水情自动测报系统在鲁布革电站的应用研究.doc

1、水情自动测报系统在鲁布革电站的应用研究摘要：结合鲁布革水电站的特点，探讨了水情自动测报系统在鲁布革水电站的应用，为实现电厂安全、稳定、经济运行，对该系统在鲁布革水电站中的改进进行了分析。 关键词：水情；自动测报系统；水电站；鲁布革 Abstract: Combined with the characteristics of Lubuge Hydropower Station, discussion on the application of Lubuge Hydropower Station in automatic hydrological telemetry system, in orde

2、r to realize the power plant operate safety, stability, economicly, the system is analyzed in the improvement of Lubuge Hydropower Station. Key words: water regime; automatic measuring and reporting system; hydropower station；Lubuge 中图分类号： TM622 文献标识码： A 鲁布革电站位于云南省罗平县与贵州省兴义市交界的黄泥河上，是珠江上游南盘江左岸支流黄泥河上的

3、最后一个梯级电站，总装机容量600MW（4150 MW） ，具有高堆石坝、高水头、长引水隧道和全地下厂房等特点，是我国第一座使用世界银行贷款，主要机电设备从国外引进，部分工程采用国际招投标建设的电站。电站主要由首部枢纽、引水系统及地下厂房枢纽 3 部分组成。鲁布革电站水情自动测报系统自建设投运至今，为鲁布革电站的发电调度和水库防洪度汛发挥极其重要的作用。 水情自动测报系统的发展情况及主要作用介绍 水电厂水情自动测报系统（以下简称“测报系统” ）是一个集通信、计算机、水文和遥测等先进科学技术于一体的多学科系统工程，是电网水调自动化系统主要的信息来源，是水调自动化系统的基础和有机组成部分。电力系统

4、水电站水情测报系统建设从八十年代开始起步，经过 20多年的不懈努力和实践，测报系统的发展已取得一定成就，建设、管理和运行也步入正规化和规范化的轨道。水电厂测报系统的建设发展主要经历了开发研制、快速发展、稳步提高和系统实用化四个阶段，特别是卫星通信技术在测报系统中的应用，有效地提高了偏远山区、地形复杂地区测报系统运行的可靠性，随着水电厂水情自动测报系统实用化要求和验收细则的颁布和实施，以实用化为目标的技术改造力度进一步加大，系统可靠性和运行管理水平显著的提高。全国大中型水电厂都建设了测报系统，并且已成为水电厂电力生产过程中的重要组成部分，目前，已有白山、丰满、新安江、鲁布革等近 20 座水电站测

5、报系统通过实用化验收。 水电厂测报系统的建立及电网水调自动化系统的配合运行，实现了水电厂及电网水情数据的自动采集、监视、处理和分析，为水电厂安全度汛提供了充足准确的水情信息，也使全网范围内的水库优化调度及水火电优化调度成为可能。实践证明，水情自动测报系统及电网水调自动化系统在保证水电站防洪安全、保证电网安全经济运行以及增发水电方面发挥了重要作用，具有显著的经济效益和良好的社会效益。 鲁布革电站水情自动测报系统的现状 鲁布革电站测报系统在 2007 年建成，采用一台服务器作为主数据库安装 oracle 数据库软件，一台服务器作为备用机，另外有传南网总调水调系统的通信服务器、传云南省调的通信分器等

6、，与天一厂和天二厂的通信目前已采用从南网总调转发的方式。因为主备服务器是未采用热备用方式，仅做到数据库备份文件的异机存储，一旦主数据库故障将导致系统瘫痪，此外多个关键后台应用进程都运行在主服务器上，造成负荷较大，运行速度慢。 经过 5 年左右的使用，各台服务器和网络设备均出现老化，故障频出，对水库防汛和调度造成较大的影响，并影响到总调对本系统的运行考核。此外系统应用软件在运行时还出现有计算出错，数据显示不正常，WEB 浏览不能在 vista 及 win7 系统上运行的情况。因此，基于设备老化、备品备件不足、应用软件版本低等问题，必须对鲁布革水调自动化系统进行升级改造。 设备优化改造内容 硬件方

7、面 服务器系统的更新改造 更换现有的各台服务器和网络设备，完善水情自动测报硬件系统（见图 1） 。主数据库服务器作为该系统的核心部件，将采用双机集群系统：由 2 台主机和一台磁盘阵列组成，之间通过 SCSI 或光纤接口连接，主机负责运行数据库实例进程，磁盘阵列负责数据存储。双机集群系统对外提供一个虚拟服务 IP 地址，网络上的其他数据库客户端只需要连接到虚拟服务 IP 地址即可访问数据库,当集群系统中的任意一台服务器出现故障时会将虚拟服务 IP 地址迅速切换到另一台服务器，无需人工干预，不会影响到数据库客户端的正常使用。磁盘阵列配置成 RAID 5,并设置有热备份硬盘，为数据存储提供了存取速度

8、和数据安全性的高效组合。为降低成本，可将更换下来的服务器用作应用服务器，专门用于运行后台应用软件，用于 WEB 发布和移动查询等。 图 1 鲁布革电厂水情自动测报系统结构 Fig.1structure of automatic measuring and reporting system in Lubuge hydropower station 系统网络结构的完善 改进后的中心站网络(见图 2)分为了安全区和安全区。安全区包括主备数据库服务器系统及通讯系统；安全区包括部分应用服务及工作站设备。安全区和安全区通过正向隔离通信软件相连接，保持内外网数据库的同步。在测报系统和外部系统网络之间配置一台

9、防火墙，提高网络安全性，特别是满足移动查询应用对网络安全的要求。 图 2 鲁布革电站水情测报系统网络结构 Fig.2network structure of hydrological telemetry system in Lubuge hydropower station 遥测站的安装 为提高水库调度预报和计算的准确性，鲁布革电站的测报系统新增两套水文站遥测设备(见图 3)，并将数据接入调度系统并传送至总调：犀牛塘和江底两个遥测站点，在犀牛塘站遥测系统的安装过程中，对鲁布革电厂原有的水情自动测报系统进行了故障排查及升级改造，包括对中心站北斗卫星数据接收故障的排查处理及对水情系统数据采集软件的

10、升级等。 图 3 遥测站设备结构 Fig.3structure of telemetry station equipment 软件方面 数据管理及优化移植 将数据库系统从原单机服务器迁移到新增集群数据库上，对水情系统数据库对象进行整理优化，清除无效冗余数据，提高数据库系统运行效率；整理原系统中的数据库对象，包括索引、视图、触发器、数据库链接等，整理后的结果导入新数据库。 水情自动测报系统平台软件的升级 原鲁布革水电站测报系统采用的是南瑞水情水调自动化系统 V1.0 版本软件，为保证软件系统的延续性及平台可靠性，将原采用南瑞公司水情水调自动化系统软件 V1.0 版本升级至 V3.1 版本的新一代

11、节能增效型电网水调自动化系统。主要排除了数据处理和水务计算出错的故障；对应用软件运行效率进行调优，采用新版水务计算软件，增加实时出库计算功能，使发电流量、弃水流量、出库流量数据能跟随闸门启闭和机组发电情况实时变化。 南网水电站经济运行考核软件的使用1 为客观评价水电优化调度和经济运行工作绩效，指导有关单位改进水电调度运行和管理工作，南网总调制定颁布了中国南方电网水电经济运行指标规范,“规范”按照责任主体划分为电网调度机构和水电厂（或集控中心）两类不同的对象，相应采用不同的统计及评价指标。水电厂指标侧重评价来水预测、洪水调度、水情信息报送等方面的工作，电网调度机构的指标侧重评价水电优化调度、水电

12、吸纳等方面的工作，所以测报系统优化中增加了经济考核软件的使用。 采用新版本 WEB 系统 现有 WEB 系统采用 ActiveX 控件技术，不是标准的 B/S 结构，需要在客户端安装控件并做相应配置。并且由于开发时间较早，未能针对vista 和 Win7 等 64 位操作系统进行测试，存在兼容性的问题，此外ActiveX 的安装还需要调整浏览器安全设置，使用非常不便。为彻底解决此类问题，新的测报系统中所用的 WEB 系统采用 JAVA 开发的标志 B/S 架构，无需安装客户端和调试设置，在浏览器中输入 URL 即可展示，兼容常见各种浏览器和操作系统，Web 系统采用 ibatis 和 spri

13、ng 做数据业务层服务，前台采用 Flex 实现图型、报表展示。 移动查询系统的配置特点 随着国家各项改革的不断深入，水库调度工作的方式方法也发生了显著的变化：从早期的人员密集型向技术密集型转变，原先调度员 24 小时值班监视水电系统运行的工作模式被逐渐取消，工作人员进一步精简。但是调度人员通过传统的客户端方式要及时、准确获取到各种相关信息在时间和空间上仍受到较大制约，特别是在遇到紧急突发事件时尤为明显，例如在台风、洪水期间，负责水库调度工作的相关领导需要亲临水电厂一线指挥，此时能提供一种便携、易用、功能强大的工具来获取第一手信息，其产生的意义和价值是显而易见的。 近年来，移动通信在全世界范围

14、内迅猛发展，伴随着移动通信技术的发展，智能移动终端设备在我国也得到了广泛普及。智能移动设备以其方便性、实用性、安全性和经济性等特点备受亲睐。将移动办公和移动通信结合起来，可以帮助水库调度专业人员以及主管部门领导实现不受时空限制，随时随地获取水电站流域水雨情信息、水电站发电运行信息、流域气象水文信息、水库调度基础数据等实时或历史数据资料。 水情信息移动查询系统采用三层结构，分别是终端用户层、WebService 服务层、数据层(见图 4)。在三层模型结构设计中，第一层是数据层，由数据库和数据文件构成，该层是整个系统的支持层，为系统数据提供基本的存储等功能；第二层是 WebService 服务层，

15、运行在后台 WEB 服务器上，该层接收移动终端用户层提出的数据请求，组织数据发布；第三层是终端用户层，由操作人员、技术人员和主管领导等用户构成，直接面向移动终端进行操作；终端用户层为运行在智能移动设备上的应用软件。 图 4 水情信息移动查询系统结构 Fig.3mobile query structure of hydrological information system 改进后的应用情况 鲁布革水电站在原有的水情测报系统基础之上通过对软硬件的跟新升级，不仅有效解决了原系统中存在的运行速度慢、计算显示出错、不兼容等问题，同时也增强了系统运行的稳定性、预报信息的可靠性与采集数据存储的安全性，达到

16、系统初期建设的高效率运行。实时动态地监测全流域水情变化，既包括各单元流域和水系，亦含各雨量点和水位点以及大坝各种特征水位、蓄水量和流量值。以流域动态画面实时反映全流域任一时刻的水位和降雨变化，以全流域雨强图和等雨量线图实时反映当前各雨量点的雨强变化，对异常数据，实时发出报警信号。除可用图、表方式显示和打印各流域或水系实时水情信息、水文特征值、实时洪水预报、水库调度结果等，亦可进行各种历史数据的浏览与对比；通过因地制宜的对遥测站的建立，为实现水电站日益精确的预测信息提供了有效保障，实现了机组有计划高效率的经济运行；同时现代化智能移动设备的使用，很大程度满足了应急、移动办公的需求和生产实时信息的方

17、便、及时查询。 结束语2 建设和管理是水情自动测报系统发挥效益的两个重要环节，管理好一个测报系统比建设好一个测报系统更难，严格按照水情自动测报系统运行维护规程的要求，健全管理体制，规范数据格式，完善通用考核指标，在目前厂网分离的条件下，加强电厂水情自动测报系统与电网水调自动化系统界面管理，加强水文预报工作，延长预见期，力争在预报模型和方法上取得较大突破。制定和细化有关管理规定，不断探索新的管理方法，确保水电站流域水情信息和水库运行信息完整、准确和及时的传送到电网水调自动化系统，以便调度部门进行科学的调度决策。 参考文献 唐红兵、李矛、李崇浩、吴剑峰等人，中国南方电网水电经济运行指标规范，Q/CSG222018-2011. 何长利、王永峰、何纪元、杨利等人，水情自动测报系统运行维护规程，DL/T 1014-2006. 作者简介：段云丰 籍贯：云南昆明 工作单位：中国南方电网调峰调频发电公司鲁布革水力发电厂 学历：华北电力大学（北京）控制与计算机工程学院自动化专业学士学位