黃位烘

(清流優(yōu)恩電力有限責任公司，福建 清流 365300)

1 電站水情簡介

電站自投產(chǎn)以來水文資料完全采用人工計算，需查找3-4個數(shù)據(jù)表后再經(jīng)計算，才能算出水庫入庫及出庫流量等所需的水文數(shù)據(jù)，計算結果準確率低，速度慢，運行人員為此花費不少時間[1]。特別是每年的主汛期，因庫容小，水庫入庫流量變化大(電站為日調節(jié))，有時甚至10分鐘就要計算一次，造成運行中水文把控不準，水庫預先安排騰庫不及時或蓄水太慢等影響水源的合理利用，電量無意中損失甚至危及上下流農(nóng)田及村莊[2]。每年的主汛期，運行人員需安排一人專職計算水文情況，以并及時采取應對措施，確保電站的水情調度合理安全。

2 制作軟件的初期目的

針對電站存在的問題，能否利用現(xiàn)有的中控后臺軟件，自編一套程序，能代替運行人員重復繁瑣的查表計算工作？

工作中正好學到一些編程(VB)知識，并與中控后臺軟件廠家編程人員聯(lián)系，自編一套軟件。經(jīng)軟件多次調試并投入試運行，許多功能不很理想，只能實現(xiàn)自動采集數(shù)據(jù)，查表計算得出電站實時水文數(shù)據(jù)，形成報表并保存在電腦數(shù)據(jù)庫中隨時備查，也可打印輸出到表，從而減輕了運行人員用人工查表計算填寫的工作。

3 軟件編程的思路與步驟

3.1 電站必須有自己的三個水情數(shù)據(jù)表，并與數(shù)據(jù)庫總表鏈接

3.1.1 數(shù)據(jù)庫鏈接總表

數(shù)據(jù)庫鏈接總表如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫鏈接總表

3.1.2 水庫庫容表

水庫庫容表如圖2所示。

圖2 水庫庫容表

3.1.3 機組耗水表

機組耗水表見圖3。

圖3 機組耗水表

3.1.4 閘門開度排水表

閘門開度排水表見圖4。

圖4 閘門開度排水表

3.2 數(shù)據(jù)的采集與處理

計算電站水情還需要有水庫上游水位、電站尾水水位、機組的有功負荷(關公凹發(fā)電廠兩臺機組)及排水閘門開度(三扇閘門)，合計7塊表的數(shù)據(jù)，電站現(xiàn)用的配套表計廠家及型號如下：

1)水位測控儀：：TDS-34A67(0-30m)，rs485,6位數(shù)顯，要求精確到小數(shù)點第2位，即厘米級(三明市無線電八廠生產(chǎn))。

2)壓阻式壓力(液位)變送器： TDSB-416，(0-30m)(三明市無線電八廠生產(chǎn))。

3)閘門開度顯示儀：FSX210B-12B0Y1/F。

4)機組有功負荷表(由機組測控單元箱提供)。

5)設備連接圖如圖5所示。

圖5 設備連接圖

數(shù)據(jù)實時顯示在表中(見圖6)，正常情況下間隔每一小時采集一次，因特殊情況，表計還可根據(jù)需要半小時或20分鐘，甚至10分鐘采集一次，還可以用手工輸入數(shù)據(jù)。

圖6 數(shù)據(jù)實時顯示

3.3 數(shù)據(jù)定義與查表

數(shù)據(jù)的采集后必須進行定義，使計算機能認識到數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)有數(shù)據(jù)條件一致，才能輸出正確數(shù)據(jù)，以免錯誤或報數(shù)據(jù)不正確，計算機無法解決出現(xiàn)計算錯誤，所以此步至關重要，關系到下一步及整個軟件的核心問題。

1)首先考慮數(shù)據(jù)取整，對水庫上、下游水位需精確到小數(shù)點兩位(即厘米)，機組的凈水頭由上、下游水位之差而得，機組的有功負荷精確到100kW，閘門的開度精確到小數(shù)點一位(即分米)。

2)根據(jù)整理后的數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)庫中已知的條件，可查出以下3個數(shù)據(jù)：①根據(jù)上游水位對應查表出現(xiàn)有的水庫庫容方數(shù)，m3；②根據(jù)凈水頭與機組的有功負荷兩個數(shù)據(jù)對應查表出各機組的耗水，m3/s；③根據(jù)閘門開度與凈水頭兩個數(shù)據(jù)對應查表出各閘門的排水，m3/s。

3.4 數(shù)據(jù)分析計算

將表計數(shù)據(jù)與查表得出的數(shù)據(jù)進行計算是軟件開發(fā)的關鍵工作，根據(jù)原始數(shù)據(jù)及查表得出的各數(shù)據(jù)作為計算的依據(jù)，整個計算過程如下：

1)第一次保存的原始數(shù)據(jù)不進行任何計算，也就是軟件第一次運行采集第一套數(shù)據(jù)僅保存為下一次數(shù)據(jù)為基礎對比，此數(shù)據(jù)有表計數(shù)據(jù)顯示的7個表的數(shù)據(jù)和查表得到的3個數(shù)據(jù)。

2)第二次表計數(shù)據(jù)與查表得到的三個數(shù)據(jù)就必須進行對比了，首先計算水庫這個小時與上一個小時的庫容差，即動態(tài)的數(shù)據(jù)，也是實時變動數(shù)據(jù)的基礎。

3)庫容差有可能是正也可能是負，其值除以時間間隔值，s，就得出庫容偏差值，m3/s。

4)出庫流量=機組總耗水+閘門總排水。

5)入庫流量=機組總耗水+閘門總排水+庫容差(±)。

3.5 數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫

每進行一次數(shù)據(jù)的采集、查表到計算由軟件編程實現(xiàn)，一步到位，并將需要的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與表格相聯(lián)實時顯示，以供運行人員了解電站的入出庫流量，更好的調整機組的負荷，做到高水頭，高效率運行，真實現(xiàn)本軟件的功用，見表7。

圖7 數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫

4 軟件的進一步深化設計

1)根據(jù)電站上游的來水情況，對機組實現(xiàn)自動升降有功負荷

軟件能自動分析電站上游的來水情況，并預定一個合理高水位，根據(jù)前一時點與后一個時點的數(shù)據(jù)對比，發(fā)出一個增或減命令給當前機組狀態(tài)進行升降有功負荷。來水變化不大，判斷維持原狀，時點與時點相聯(lián)形成曲線，負荷設定上下限，機組負荷遇上下限時語音報警或發(fā)短信通知值守人員，真正實現(xiàn)水電站無人值班少人值守，多發(fā)少損，高效運行。

2)根據(jù)電站上游的來水情況，實現(xiàn)水情預警并對排水閘門實現(xiàn)自動開閉操作

軟件經(jīng)進一步深化設計實現(xiàn)水情預警功能，電站水庫運行數(shù)據(jù)達到各臨界點時進行報警，如水位超高或偏低報警、來量在一個預定的時點內(nèi)忽增過量發(fā)出報警，排洪過量報警等等。

在設備完成可靠下，確定上游雨情，根據(jù)電站上游的來水情況經(jīng)水情預警后，結合電站的防汛議案要求，實現(xiàn)對排水閘門自動開啟操作。軟件同時能自動分析此時應該開啟多少開度，并即時發(fā)出開閘命令，維持上游水庫水位，保證在合理的水位段運行，來水遞減后預留緩沖空間，軟件又自動分析此時應該關閉多少開度，并發(fā)出關閘命令。

5 軟件運行平臺

1)軟件在WINDOWS XP系統(tǒng)中開發(fā)編寫。

2)以湖南長沙華自后臺軟件MTC5.0中并列運行。

6 結 語

軟件編程經(jīng)試運行后穩(wěn)定可靠，對表計的提供的原始數(shù)據(jù)要求較高。一旦提供數(shù)據(jù)不精確，計算結果將無法滿足運行中的需。解決的方法：數(shù)據(jù)出錯可實現(xiàn)報警提示，也可進行人工輸入數(shù)據(jù)。

軟件的投入從根本解決了運行人員最原始的手工計算，減輕了繁瑣的工作。在設備完全可靠下能實現(xiàn)機組自動升降有功負荷，為電站帶來長遠的效益。軟件進一步的深化開發(fā)，還可以實現(xiàn)水情預警及排水閘門自動開閉操作，真正達到水電站無人值班少人值守，遠程操控。