王全亮，張曉林，戈鵬

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

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基于智能聯(lián)合調(diào)度的流域梯級(jí)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(xué)商學(xué)院，成都610065；2.中航工業(yè)成飛民用飛機(jī)公司，成都610073）

［摘要］隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，人類社會(huì)也由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代步入了網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，信息發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，成為了管理的基礎(chǔ)、決策的依據(jù)，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)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(yīng)市場(chǎng)變化的一個(gè)重要戰(zhàn)略部署，水電企業(yè)調(diào)度進(jìn)行信息化的節(jié)奏越來(lái)越快，要求也越來(lái)越高，文章在智能聯(lián)合調(diào)度的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)流域梯級(jí)電站集控中心進(jìn)行信息化管理構(gòu)建，優(yōu)化了水電企業(yè)運(yùn)載生產(chǎn)、提升了管理水平、增加了企業(yè)效益。［關(guān)鍵詞］梯級(jí)電站；智能聯(lián)合調(diào)度；集控中心；信息化

1　流域梯級(jí)電站遠(yuǎn)程集控中心信息化管理的必要性及可行性分析

近年來(lái)，流域梯級(jí)電站遠(yuǎn)程集控中心（簡(jiǎn)稱集控中心）［1］在全國(guó)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(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。從目前集控中心的建設(shè)情況來(lái)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(shí)際運(yùn)行效果來(lái)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(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、流域整體調(diào)節(jié)性能未得到充分發(fā)揮等問(wèn)題［3］，因此流域梯級(jí)電站實(shí)行智能聯(lián)合調(diào)度［4］以及對(duì)集控中心進(jìn)行信息化管理迫在眉睫。

建立集控中心并對(duì)其進(jìn)行信息化可以充分發(fā)揮流域水能資源綜合效益，綜計(jì)資料表明，通過(guò)對(duì)梯級(jí)電站進(jìn)行集中控制，可優(yōu)化水庫(kù)長(zhǎng)期調(diào)度，使發(fā)電量增加1.5％～2％。另一方面，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站信息化集中遠(yuǎn)控，可大幅度降低運(yùn)行管理費(fèi)用。對(duì)集控中心進(jìn)行信息化，實(shí)現(xiàn)電站的“無(wú)人值班”（少人值守）運(yùn)行方式，將減少電站現(xiàn)場(chǎng)值班人員的配置及配套設(shè)施建設(shè)，從而降低電站運(yùn)行管理費(fèi)用［1］。

從20世紀(jì)60、70年代開始，設(shè)計(jì)、科研等部門就梯級(jí)電站聯(lián)合調(diào)度及優(yōu)化運(yùn)行課題，進(jìn)行了大量的理論探索和工程實(shí)踐，并取得了豐碩的成果；到80年代，我國(guó)已普遍實(shí)行水庫(kù)及水電站優(yōu)化調(diào)度。目前，成熟的計(jì)算機(jī)監(jiān)控、遠(yuǎn)程通信技術(shù)、遙感傳感等技術(shù)使大型電站群通過(guò)遠(yuǎn)距離集中控制實(shí)現(xiàn)聯(lián)合運(yùn)行成為可能。

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

2.1基于CPS的梯級(jí)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(jī)組發(fā)電調(diào)度由電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)，電網(wǎng)考核企業(yè)的主要指標(biāo)是企業(yè)發(fā)電設(shè)備的安全性、可靠性、穩(wěn)定性及投運(yùn)率等。這就使得企業(yè)的中心工作主要圍繞發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行、維修、檢修及水工建筑物來(lái)開展，形成了以保證電廠設(shè)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(kù)調(diào)度只能對(duì)電網(wǎng)調(diào)度及企業(yè)生產(chǎn)組織指揮機(jī)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(jī)，輕管水”［5］的生產(chǎn)管理模式。

梯級(jí)電站的遠(yuǎn)程集控中心智能聯(lián)合調(diào)度信息化管理將對(duì)企業(yè)原有的生產(chǎn)管理體制進(jìn)行改革，企業(yè)中心工作不僅局限于保證設(shè)備完好，而是追求企業(yè)的綜合效益最大化；遠(yuǎn)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程如圖1所示：流域調(diào)度集控中心首先通過(guò)由計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)來(lái)水量、發(fā)電量以及發(fā)電上網(wǎng)量進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，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(jì)劃及控制。

圖1　流域梯級(jí)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(gè)電站發(fā)電運(yùn)行過(guò)程中集控中心通過(guò)CPS的監(jiān)控反饋功能從各節(jié)點(diǎn)獲得流域?qū)崟r(shí)水情水位以及電站運(yùn)行信息，并對(duì)信息進(jìn)行解碼，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析，通過(guò)控制論技術(shù)對(duì)各物理實(shí)體進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的調(diào)整，以對(duì)各節(jié)點(diǎn)實(shí)行遠(yuǎn)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(dòng)，方案最優(yōu)”［5］的調(diào)度規(guī)則，來(lái)做進(jìn)一步的調(diào)度規(guī)劃。

2.2基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)的流域調(diào)度機(jī)構(gòu)信息化管理

對(duì)梯級(jí)電站進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，這就要求梯級(jí)電站群設(shè)置唯一的流域調(diào)度指令，對(duì)外要統(tǒng)一接受有關(guān)部門的調(diào)度指令，對(duì)內(nèi)要統(tǒng)一對(duì)電站的防洪、發(fā)電等進(jìn)行調(diào)度。各梯級(jí)電站通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及通信等技術(shù)建立與流域調(diào)度機(jī)構(gòu)的調(diào)度、通信、可視化監(jiān)控等的網(wǎng)絡(luò)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(jí)樞紐監(jiān)控系統(tǒng)。

智能聯(lián)合梯級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)作為企業(yè)內(nèi)一個(gè)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(guān)系；同時(shí)梯級(jí)電站實(shí)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(yuǎn)程集控生產(chǎn)模式信息化管理

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

3　總結(jié)

先進(jìn)可靠的梯級(jí)調(diào)度信息物理融合系統(tǒng)是梯級(jí)電站智能聯(lián)合調(diào)度實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，只有建立了完善的水庫(kù)調(diào)度、電力監(jiān)控、通信、水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)等現(xiàn)代化程度高的自動(dòng)化系統(tǒng)，才能保證遠(yuǎn)程集控中心信息化的順利實(shí)施。梯級(jí)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(jī)電網(wǎng)要求的規(guī)程、規(guī)范，并且還要滿足電網(wǎng)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和時(shí)效性的要求；此外梯級(jí)調(diào)度系統(tǒng)與企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)關(guān)系、行政體系也密切相關(guān)，必須緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度關(guān)系，形成梯級(jí)電站自動(dòng)化調(diào)度的能力。

主要參考文獻(xiàn)

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doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.03.047

［中圖分類號(hào)］F270.7

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

［文章編號(hào)］1673-0194（2016）03-0096-03

［收稿日期］2015-12-08

［基金項(xiàng)目］國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71371130）；四川省社會(huì)科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度項(xiàng)目（SC15A007）。

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