仍被广泛应用。50 年代以来，由
6、于现代应用数学、径流调 节理论、电子计算机技术的迅速发展，使得以最大经济效益为目标的水库优化调 度理论得到迅速发展与应用。随着各种水库调度自动化系统的建立，使水库实时 调度达到了较高的水平。中国自50 年代以来，水库调度工作随着大规模水利建 设而逐步发展。目前，大中型水库比较普遍地编制了年度调度计划，有的还编制 了较完善的水库调度规程，研究和拟定了适合本水库的调度方式，逐步由单一目 标的调度走向综合利用调度，由单独水库调度开始向水库群调度方向发展，考虑 水情预报进行的水库预报调度也有不少实践经验，使水库效益得到进一步发挥。 对多沙河流上的水库，为使其能延长使用年限而采取的水沙调度方式已经取得了
7、 成果。由于水库的大量兴建，对于水库优化调度也在理论与实践上作了探讨。在 中国，丰满水电站、丹江口水利枢纽、三门峡水利枢纽等水库的调度工作都积累 了不少经验。三、水库调度自动化系统功能1、水库调度自动化系统中包含两种数据，一是在长期的工作中积累的历史 数据，通过对历史数据的统计分析，对水库未来的运行情况作出预测。二是大量 的实时监测信息，主要是对目前的雨水情况信息，发电机组的运行情况，水电站 闸门的运行情况等进行监测。如何快速检索历史数据和实时数据对数据库系统提 出了很高的要求。2、三层体系结构的关键环节是网络数据服务子系统，该环节建立了公用的 数据接口，提供统一的数据访问路径，数据访问管理和
8、访问监视。3、数据采集处理子系统支持采集多种类型的数据，在水库调度过程中发送 和接受水情以及水库调度数据。当水库水位，降水量，闸门操作等超越一定范围 时，触发自动报警装置，按期计算时段降水量，水库水位等数据，并自动按期统 计分析水情数据。4、提供水库调度过程中必要的图形编辑功能。图形编辑工具包括水库调度 图，流域综合水情图等可以组成水库调度自动化系统所需的各种图形。系统同时 具有将各种图形经网添加到水库调度web服务器的功能。5、其他计算机可以通过web查询方式掌握水库调度的数据，主要有图形子 系统的全部图形，报表子系统的全部报表。拥有权限的用户可以通过 web 浏览 器对数据库进行设置，以及
9、对电脑数据进行人工插补等系统维护工作。四、水库调度自动化系统的设计1、采用成熟、先进的软硬件开发平台，设计符合标准化和贵感化要求，采 用分布处理和冗余技术，重要设备采用热备冗余配置，保证系统的可靠性。2、系统设备选型及应用软件的开发符合计算机技术发展的特点，采用全分 布开放式系统，具有良好的可一直性和较强的扩展性。3、系统采用标准化的成熟产品，功能完善并模块化，具有完备的安全性措 施，防止系统软硬件故障或缺陷对现场设备的损坏。同时，保证通信的可靠性与 系统连续运行的可靠性，保证系统及数据库的安全性。4、水库中心业务中需保存几十年以上的历史数据，需要大型的数据库保存 水文、水情、气象和水库运行数
10、据。5、水文预报、灌溉区调度常需要进行多种数学模型的计算、比较、分析， 数据处理量大，要求处理速度快、处理能力强。五、水调自动化系统发展趋势随着水库调度工作要求的不断提高。对水调自动化系统提出了更高的要求。 随着计算机应用和信息技术水平的提高，水调自动化系统的发展趋势主要将表现 在以下几个方面。1、高级应用软件开发目前国内水调自动化领域亟待解决的问题是高级应用软件的开发。当前研究 的热点包括：梯级水电站的水情测报与优化调度，水库群补偿调度和水、火电优 化调度、调度决策风险分析理论、电力系统报价系统等问题。但已有成果大多数 属于理论研究探讨，与水调自动化系统结合不多。因此开发和完善水调自动化系
11、统的高级应用软件是水调自动化系统继续发展的一个方向。2、数字流域数字流域就是综合运用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统 （GPS）、虚拟现实（VR）、网络和超媒体等现代技术，对全流域各类信息进行数字 化采集与存储、动态监测与处理、深层融合与挖掘、综合管的大型信息管理系统， 它是水调自动化系统的发展方向。结合 RS、 GPS 技术，加强了洪水预报系统的 空间信息的管理与分析方面的能力，在面雨量计算、流域蒸发量和土壤湿度计算、 交互式实时联机预报、暴雨产流模型等方面部可以有广泛应用。利用基于 GIS 的数字流域系统的可视化信息平台，实现全流域各类不同信息之间的共享，并进 行更深层次
12、的信息融合、挖掘和综合，对全流域进行动态实时的三维仿真，提供 河道水情分析模拟、洪水演进仿真模拟、洪水灾害评估等功能。通过模拟流域在 不同决策作用下的结果，为防洪、发电等决策提供有效支持。3、智能专家系统专家系统能够根据一系列规则（过去一些行之有效的知识和经验，包括定性 和定量问题的推理策略)和用户提供的数据，从现有的事实和数据中导出或推理 出新的事实或数据，提供智能化的决策支持。用户可以方便地定义和输入自己的 规则库和数据库。专家系统还可用于培训缺少经验的运行调度人员。参考文献1 陈明英国内外水情自动测报系统发展概况M.水电厂自动化，2002,(1):23-262 丁杰，李厚俊,周海松，等电网水调决策支持系统设计J.水电自动化与大 坝监测,2002,26(1)：61-643 孙新德，杨立常.华中电网水调自动化系统的功能设计J.华中电力,2002, l3(2)：26-274 朱教新，辛绍平，等西北电网水调中心自动化系统J.电力系统自动化,2009， 23(2)：49-505 郭生练.水库调度综合自动化系统M.武汉：武汉水利电力大学出版社,20106 方茂武网络技术在三峡水调自动化系统设计中的应用J.人民长江，2003，34(1)： 14-16
