1、益阳地区资水流域电站群优化调度系统可行性探讨(初稿)摘要：通过对资水流域梯级水电站群优化调度的多重影响因素进行深入分析,明确益阳地区建设资水流域优化调度系统的必要性和可行性。建设资水优化调度系统可及时获取水电厂的实时水雨情，在做好每个水电厂水库调度的基础上，充分利用各水库来水的时、空差异，充分发挥各电站间的梯级补偿、库容重复利用、上下游联合调整等等流域优化调度功能，并根据电网实际情况，协调完成防洪、通航、灌溉、供水等综合利用任务，最大限度发挥水电厂的发电效益和其它动态效益。关键词：梯级水电站群优化调度系统 水情自动测报系统 水库优化调度1 引 言资水是洞庭湖四大水系之一，流域南北长而东西窄，地
2、势西南高而东北低，河流自西南蜿蜒流向东北，全长 653km，流域面积 28038km2，流经邵阳市区、新邵、新化、安化（东坪） 、桃江、益阳市、至甘溪港后进入洞庭湖尾闾。资水以新邵小庙头以上为上游，小庙头至马迹塘为中游，马迹塘以下为下游。上游为山区盆地，中游为峡谷盆地，有筱溪及柘溪两大峡谷，两峡谷之间为新化盆地，下游河谷开阔，两岸多近代冲积台地和丘陵。流域地处亚热带湿润季风气候区，气候温暖、湿润、雨量充沛，四季分明、严寒期短，无霜期长，56 月为梅雨季节，天气沉闷湿度大，78 月在西太平洋副热带高压控制下，极端最高气温达 39.5左右，秋季极地气团势力增强，天气晴朗少雨，冬季受蒙古高压所控制多
3、出现东北风，入春后赤道低压北移，低纬海洋暖湿气流增强，由东南越南岭向北移，与极地气团相遇，是形成汛期暴雨洪水的主要原因。资水进入益阳地区布有：柘溪、东坪、株溪口、马迹塘、白竹洲、修山 6 个 110 千伏及以上水电站与湖南电网并网，形成梯级水电站群。详细情况见下表：资水流域电站一览表电站装机容量（万千瓦）并网电压等级 所属公司晒谷滩 4.2 110KV 私人企业筱溪 13.5 110KV 省经投浪石滩 3.6 110KV 联诚公司柘溪 104 220KV 省公司东坪 7.96 110KV 五凌公司株溪口 7.4 110KV 五凌公司金塘冲 22 220KV 大唐华银马迹塘 5.55 110KV
4、 五凌公司白竹洲 4.5 110KV 新华水利修山 6.5 110KV 广水公司史家洲 4.5 110KV 地方企业合计 183.71电站装机容量（万千瓦）并网电压等级 所属公司柘溪 104 220KV 省公司东坪 7.96 110KV 五凌公司株溪口 7.4 110KV 五凌公司马迹塘 5.55 110KV 五凌公司白竹洲 4.5 110KV 新华水利修山 6.5 110KV 广水公司2 资水流域优化调度系统的必要性和可行性2.1 必要性在梯级水电站群的优化调度方面有 1 个容易被忽视的误区,那就是认为只要做好水情的预报,制定出水库优化调度方案并实施,就能达到水电站群优化运行的目的。但绝大部
5、分时间内的水库调度都是“通过调电来调水”,而“调电”则涉及多重影响因素,如果不综合考虑电网的安全约束、电力电量需求、电站生产设备的检修等条件,仅依据水情预报计算出的优化调度方案就会脱离实际而无法执行或者执行得面目全非。因此,对梯级水电站群优化调度相关的多重影响因素进行综合研究十分必要。资水流域的水电站对整个湖南电网安全、优质、经济运行起着非常重要的作用，其流域装机容量仅次于沅水。资水流域电站大部分从娄邵和益阳地区并入主网，为湘中电网发挥了有功和无功的支撑作用。同时干流上已经形成梯级开发规模，但各梯级电站分属不同发电公司，均各自为政，信息不能共享，水能得不到充分利用，没有发挥联调效益，建立资水流
6、域优化调度系统无论是在电网安全方面还是经济效益方面都尤为迫切。柘溪水电站是益阳地区资水流域的龙头站，东坪紧接其后。要保证东坪电厂正常发电的水位差，则需根据来水情况将上游水位蓄高。但由于两个电厂的所处位置相对紧凑，当东坪上游水位超过 98.5m 时，也就是柘厂下流的警戒水位，将影响柘厂正常发电。东坪、株溪口、马迹塘、白竹洲、修山水电站日发电情况均受龙头电站的影响，日发电计划并不能真正实现，调度无法执行日发电计划。通过发电水量来平衡各库水位,往往是牵一发而动全身,只要其中 1 个水库的水位控制目标发生变化,势必造成整个梯级运行方式相应发生变化。柘溪和东坪电厂调节性能相对较弱,实际是“卡脖子”的中间
7、环节,东坪电厂和下游几个电厂发电情况受到制约，很难保证发电量，且易造成弃水。资域优化调度是水库调度更高、更深层次的开发，但功能必须依托于水调自动化提供平台支持，而目前资水流域部分水电厂（如筱溪、柘溪、东坪、株溪口、马迹塘电站）虽已建设了水情自动测报系统，为水电厂的防洪及发电发挥了一定的作用，但是由于水情测报系统的建设受当时技术条件的限制，仅考虑本站范围的需要，没有考虑联网的需求。益阳电网目前尚无水调自动化系统。水库调度方法单一，主要还是大范围的“手工作坊” 。信息传递主要靠人工电话。缺乏必要的水文预报工具及有关分析计算软件，没有科学的理论和先进的计算手段，只能依靠经验人为进行分析判断，不能充分
8、发挥水电厂及水库的作用。目前，电网在调度运行和自动化方面已跃上了新的台阶，而相应的水调自动化及流域优化调度却远未达到电网调度自动化和调度精益化的要求。各水电厂与地调、省调信息的传递，主要是通过电话和邮件方式，大多数仍沿袭手工填写表格的形式进行接收和处理，自动化水平很低，远不能适应公司现代化管理的需要。在益阳地区建设资水流域优化调度系统的目的是为了及时获取流域水电厂的实时水雨情，在做好每个水电厂水库调度的基础上，充分利用各水库来水的时、空差异，充分发挥各电站间的梯级补偿、库容重复利用、上下游联合调整等等流域优化调度功能，并根据电网实际情况，协调完成防洪、通航、灌溉、供水等综合利用任务，最大限度发
9、挥水电厂的发电效益和其它动态效益。2.2 可行性目前，湖南省调已建成水调自动化系统，已接入 20 个电厂分中心，并运行多年，有成熟的技术方案和系统运行经验。并在 2009 年完成了沅水流域优化调度课题研究，通过对流域优化调度模型及算法的研究，实现了沅水流域各电站长、中、短期发电计划的相互协调，发挥各不同调节性能电站在水量与水头上的相互补偿，在 2009 年的水库调度运行中成效显著；永州和怀化分别开展了地调水调自动化系统建设，项目已投入试运行，即将验收进入实用化。以上两大系统的成功开发和运行，为地调水调自动化系统和流域梯级优化调度工作在湖南其他地区的推广提供了成功的借鉴。为水库群优化调度在其他流
10、域实现打下了坚实的基础。从水库优化调度方面来讲，国际及国内已开展了大量的研究和应用，并取得了一定成果。流域优化调度系统开发采用当前最新的硬件技术和软件技术，全面遵循了当前最新国际标准，并已经得到实践检验。资水流域优化调度工作的开展是贯彻国家清洁能源充分利用、节能减排的政策要求，是电网公司发展的重要途径，更是沿流域各电站的迫切需要。资水流域优化调度系统建设思想成熟、技术先进，完全是可行的。3.资水流域优化调度系统的初步设想.3.1 系统总体结构资水流域优化调度系统主要分为两部分，一部分是建设地区水调自动化系统，以益阳地调为中心站（有条件可增加邵阳、娄底中心站） ，各水电厂分别作为分中心站，通过广
11、域网和 PSTN 拨号将各分中心站与地调中心站相连，构成系统网络。同时通过地调调度数据网与省调水调自动化系统交换信息，另外水调中心站通过地调局域网直接相连于地调 SCADA/EMS、MIS。另一部分是在省地一体的水调自动化系统上开发流域优化调度的高级应用功能，实现资水流域各电站长、中、短期及实时发电计划的相互协调，以达到资水流域水电站群的优化调度。3.2 系统总体功能系统需满足下列总体功能要求：以现代先进的计算机及通信技术，及时准确地获取各水库流域、其相关水系的水文、气象和水库运行信息，根据各水库水情预报及各电站的运行特性，运用补偿调度的常规模型和发电量最大模型制定水库调度方案，对水库运行进行
12、水务综合管理。保证各水电站及其相关流域安全渡汛、水资源的充分利用，保证电网安全、优质、经济运行，提高水电效益。系统建成后满足：（1）在地调中心站范围内达到省调水调自动化实用化验收标准；（2）提高流域优化调度及地调水库调度管理水平；（3）系统验收时具有国内领先水平。4.地调中心站的总体要求和功能4.1 系统范围资水流域优化调度系统原则上是要接入资水流域所有地调及省调调度电厂（总装机容量 5MW 及以上水电站） ，可采用分期分布建设，第 I 期考虑建设益阳地调中心站，接入晒谷滩、筱溪、浪石滩、柘溪东坪、株溪口、马迹塘和修山等电站，共计 8 个。在省调和地调端共同开发流域优化调度高级应用。4.2 地
13、调中心站系统的总体要求系统设计应遵循安全、可靠、开放、实用、可扩展的原则，在硬件配置上应考虑到计算机技术的发展，同时也要从使用的角度出发，使其经济、实用且维护方便。系统所有的软件应采用模块化的设计思想，建立在统一而完整的数据库平台上，通过数据库接口软件和用户接口软件在统一的图形界面和用户浏览器窗口下可进行集中的数据库管理，实现各种计算及应用、统计分析和管理功能。系统软件及支撑软件应采用商业化软件。4.3 系统结构地调中心站系统应基于开放性结构（OSI） ，以满足系统的维护、扩容和升级等方面的要求。地调中心站系统采用交换式局域网结构，构成功能分布的开放系统。能使用户今后方便地对系统进行软硬件的扩
14、充及升级。对数据库服务器采用计算机集群系统，以提高系统的可靠性。系统可采用基于客户机/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）的模式的组合。Web 服务器宜采用多层结构。所有人机工作站应支持各种功能的操作界面。中心服务器采用双机集群配置,采用两台相同配置的服务器,构成集群系统，完全实现故障切换。4.4 系统功能4.4.1 数据采集处理功能1）数据采集数据采集实现对系统各种来源、不同类型的数据进行在线实时采集，根据不同的应用需求对采集到的数据进行合理性校验，并将处理后的数据写入系统数据库或在网络上进行发布，是一个长期在线运行的系统。数据采集系统应实现如下功能： 可以自动采集本流域内遥测站数据。
15、 数据采集采用多线程工作模式，某一线程发生故障不影响其它线程的采集。 采集模块化设计，支持多信道采集和多种 RTU 通信协议，支持扩展信道和协议。 支持遥测站进行数据招测、校时、远程修改遥测站工作参数。 运行参数在线配置，具备集成化监视界面，可以查看信道状况以及原始来报码、遥测站当前来数实时信息、遥测站历史数据以及运行参数配置等。2）各种数据及信息的处理（包括报警、画面刷新、更新数据库、计算等）数据通信及交换、信息共享功能数据处理主要负责对实时数据进行各种分析，将无序（时标）的数据经过连续性、范围控制等正确性分析，按时间积分、平均等方法将时间上无序的实时数据计算成指定时间间隔的数据，依据应用要
16、求进行自动加工处理后保存到数据库中应包括实时数据处理和常规数据处理两方面内容。数据及信息的处理应实现如下功能： 实现实时水位到实时流量的转换。 实现雨量站当日累计降雨的自动计算。 实现数据库过期数据的自动清除。 实现实时水情数据到历史水情数据的自动整编。 实现实时发电数据到历史发电数据的自动整编。 实现水务数据的自动整编。 实现对数据特征值的自动统计和计算。 实现对整编数据来源的明确标示。4.4.2 安全监控报警功能运行人员依靠监视画面，可直接监视内各水位站变化曲线、雨量分布情况、闸门工况、机组运行、网络状态、水库运行、来水趋势等情况。安全监控系统应实现如下功能： 实时监视有关水电厂水库雨情、
17、水情、闸门启闭情况、气象及水文预报结果等； 实时监视有关水电厂机组运行状态及参数等； 对水位、雨量、流量等要素实现分级越限报警； 监视广域网内重要设备的运行状态。 可根据监视对象的特性，提供丰富多彩的监视、查询和分析画面，图形界面既可展示实时动态数据图形，又可对历史数据进行综合分析比较以图形列表显示，采用可组态的图形报表设计，图形报表可以混合显示； 图形展示时应具备放大缩小、图形导航、分层显示等能力； 具备画面生成和修改功能，提供作图工具，能方便直观的在画面上生成和修改画面，并直接在画面上定义数据点，在线连接到系统中去（图形直接和实时数据库、历史数据库相连） ； 具备采用面向对象的设计原则，用
18、户无需编程就可实现现有界面的修改和新增监视界面的制作； 提供的监视界面功能齐备，至少应包括实时流域图、运行曲线图、雨量棒状图、综合水情图、雨强分布图、闸门监视图、静态曲线图等。4.4.3 数据通信功能数据通信处理系统之间的各类数据交换和通信，以及对外网络的通信，由多个进程构成，按照 7 x 24 小时连续工作设计，同时提供及时准确的通信日志记录，供系统意外时恢复数据和分析通信情况时使用。数据通信应实现如下功能： 通信方式采用进程交换方式； 和厂站端通信采用电力系统实时数据通信应用层协议 DL476-92 在水调自动化系统中的应用（试行） ； 和监控等实时生产系统可以采用其它通信协议如 IEC6
19、0870-5-104、 IEC60870-5-101 或自定义协议。 采集（通信）软件应具备图形化的通信策略维护，通道监视，数据统计功能。 通信软件应具备通道中断后自动补传能力。 从网络接收通信客户端传送过来的水情数据(水位、雨量、水务计算结果、 径流预报结果、闸门操作及状态等)。 具有 IP 地址限制功能。 从地调的 SCADA/EMS 端口接收 EMS 系统发送的数据（机组运行数据、发电计划） 。 处理分中心各节点之间的数据转发。 具有网络运行状态监视、报警功能。 具有自动重连功能。 可支持数据按优先级传送。 具有网络运行状态监视、报警功能。 获取气象和水文、防汛信息、政府部门（如果政府部
20、门在施工期内条件成熟）信息。4.4.4 数据库及其管理功能要求数据库管理系统能够有效地对大量长时间的历史数据进行管理，以方便分析、计算和查询，同时又要求它能够对上述应用作出十分迅速地响应，以保证系统的实时性。数据库系统应实现如下功能： 数据库结构定义灵活，可方便地增加数据库记录数据项，并与连接成网络的其它已有的数据库系统保持一致性； 能支持建立分布式分类数据库并对其进行有效的管理； 数据库系统数据存取迅速，保证系统的实时性； 数据库系统有完整的安全性设计，包括用户授权方案、备份恢复管理方案、数据保密方案； 提供完整的数据字典及其管理方案； 数据库按系统配置、静态参数数据、水情、水务、预报、调度
21、、机组运行工况、整编数据分类，并支持分区分表存储管理； 数据库管理程序与系统应用功能程序的编写高级语言相容，应用功能程序能够提供多种方式访问数据库； 采用实时、时段、日、旬、月、季、年、多年分级存储管理策略；4.4.5 图形及报表支持功能1) 图形支持提供由图形管理、图形生成工具、开发工具和用户接口组成的图形管理系统。通过单个图元或多个图元的组合实现水情、水调、防汛等应用需要的实时数据监视、实时或历史图形和数据列表查询。图形系统应实现如下功能： 数据查询：数据设置与查询界面分为不同表现形式，每一种表现形式都是以数据列表为主体，配合不同的查询方式显示数据，并可以设置不同的筛选条件； 通过数据查询
22、图元的属性设置，可制作系统设置、静态数据、实时数据、历史数据、高级应用数据及其它综合数据的查询画面，还有系统查看、缺数查询、分析比较等特殊查询画面。历史数据查询的查询条件中，时间跨度（1 小时、2 小时、24 小时、1 天、2 天、旬、月、年）可选择，时段数据查询的查询条件中，时间跨度（5 分钟、10 分钟、15分钟、30 分钟）可选择。所有查询画面的查询结果均可以转换为 Excel文件输出； GIS 监视图：河流、流域、站点等以地理信息系统 GIS 图层方式显示，可实时动态显示图中站点信息（如：雨量、水位、流量、电压等数据） ，并可分区域查询； 普通监视图：流域以图形方式显示，可实时动态显示
23、图中站点信息（如：雨量、水位、流量、电压、有功、开度、状态等数据） ，每个站点均可通过浮动菜单查询相关图形报表（如：过程线、棒图、数据查询列表、报表等） ； 雨量等值线图：采用基于地理信息系统 GIS 的矢量图形为底图，绘制流域内雨量站的雨量数据等值线； 雨强图：采用基于地理信息系统 GIS 的矢量图形为底图，并按泰森多边形划分流域内雨量站点所辖区域，用颜色梯度表示雨量站点所辖区域内雨强大小，雨量站点通过经纬度精确定位，支持矢量放大、缩小操作； 降雨径流图：以棒线图形式展示降雨及由降雨导致水位和流量发生变化的过程； 单坐标线柱图：在单坐标系下以过程线或柱状图形式显示单个数据点或多个数据点的数据
24、变化过程，可以过程线实时； 多坐标线柱图：在多个坐标系下以过程线或柱状图形式显示单个数据点或多个数据点的数据变化过程，过程线可以实时； 计划分析曲线：以过程线形式对实际有功和计划负荷的作分析比较，可设置时间和坐标（自适应坐标和固定坐标） ； 静态曲线：以图形方式显示静态曲线数据（如水位流量曲线、水位库容曲线、NHQ 曲线、闸门泄流曲线） ，显示二维关系曲线和三维关系曲线，编辑时，X、Y、Z 坐标轴可按需要变换； 状态图：以棒图和信号灯的形式实时动态显示站点数据和状态，通常用于实时监视闸门的开度和状态； 网管控件：网管控件有网管图元控件和网络线控件两种，可组合成网络管理图。网络结构图显示网络中的
25、各台计算设备、网络设备之间的网络连接，并能实时反映计算设备、网络设备的通断状态；2) 报表支持要求通过报表系统函数库提供时间函数、算术计算、字符串运算、水位雨量计算、水头计算、闸门计算、机组计算等函数，满足各种水调常规报表计算需要。用户可按照自己的要求，使用人机界面编辑器编辑报表，设计制作新的报表，无需编程。报表系统应实现如下功能： 支持用户自编辑报表，无需编程； 提供时间函数、算术计算、字符串运算、水位雨量计算、水头计算、闸门计算、机组计算等函数，能满足各种水调常规报表计算需要； 报表中可嵌入简单图元，如直线、曲线、矩型、椭圆、位图、文本等； 多窗口多文档方式，支持多张报表同时显示调用或打印
26、； 具有定时、手动打印功能； 支持将报表内容直接粘贴到 Excel； 可以按 Excel 文件输出报表； 可以按位图文件格式输出报表； 编辑界面灵活友好，除普通算术运算外，还应能支持面向业务的计算和统计能力。4.4.6 人机联系功能1) 用户界面功能提供一套图形化的人机界面运行、编辑、管理系统，用于生成水情的流域监视、数据查询和统计报表。该系统应实现如下功能： 可以灵活方便的完成系统厂站、参数、曲线资料的定义和录入任务。 可以灵活方便的完成流域水情、机组工况、闸门状态、水库水务等信息的图形化展示任务。 可以灵活方便的完成系统实时、历史、水文预报、水库调度数据的查询任务。 可以快速准确的完成各类
27、型水库调度报表的统计和打印输出任务。 图形子系统内置各类型图元库文件，允许用户自行定制和修改各类型图形界面。 报表子系统采用类似 Excel 的工作风格，支持对行列、字体、显示风格的自由调整，集成水调专用计算函数库，支持根据应用需要定制统计报表，同时报表支持数据库反写能力。 支持汉字和图文混编，可在报表中嵌入曲线、直方图、饼图等图形； 所有人机界面应能实现全系统的一致性，任何一台机器上制作或修改的界面，其他机器上都可看到，并且一致统一。2) 画面生成和修改提供监视、查询和分析画面，图形界面既可展示实时动态数据、图形，又可对历史数据进行综合分析比较以图形、列表显示。采用可组态的图形、报表设计，图
28、形、报表可混合显示。画面生成和修改系统应实现如下功能： 支持水调自动化系统所需的各种图形（如过程线、棒图、枢纽和流域监视图、数据显示、数据查询修改等人机界面系统所需的各种对象图元）和报表； 具备画面生成和修改功能，提供作图工具，能方便直观地在屏幕上生成和修改画面，并直接在画面上定义数据点，在线连接到系统中去（图形直接与实时数据库、历史数据库相联） 。作图工具支持模板、拷贝、旋转、按对称轴翻转等快速、高效的画面制作、画面编辑功能； 画面文件具有数据库存储和本地存储两种方式，特别是数据库存储方式提供了对画面文件的集中管理功能，并能自动下载； 支持主要配置文件和图元动态库的自动下载； 通过支持鼠标多
29、屏间无缝滑动，多屏或超高分辨率显示系统的组合、分区、拖放，多种运行方案选择等功能实现不同使用对象的应用需要； 用不同的颜色和线条反映系统中各种设备的运行状态信息，如大坝、闸门、机组等的实时状态及有关越限信息，并在系统图形上显示出来； 支持 B/S 工作模式，实现网上信息查询和发布的全部功能； 提供报表计算功能和编辑功能，实现对报表的调度、打印和管理。报表的数据来源于实时数据、历史数据、应用数据、人工输入及其他报表输出，与实时数据库、历史数据库连接。数据库中数据的改变自动反映在报表中，生成新的报表，每次生成的报表均可以保存； 支持多文档窗口，可同时打开多幅画面；3) 安全监视功能应能实时在线监视
30、水情系统各种动态水情数据、各个节点和网络情况，根据预先设定好的报警项目、限值和级别，发现有异常即自动报警，报警内容可自定义。安全监视应实现如下功能： 越限报警采用模块化设计，主要由报警服务端、报警客户端组成； 报警内容可增加、减少； 可对系统关键进程启停、网络通道终端恢复报警； 可分级设定报警级别； 具备报警确认机制； 具备报警时间记录机制； 支持以多种方式输出报警事件。4) 报表的生成和修改应提供报表计算功能和编辑功能，实现对报表的调度、打印和管理。报表的数据来源于实时数据、历史数据、应用数据、人工输入及其他报表输出，与实时数据库、历史数据库连接。数据库中数据的改变自动反映在报表中，生成新的
31、报表，每次生成的报表均可以保存。具体应实现如下功能： 支持用户自编辑报表，无需编程； 提供时间函数、算术计算、字符串运算、水位雨量计算、水头计算、闸门计算、机组计算等函数，能满足各种水调常规报表计算需要； 报表中可嵌入简单图元，如直线、曲线、矩型、椭圆、位图、文本等； 多窗口多文档方式，支持多张报表同时显示调用或打印； 具有定时、手动打印功能； 支持将报表内容直接粘贴到 Excel； 可以按 Excel 文件输出报表； 可以按位图文件格式输出报表； 编辑界面灵活友好，除普通算术运算外，还应能支持面向业务的计算和统计能力。4.4.7 正向安全数据传输正向安全隔离数据传输要求能够实现 II 区系统
32、数据通过正向隔离装置传输到安全 III 区的功能，传输软件应能符合电力二次系统安全防护规定 。同时应满足国调的最新要求，装置反向应答字节数最多为 1 个字节。正向安全数据传输软件要求： 数据库动态同步； 手工数据补传； 网上实时数据同步； 报警； 辅助配置工具； 数据同步及数据验证。4.4.8 反向安全数据传输反向安全隔离数据传输要求能够实现 III 区系统数据通过反向隔离装置传输到安全 II 区的功能，传输软件应能符合电力二次系统安全防护规定 。同时应满足国调的最新要求，安全 III 区的文件必须为 E 语言格式的纯文本文件，反向隔离装置支持对 E 语言文件的内容与格式进行强内容过滤。反向安
33、全数据传输软件要求： 数据库动态同步； 手工数据补传； 网上实时数据同步； 报警； 辅助配置工具； 数据同步及数据验证。4.4.9 短信平台功能短信平台要求利用移动电话短信功能的方便快捷特性，根据短信平台定制策略，实时将水调系统中的特定数据信息通知给用户，同时提供系统数据查询、订阅功能。短信报警应实现如下功能： 数据越限、数据中断、数据不变化、数据报警解除； 网络设备通断； 数据库故障； 个别程序故障； 关键进程切换；短信查询应实现如下功能： 指定测点的实时雨水情数据； 指定测点的实时机组数据 指定测点的实时闸门数据 指定测点的历史雨水情数据； 指定测点的历史机组数据 指定测点的历史闸门数据
34、指定测点的发电计划数据 预定义数据组查询 天气预报发布4.4.10 WEB 浏览功能Web 服务器放在安全分区的区，通过专用物理隔离设备及防火墙以局域网方式与本系统互联，在其中集成水调自动化系统对外发布信息功能模块。WEB 浏览系统要求： 建立标准的 Web 站点，便于非本系统的用户利用浏览器工具调看本系统Web 服务器内容，并保证系统的安全； 水调信息发布免维护，即水调自动化系统的画面修改及信息变化后，同步 Web 服务器或数据服务器，无需在 Web 服务器或数据服务器上二次做工作； 分级用户权限控制，为不同权限的用户设置不同级别的访问权限，提供不同的数据、页面、图形和功能；提供用户方便的页
35、面编辑手段，各人机联系设备上的画面及报表应可经过适当的格式转换直接通过 Web 发布； 在保证系统运行安全的前提下，系统管理人员可通过特定的 Web 页面监视水调自动化系统运行，对系统进行基本的维护。4.4.11 基本应用功能1) 气象服务及水文、防汛信息通过数据采集处理系统，获取水文、气象及防汛信息，在数据库管理系统中存储管理此信息；通过人机界面即图形、报表系统以不同方式显示、浏览、查询上述信息。2) 水务计算及管理应能根据水量平衡原理定时进行重点水库的自动水务计算。自动水务计算软件应具备定时计算、手工反算、可视报表输出功能，同时，应实现算法文件和计算软件本身的分离，允许使用者通过定制新的算
36、法文件实现新接入水库的自动计算功能。水务计算软件要求： 采用可组态的设计方法； 计算量、计算参数可自定义； 可定时自动或手工计算； 以出入库平衡计算框架模型为基础； 内置发电流量、泄洪流量及其它计算函数库。3) 防汛信息及管理应通过人机界面中雨量分布图、报表、棒图、过程线等控件，组成实时流域图，进行汛情实时监视，配合预警子系统实现对系统各类数据地实时监视和报警，主要包括以下功能： 实时监视系统内各站点的来数情况，以表格、图形形式表示来报数据，分类统计并记录其情况； 实时水情监视与报警。以实时流域图为主，水位、流量过程线、表格等画面实时监视雨情；并通过报警子系统按水位、流量的越限标准判断，对数据
37、越限进行实时报警，并记录到数据库； 对水情信息采集、传输设备工况监视并报警，对泄水建筑物、水库运行的异常情况自动报警并记录。4) 可视监视应能实时在线监视水情系统各种动态水情数据、各个节点和网络情况，根据预先设定好的报警项目、限值和级别，发现有异常即自动报警，报警内容可自定义。可视监视应实现如下功能： 越限报警采用模块化设计，主要由报警服务端、报警客户端组成； 报警内容可增加、减少； 可对系统关键进程启停、网络通道终端恢复报警； 可分级设定报警级别； 具备报警确认机制； 具备报警时间记录机制； 支持以多种方式输出报警事件。4.4.12 高级应用功能1) 径流预报水库径流预报是根据预报对象的流域
38、特性、水文气象特性以及有关的水文要素等历史数据来预报入库来水。径流预报系统应与水调系统有机集成，实现如下功能： 径流预报软件具有自动（实时滚动） 、手动两种预报方式； 实时预报软件是全自动的：一经安装便能常年自动进行径流预报，并将预报结果存放在数据库里，以供其他应用软件随时调用。 采用 DEDNM 模型生成流域产汇流单元和水系； 采用实时校正技术对径流预报结果进行校正； 能够基于假想降雨进行径流预报； 参数优选； 具有良好的人机交互界面，预报结果允许人工修正和干预； 每一次径流预报的过程应能统计出该次洪水最大、最小流量，洪水历时时间，洪水总量； 预报精度（洪水预报）：达到国家标准 SL250-
39、2000水文情报预报规范甲等方案要求； 预报结果应能以图形、报表等形式反映给人机联系系统供监视及报表等。 具有良好的扩展性：径流预报软件应具有增加、修改、删除（或禁用）某个预报断面的能力； 具有良好的灵活性：径流预报软件应留有扩展接口，方便后期新电站入库预报接入，而保护前期投资。 径流预报软件应能与整个系统无缝集成，共享同一个数据库。短期来水预报结果数据应能以图形、报表方式显示。2) 发电调度应根据规划设计开发目标，运用原则结合水库综合利用要求，按当前的调度规则，在确保大坝安全的前提下，运用水库的调蓄能力，寻求科学合理的运行策略，从而实现有计划地对天然入库流量进行蓄泄，达到充分利用水能资源，使
40、水电站安全经济运行的目的。发电调度应实现如下功能： 具有多模型，可选择； 具有仿真调度功能； 以丰富的图形、报表显示短期优化发电调度制作方案； 考虑分时电价对发电收益的影响。 调度对象的可扩展性：考虑到后期水电站建成，发电调度软件应能方便加入水电站实施水库调度； 模型库的可扩展性：考虑到后期梯级水电站的形成，其模型计算方法需要改变，调度方式由单库变为多库，因此可通过扩展模型库来实现新功能的增加； 发电调度软件能够支持单库、梯级、多库（可组态）等多种调度方式，并预留接口方便后期水电站接入。 发电调度软件具有后期扩展为梯级发电调度的功能，而无需改动大量代码。 发电调度计划软件应能与整个系统无缝集成
41、，共享同一个数据库。短期发电调度计划结果数据应能以图形、报表方式显示。3) 防洪及综合利用调度防洪调度是根据流域洪水预报，历史洪水，不同频率的设计洪水数据以及水情测报的实时数据，基于水调数据管理系统和洪水调度模型，实现利用水库的蓄泄能力对入库洪水进行蓄泄控制、拦蓄洪水、削减洪峰、根除或减少洪水灾害，使洪水造成的损失最小。防洪及综合利用调度系统应实现如下功能： 多模式选择； 灵活方案编制； 方案管理； 结果输出； 调度结果可生成单独的本地数据文件，方便远程维护； 考虑梯级上下游水力联系和传播时间，按照各自水库的调度模式和防洪控制点要求进行调度； 多方案对比分析：实现当前洪水调度方案与历史洪水调度
42、方案的对比分析，包括特征值和过程值比较分析。 4) 实时调度应便于实时跟踪水电站及水库运行，及时了解由于电网需求、水情发生变化而导致电站异常运行的发生，方便进行调整，以提高水电站的水能利用。实时调度应实现如下功能： 进行趋势水位预测和可调出力计算； 对可能出现的弃水、破坏水库水位正常运行提出报警功能； 能够在 Web 上进行； 可对结果进行调整，下游电站还按照原有发电计划执行，调整结果不写数据库； 对异常情况提供后阶段计划参考值，但结果不反写数据库。5) 经济效益分析按照水库调度计算及评价规范（试行） 以及有关的经济分析方案进行效益分析4.4.13 系统及网络管理功能1) 不丢失数据的系统故障
43、切换和重启如系统某一节点出现故障（服务器宕机、交换机故障、通道异常等） ，系统应具备数据缓存的功能，在系统从故障中恢复后不出现丢失数据的现象。2) 系统配置及其控制应对系统配置的计算机设备、网络通信设备的工作状况在线监视和维护，统一实现操作权限分配核管理，根据客户不同的权限，给予不同的操作和资源许可。3) 用户管理应提供对应用系统管理的整套安全性管理功能，定义如下的权限管理体制： 用户； 用户组； 角色； 资源； 权限。4) 网络监视网络管理应实现对不同的拓扑结构及不同的物理和逻辑部分进行监控和分析，从而实现水调自动化系统网络的动态管理。4.2 工程配置原则 应与湖南省调现有系统无缝集成； 共
44、享湖南省调现有水调系统数据库； 充分利用湖南省调现有图形、报表等人机界面资源，易于操作，易于维护 利用湖南省调现有水调平台的系统安全管理工具，可以最大程度上保证系统的安全性。4.3 资水流域优化调度在资水流域优化调度水电站分中心接入，并且在保证电站分中心达到设计防洪安全标准和综合利用需求的基础上，通过骨干水电站的优化调度，合理安排水量的调配，实现流域、电站群的水量水头有效补偿；通过五天区间入库流量的滚动预报，提高下游水电站的水能利用；通过长期统一计划和统一滚动计划保证资水流域梯级电站的出力、电量满足电网安全运行和经济运行的需求；通过及时的调整，争取雨洪资源更加充分运用；实现全流域水情、预报信息
45、共享，在省调形成高效、灵活的资水流域优化调度平台。具体应实现如下功能： 在省调系统数据库的基础上建立完善的数据库，所有技术参数、调度参数、算法等都要求支持修改、删除、添加等功能； 数据点的命名规则及其他规则与目前水调系统规则一致； 保证系统完全与省调水调系统相结合； 优化调度软件的输入、输出、数据保存、文件保存、报表等功能应与目前水调系统完全一致； 整个软件运行于湖南现有的水调自动化系统中，在数据库、数据源、水调 Web 浏览等方面实现共享。同时，整个项目实现一体化运作，如长、中、短期套接运行、预报、发电和防洪衔接等； 从生产实际需要出发，软件能满足湖南水调正常业务的功能和技术要求，具有人性化
46、、无忧操作、可灵活配置等实用特点； 程序开发应采用面向对象的程序设计方法，使程序模块化，并形成可组态、积木式可拼装结构，便于软件功能及应用范围的扩充； 软件运行稳定，不出现异常情况，并且在软件运行中对异常输入具有导向提示功能；模型采用的算法具有较好的收敛性和计算稳定性； 在软件运行体系架构、软件设计思想和模型算法等方面代表行业内先进水平，具有示范的作用。具体表现在： 软件体系架构：采用灵活的软件集成模式，满足不同应用模块中不同的应用功能需求，并提供集集成、管理和扩充于一体的统一平台； 软件设计思想：采用可配置的设计方法，在不更改代码的前提下实现用户对人机交互界面、调度目标等的设置，并方便实现调
47、度电站对象的增减； 模型及算法：在深入分析需求基础上，采用先进的建模技术及程序编制技术，建立适合水库调度的模型库，实现计算模块的开发； 仿真模拟技术：通过大量的图表联动信息，实现对历史运行的模拟运行和提供当前显示方案对各活动因子人工干预的实时计算结果。 所开发软件将用于调度生产，要求成熟可靠，结果满意。五、建设效益5.1 经济效益资水流域优化调度的直接经济效益主要体现在提高水电站群的水能利用率，增加水电站发电量和电网公司的水电收购电量，以及减少火电机组的频繁启停而降低火电企业负担。（1）收集及时、全面的水情信息和准确的预测信息。使水库群运用得到提前调整，取得充分利用水量的效益，更好地发挥水库群
48、防洪减灾的作用，同时降低大坝拦洪运用的风险和水毁损失。（2）开展流域优化调度工作。通过对流域各梯级电站的水情、流量、出力数据的动态计算和运用，实现流域长、中、短期发电计划的相互协调，发挥各不同调节性能电站在水量与水头上的相互补偿，通过调节性能好的骨干水电站的中长期优化调度和合理安排年内水量的调配，实现电站群的水量与水头有效补偿；通过五天区间入库流域的滚动预报，制作各骨干水电站与下游日调节电站间的联合补偿发电计划，减少弃水，提高电站群的水能利用效率；通过长期计划和中短期滚动计划保证梯级电站群的出力、电量满足电网安全运行和经济运行的需求；将水库调度的各种物理变量，用适当步长进行水库调节计算，可得到
49、当前时段产值最高的运用方案；在省调水调自动化系统上，实现全省各流域的水情信息共享，逐步实现跨流域间的联合调整，形成高效、灵活的优化调度平台。（3）加强土壤含水量分析，使水库产流量预测精细化。流域的土壤含水量对水库后期降雨产流有十分显著的作用。利用逐日流域面降雨量、逐日入库流量逐日计算流域的土壤含水量，配合七天滚动天气预报滚动预测水库七天左右的入库流量过程，对水库的发电、防洪有十分重要的意义。（4）建立历史数据分析库。水文现象有显著的统计规律，利用数据分析技术，分析流域的各种时段、各种量级降水量、入库流量等出现的频率，再依据目前水情，天气预报，可以较好地指导不同时期的水位控制。（5）根据准确的水情预报信息，制定的水电机组运行方式、计划，可减少火电机组的起停次数与压出力调峰幅度，降低火电机组调峰成本和延长机、炉寿命。（6）统一的建设和管理有利于
