基于智能聯(lián)合調(diào)度的流域梯級電站集控中心信息化管理

王全亮，張曉林，戈鵬

（1.四川大學　商學院，成都　610065；2.中航工業(yè)成飛民用飛機公司，成都　610073）

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基于智能聯(lián)合調(diào)度的流域梯級電站集控中心信息化管理

王全亮1，張曉林2，戈鵬1

（1.四川大學商學院，成都610065；2.中航工業(yè)成飛民用飛機公司，成都610073）

［摘要］隨著信息網(wǎng)絡技術(shù)的高速發(fā)展與廣泛應用，人類社會也由工業(yè)經(jīng)濟時代步入了網(wǎng)絡經(jīng)濟時代，信息發(fā)揮著越來越重要的作用，成為了管理的基礎、決策的依據(jù)，對企業(yè)來說已經(jīng)成為了一種重要的資源，信息化管理也成為水電企業(yè)適應市場變化的一個重要戰(zhàn)略部署，水電企業(yè)調(diào)度進行信息化的節(jié)奏越來越快，要求也越來越高，文章在智能聯(lián)合調(diào)度的基礎上通過對流域梯級電站集控中心進行信息化管理構(gòu)建，優(yōu)化了水電企業(yè)運載生產(chǎn)、提升了管理水平、增加了企業(yè)效益。［關鍵詞］梯級電站；智能聯(lián)合調(diào)度；集控中心；信息化

1　流域梯級電站遠程集控中心信息化管理的必要性及可行性分析

近年來，流域梯級電站遠程集控中心（簡稱集控中心）［1］在全國各地相繼建立，為電廠的生產(chǎn)管理模式注入了新的活力，“都市水電”也由夢想變成了現(xiàn)實。從目前集控中心的建設情況來看，雖然各有差異，但目的相同，都是為了追求企業(yè)的最大綜合效益［2］。從實際運行效果來看，也是比較成功的。集控中心已經(jīng)成為流域水力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度的主要手段，但是，仍然存在流域水資源未得到充分利用、流域整體競爭力不強、流域整體調(diào)節(jié)性能未得到充分發(fā)揮等問題［3］，因此流域梯級電站實行智能聯(lián)合調(diào)度［4］以及對集控中心進行信息化管理迫在眉睫。

建立集控中心并對其進行信息化可以充分發(fā)揮流域水能資源綜合效益，綜計資料表明，通過對梯級電站進行集中控制，可優(yōu)化水庫長期調(diào)度，使發(fā)電量增加1.5％～2％。另一方面，實現(xiàn)梯級電站信息化集中遠控，可大幅度降低運行管理費用。對集控中心進行信息化，實現(xiàn)電站的“無人值班”（少人值守）運行方式，將減少電站現(xiàn)場值班人員的配置及配套設施建設，從而降低電站運行管理費用［1］。

從20世紀60、70年代開始，設計、科研等部門就梯級電站聯(lián)合調(diào)度及優(yōu)化運行課題，進行了大量的理論探索和工程實踐，并取得了豐碩的成果；到80年代，我國已普遍實行水庫及水電站優(yōu)化調(diào)度。目前，成熟的計算機監(jiān)控、遠程通信技術(shù)、遙感傳感等技術(shù)使大型電站群通過遠距離集中控制實現(xiàn)聯(lián)合運行成為可能。

2　流域梯級電站智能聯(lián)合調(diào)度遠程集控中心信息化管理構(gòu)建

2.1基于CPS的梯級電站智能聯(lián)合調(diào)度信息化管理

在傳統(tǒng)電力體制下，機組發(fā)電調(diào)度由電網(wǎng)公司負責，電網(wǎng)考核企業(yè)的主要指標是企業(yè)發(fā)電設備的安全性、可靠性、穩(wěn)定性及投運率等。這就使得企業(yè)的中心工作主要圍繞發(fā)電設備的運行、維修、檢修及水工建筑物來開展，形成了以保證電廠設備完好為核心的生產(chǎn)管理體系。在該體制下，企業(yè)的水庫調(diào)度只能對電網(wǎng)調(diào)度及企業(yè)生產(chǎn)組織指揮機構(gòu)起到參謀作用，而不能發(fā)揮決策作用，造成水電企業(yè)“重電，輕機，輕管水”［5］的生產(chǎn)管理模式。

梯級電站的遠程集控中心智能聯(lián)合調(diào)度信息化管理將對企業(yè)原有的生產(chǎn)管理體制進行改革，企業(yè)中心工作不僅局限于保證設備完好，而是追求企業(yè)的綜合效益最大化；遠程流域調(diào)度集控中心成為流域開發(fā)公司的生產(chǎn)調(diào)度控制中心和生產(chǎn)信息中心；整個生產(chǎn)過程如圖1所示：流域調(diào)度集控中心首先通過由計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、RFID技術(shù)、RS技術(shù)、通訊技術(shù)等構(gòu)成的信息物理融合系統(tǒng)（CPS）對來水量、發(fā)電量以及發(fā)電上網(wǎng)量進行準確的預測，將水位、水情、發(fā)電量以及用電量傳輸給智能聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)，在滿足防洪需要和保證綜合利用要求的前提下，依據(jù)調(diào)度規(guī)程編制調(diào)度計劃及控制。

圖1　流域梯級電站智能聯(lián)合調(diào)度集控中心信息化管理效果圖

在各個電站發(fā)電運行過程中集控中心通過CPS的監(jiān)控反饋功能從各節(jié)點獲得流域?qū)崟r水情水位以及電站運行信息，并對信息進行解碼，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對信息進行分析，通過控制論技術(shù)對各物理實體進行實時高效的調(diào)整，以對各節(jié)點實行遠程智能控制，并將分析結(jié)果發(fā)送給水文防汛部門、電網(wǎng)調(diào)度部門及其他部門，根據(jù)“水電互動，方案最優(yōu)”［5］的調(diào)度規(guī)則，來做進一步的調(diào)度規(guī)劃。

2.2基于現(xiàn)代網(wǎng)絡及信息技術(shù)的流域調(diào)度機構(gòu)信息化管理

對梯級電站進行統(tǒng)一調(diào)度管理，這就要求梯級電站群設置唯一的流域調(diào)度指令，對外要統(tǒng)一接受有關部門的調(diào)度指令，對內(nèi)要統(tǒng)一對電站的防洪、發(fā)電等進行調(diào)度。各梯級電站通過計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及通信等技術(shù)建立與流域調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度、通信、可視化監(jiān)控等的網(wǎng)絡連接，直接接受流域調(diào)度中心的調(diào)度命令，調(diào)度執(zhí)行梯級樞紐監(jiān)控系統(tǒng)。

智能聯(lián)合梯級調(diào)度機構(gòu)作為企業(yè)內(nèi)一個新興的職能部門，它的成立也必將改變企業(yè)原有的組織結(jié)構(gòu)和電力生產(chǎn)組織管理關系；同時梯級電站實行智能聯(lián)合調(diào)度的也可能使企業(yè)行政管理邁向信息化，形成智能行政管理系統(tǒng)（在此不展開詳述）。

2.3遠程集控生產(chǎn)模式信息化管理

梯級電站的遠程集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理是梯級電站智能聯(lián)合調(diào)度的實現(xiàn)途徑，只有將各梯級電站的運行狀態(tài)信息等集中于統(tǒng)一的梯級調(diào)度機構(gòu)，才能為梯級電站的智能聯(lián)合調(diào)度提供信息基礎和決策依據(jù)。梯級電站智能聯(lián)合調(diào)度在遠程集控生產(chǎn)模式下，流域調(diào)度機構(gòu)成為了各梯級電站的遠程集中控制中心，所有梯級電站調(diào)度控制指令均由流域梯級調(diào)度機構(gòu)下達并遠程執(zhí)行，現(xiàn)場僅保留少數(shù)值守人員，也即采取“無人值班”或“少人值守”的運行方式。

3　總結(jié)

先進可靠的梯級調(diào)度信息物理融合系統(tǒng)是梯級電站智能聯(lián)合調(diào)度實現(xiàn)的關鍵，只有建立了完善的水庫調(diào)度、電力監(jiān)控、通信、水情自動測報系統(tǒng)等現(xiàn)代化程度高的自動化系統(tǒng)，才能保證遠程集控中心信息化的順利實施。梯級調(diào)度系統(tǒng)作為水電企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，需接入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，因此必須符合機電網(wǎng)要求的規(guī)程、規(guī)范，并且還要滿足電網(wǎng)對調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和時效性的要求；此外梯級調(diào)度系統(tǒng)與企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)關系、行政體系也密切相關，必須緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度關系，形成梯級電站自動化調(diào)度的能力。

主要參考文獻

［1］胡浩遠，丁杰.對流域梯級電站遠程集控中心的幾點思考［J］.電子世界，2012（20）：49-50.

［2］徐剛，夏甜.基于改進與優(yōu)化調(diào)度圖的梯級電站聯(lián)合調(diào)度［J］.水利水電科技進展，2014（3）：44-49.

［3］曾華.馬邊河流域梯級電站群聯(lián)合調(diào)度探討［C］//四川、貴州、云南三省水電廠（站）機電設備運行技術(shù)研討會論文集，2010.

［4］羊本勇.地方流域梯級電站聯(lián)合調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)［J］.四川水力發(fā)電，2007（5）：84-86.

［5］馬光文，雷定演.流域梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的必要性及對節(jié)能減排的作用［J］.中國三峽，2013（5）：42-46.

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.03.047

［中圖分類號］F270.7

［文獻標識碼］A

［文章編號］1673-0194（2016）03-0096-03

［收稿日期］2015-12-08

［基金項目］國家自然科學基金項目（71371130）；四川省社會科學“十二五”規(guī)劃2015年度項目（SC15A007）。

［作者簡介］戈鵬（1971-），男，山西永濟人，四川大學商學院副教授，主要研究方向：RFID技術(shù)在景區(qū)內(nèi)旅游的應用以及智能制造（通訊作者）。