張云鵬

摘 要：近年來，隨著水庫管理工作的信息化和自動化發(fā)展，水情測報系統(tǒng)在水庫防汛中得到了廣泛應(yīng)用，從而使水庫管理水平得到了提高?；谶@種認(rèn)識，文章對水情測報系統(tǒng)進行分析，并對該系統(tǒng)在水庫防汛中的運用意義和方法展開了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：水情測報系統(tǒng)；洪水調(diào)度；發(fā)電調(diào)度

中圖分類號：TV697.1+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0149-02

引言

利用水庫發(fā)電，還要做好水庫防汛工作，以便完成水庫的合理調(diào)度，進而使水電廠充分進行水能的利用。而采用水情測報系統(tǒng)，可以實現(xiàn)水庫自動化調(diào)度，并增強水庫運行的安全性和穩(wěn)定性。因此，還要加強水情測報系統(tǒng)在水庫防汛中的運用分析，從而更好地加強水庫管理。

1 水情測報系統(tǒng)概述

所謂的水情測報系統(tǒng)，其實就是水庫防汛調(diào)度信息的采集、監(jiān)測系統(tǒng)，能夠利用現(xiàn)代化遙測技術(shù)、通訊技術(shù)等技術(shù)完成各種水文信息的準(zhǔn)確采集，并完成水情的預(yù)報，從而使水庫防汛工作得到有效開展。從結(jié)構(gòu)上來看，該系統(tǒng)由水庫管理中心站、上下游各類測站及控制站、河道流域各類檢測站構(gòu)成。其中，中心站由遙測終端、服務(wù)器防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工作站等構(gòu)成，能夠完成各測站數(shù)據(jù)的接收、管理和分析。而各檢測站可以完成降雨量、水位等數(shù)據(jù)的采集，并利用有線或短波等方式完成數(shù)據(jù)發(fā)送。通過連接各類測站及控制站，則能完成各種數(shù)據(jù)的自動測量。就目前來看，水情測報系統(tǒng)已經(jīng)在水文實時信息采集、洪水預(yù)報和防洪調(diào)度等方面得到了應(yīng)用。

2 水情測報系統(tǒng)在水庫防汛中的運用意義

2.1 實現(xiàn)水庫自動化調(diào)度

在水電廠水庫防汛工作中，過去需要通過信息采集、傳遞、收集和處理等多個流程完成水文信息工作，所以難以完成信息的及時獲取，繼而難以實現(xiàn)水庫的科學(xué)調(diào)度。受這一因素的影響，水庫水能無法得到充分利用，給水電廠發(fā)電帶來了較大損失。而運用水情測報系統(tǒng)，能夠利用先進技術(shù)及時完成相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，并結(jié)合自動采集得到的水文情況和氣候情況生成直觀圖表，加強對水庫汛期的實時掌控，進而使水庫能夠?qū)崿F(xiàn)自動化調(diào)度[1]。因此，運用水情測報系統(tǒng)，能夠使水庫自動化調(diào)度工作得到更好開展，從而使水電廠水能利用率得到有效提高，進而為水電廠帶來更多的經(jīng)濟效益。

2.2 增強電網(wǎng)運行可靠性

在傳統(tǒng)水庫防汛工作中，需要由基層人員利用專用設(shè)備完成水文數(shù)據(jù)采集。而由于采集過程較為復(fù)雜，得到的數(shù)據(jù)信息也具有內(nèi)容復(fù)雜的特點，所以容易出現(xiàn)讀數(shù)、計量錯誤，從而導(dǎo)致后期數(shù)值的測算出現(xiàn)較大誤差。將這些數(shù)據(jù)用在水庫防汛調(diào)度中，則將導(dǎo)致水利發(fā)電機組的運行出現(xiàn)波動，進而給電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性帶來不良影響。運用水情測報系統(tǒng)，則能采用先進的技術(shù)完成水文信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，并利用科學(xué)通訊技術(shù)完成數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸，最終利用計算機完成數(shù)據(jù)的科學(xué)計算，從而使水庫防汛調(diào)度工作得到科學(xué)開展。因此，運用水情測報系統(tǒng)，能夠減少水利發(fā)電機組的運行波動，使電網(wǎng)運行保持較高的穩(wěn)定性。

2.3 提高水庫使用安全性

在水電廠水庫防汛工作中，未能科學(xué)完成水庫防汛調(diào)度，將導(dǎo)致汛災(zāi)的發(fā)生，進而給水電廠生產(chǎn)運營帶來較大的安全威脅。而運用水情測報系統(tǒng)，能夠自動完成水情的測報，并提供準(zhǔn)確的水情信息，所以能夠為水庫防汛提供技術(shù)支撐。在水庫調(diào)度管理的過程中，利用該系統(tǒng)指定科學(xué)的管理決策，則能使水庫防汛工作得到有序開展，確保水庫防汛功效的充分發(fā)揮，進而為水電廠的生產(chǎn)運營提供更多安全保障。

3 水情測報系統(tǒng)在水庫防汛中的實際運用

3.1 系統(tǒng)體系布置

在水庫防汛中運用水情測報系統(tǒng)，還要完成系統(tǒng)體系的合理布置。具體來講，就是要完成中心站、各類測站和檢測站的布置，以確保系統(tǒng)能夠正常運行。首先，可以利用遙測前置機、數(shù)據(jù)通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用工作站等設(shè)備、設(shè)施完成中心站的布置，以確保系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)接收、分析和水情預(yù)報，并完成水庫運行調(diào)度、信息發(fā)布等任務(wù)。其次，可以結(jié)合實際情況完成多個水位雨量站、雨量站和個水位站的設(shè)置，以完成各測點水、雨情實施數(shù)據(jù)的采集和提供。在各測站布置時，為使裝置保持實時待機狀態(tài)，可以采用太陽能電池供電，以便使裝置耗電量多的問題得到解決，繼而使系統(tǒng)保持高效的數(shù)據(jù)傳輸效率。再者，在各測站及控制站的布置上，可以使用遠(yuǎn)程控制終端、水位計、數(shù)據(jù)傳送裝置等，以加強數(shù)據(jù)信息的傳輸管理。通常的情況下，遙測站覆蓋面積較小，還應(yīng)利用VHF短波通訊模式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并使用多級中繼組網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，以免數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)錯碼、掉包等問題，進而使系統(tǒng)運行保持較高的穩(wěn)定性[2]。此外，水電站水庫多處在山區(qū)，還要采取防雷措施，以免雷電給系統(tǒng)帶來損害。具體來講，就是要在室外各測站完成避雷針的安裝，并在機房完成避雷器的安裝，同時加強接地電阻連接。使用的避雷設(shè)備擁有較強過流能力，并且泄流時間較短，能夠為系統(tǒng)提供有效保護。

3.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

在水情測報系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計上，可采用三層軟件結(jié)構(gòu)，即客戶端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，從而分別為用戶訪問系統(tǒng)、業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)、數(shù)據(jù)信息存儲和優(yōu)化提供支持。在中心站軟件系統(tǒng)建設(shè)中，需設(shè)計界面層、數(shù)據(jù)庫層和業(yè)務(wù)邏輯層等多種平臺，從而分開完成數(shù)據(jù)訪問、存儲和分析，并加強系統(tǒng)范圍和功能的定義。在不同的運行環(huán)境中，可以采用不同的配置方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以滿足不同用戶的系統(tǒng)使用需求。此外，系統(tǒng)可以采用模塊化結(jié)構(gòu)，按照功能完成各模塊的劃分，并完成模塊間的無縫集成。采用該種軟件結(jié)構(gòu)，能夠使系統(tǒng)具有通用、可靠和便于擴展、升級的特點，能夠體現(xiàn)系統(tǒng)的先進性。

3.3 系統(tǒng)信息通信

采用系統(tǒng)實現(xiàn)信息通信，在水庫水文情況發(fā)生改變的情況下，各遙測站將完成水情信息的自動采集。而即便水庫水文情況未發(fā)生變化，每隔一段時間，系統(tǒng)也將采集水情信息。在對遙測站信息進行接收時，各類測站及控制站能夠完成數(shù)據(jù)的異地備份，中心站則能完成信息實時接收，并對信息展開統(tǒng)一分析。利用獨立接收裝置，水調(diào)系統(tǒng)可以完成要測數(shù)據(jù)的直接接收。與此同時，借助防火墻系統(tǒng)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，防汛預(yù)警系統(tǒng)也能獲得有關(guān)數(shù)據(jù)。通過廠房發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，測報系統(tǒng)則能獲得機組發(fā)電數(shù)據(jù)，然后利用中心站數(shù)據(jù)服務(wù)器完成各種數(shù)據(jù)的綜合分析，以完成水庫運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一計算。此外，利用通訊接口，系統(tǒng)能夠為水庫調(diào)度決策的制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。從整體上來看，采用水情測報系統(tǒng)，各站點將采用不同的信息傳輸方式。在進項測量方面，各站點采用短波傳輸方式完成數(shù)據(jù)傳輸。在中心站與控制站之間，則可以采用光纖完成數(shù)據(jù)傳輸。

3.4 系統(tǒng)功能組成

從系統(tǒng)功能組成上來看，系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)計算、水庫調(diào)度、綜合查詢、報表管理和洪水預(yù)報等功能。在這幾個模塊中，洪水預(yù)報為主要功能，可以根據(jù)流域水文特性完成防汛調(diào)度決策的制定，并實現(xiàn)對水庫的安全運行管理。該模塊采用河系預(yù)報和江模型這兩種方案，前一種主要進行河系預(yù)報，同時需完成降雨徑流預(yù)報。通過在河系預(yù)報中引入其他預(yù)報模型成果，則能起到相互補充的作用，進而使系統(tǒng)完成高精度預(yù)報工作。在水庫調(diào)度方面，系統(tǒng)不僅能夠完成洪水調(diào)度，同時也能完成發(fā)電調(diào)度。利用系統(tǒng)實現(xiàn)洪水調(diào)度，主要的目的是確保大壩安全，并且有效減少上下游淹沒損失。而想要達(dá)成這一目的，應(yīng)加強水庫蓄洪量和分洪量的管理[3]。按照防洪庫容最小的原則，在汛期需要使水庫高水位歷時盡可能縮短，以確保水庫水位能夠達(dá)到汛限水位，進而更好地預(yù)防大洪水的出現(xiàn)。在發(fā)電調(diào)度方面，系統(tǒng)將以實時徑流、負(fù)荷和水文等三方面的預(yù)報成果完成發(fā)電效益分析，以達(dá)到綜合效益最大化的目標(biāo)。結(jié)合采集的各種數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)會采用優(yōu)化調(diào)度算法進行計算，確保電站發(fā)電調(diào)度規(guī)程和綜合要求得到滿足，然后結(jié)合當(dāng)前發(fā)電形勢完成發(fā)電調(diào)度計劃的調(diào)整，進而完成發(fā)電調(diào)度決策。

4 結(jié)束語

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，在水庫防汛中運用水情測報系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水庫自動化調(diào)度，還能增強水庫運行的安全性和穩(wěn)定性，所以能夠提高水電廠發(fā)電效率，為水電廠帶來更多經(jīng)濟效益。在實際運用該系統(tǒng)的過程中，還要做好系統(tǒng)體系布置和軟件結(jié)構(gòu)及通信設(shè)計，以便使系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮各項功能，進而使水庫在汛期保持安全可靠的運行狀態(tài)。

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