飞来峡水利枢纽水情遥测预报和调度系统.doc

飞来峡水利枢纽水情遥测预报和调度系统一、北江飞来峡水利枢纽水情遥测预报和调度系统的规模和通信布网广东省北江流域飞来峡水利枢纽过去建有一套超短波水情遥测和调度系统，该系统由欧洲联盟委员会无偿兴建，共包括41个遥测站、7个中继站、1个中心站和3个远程洪水信息分中心。系统采用查询/应答方式，中心站的主控机与洪水预报调度计算机为局域网连接。飞来峡水利枢纽是以防洪为主，兼有发电、航运等效益的综合利用的大型工程。为了在汛期充分利用来水多发电的同时使上下游城市防洪不受影响，飞来峡要根据上下游水量采用变动库水位运行方式，因此加强水情遥测预报和防洪调度系统就显得十分必要。新建系统在原来的基础上增加23个超短波遥测站、11个Inmarsat-C卫星遥测站、4个超短波中继站、2个超短波/卫星中继站以及1个主控中心站(广州)和1个分中心站(飞来峡)、1个监控站(韶关)。原有的超短波系统基本维持不变。在广州中心站的协调控制下，形成新旧两个相对独立运行的超短波系统和一个由Inmarsat-C卫星系统组成的水情遥测系统。二、水情遥测设备配置和功能要求北江飞来峡水利枢纽水情遥测预报和调度系统(以下简称飞来峡系统或本系统)规模较大，功能要求较全，本文只能就一些主要部分的设计做简单介绍。水情遥测部分的设备主要配置包括：数据终端RTU、各式水文传感器、卫星终端机、超短波电台、各式天馈线、供电组(包括蓄电池组和太阳能光板)、同轴避雷器、电话线路MODEM等。本系统采用摩托罗拉公司的RTU，该公司的MOSCAD RTU是由微处理器控制的通用设备，优化设计用于对远端设备的监控。它提供多种拔插式模板，并根据需要配以相应的电源和通信设备。MOSCAD RTU的软件分为二个部分：第一部分为操作系统软件，包括资源管理、任务调度、函数运算、网络协议等；第二部分是系统配置软件，包括I/O定义、网络结构定义、通信方式定义等；第三部分是应用软件，这部分决定RTU的测控及通信功能。本系统的Inmarsat-C卫星移动终端采用欧洲丹麦创可创公司的TT-3022C卫星平台，Vsat小站采用美国体斯公司的Vsat TES和Vsat PES5000卫星平台。本系统的遥测站有自报式和自报/应答兼容两种，其功能基本上与常规标准相同，但与国内普遍采用的遥测站功能的主要区别在：它具有现场显示和固态存贮器装置，兼容各种通信方式，传输速率较高，超短波单频组网智能化管理等。三、计算机网络水情调度自动化系统计算机网络水情调度系统，不仅要完成流域内水情信息的实时采集、处理和洪水预报，而且要对大量的数据建库，并进行计算分析和数据库管理(包括实时数据库和历史数据库)，实现计算机网络联调功能。这样一个水情调度联网系统的功能应包括：数据采集和处理、系统监测、远程数据通信、数据统计和计算、数据库管理及画面显示和打印输出等。北江飞来峡水利枢纽水情遥测预报和调度系统的广州主控中心、飞来峡分中心和韶关监控站都采用中国水利水电科学研究院自动化所为水电行业监视控制系统开发的一种全新、全分布开放式、面向对象的计算机监控H9000系统。广州主控中心计算机系统，建立一个基于目前流行的客户机/服务器结构、以高速大容量计算机组成的局域网系统为主要设备的电脑信息系统。新建的计算机网络系统是以中心服务器计算机(集群)为核心，通过各种网络设备，组成一个由中心服务器计算机(集群)、卫星地面站、微波终端站、辅助遥测主控站、各种工作站、交换器、路由器、集线器和打印机服务器所组成的以太网系统，然后通过网络二级交换机，把原北江水情遥测和调度系统联结在起，组成一个分层分布式的计算机网络系统。飞来峡分中心计算机系统提供现场实时联机查询分析水情信息，进行洪水预报和调度作业，开展水库正常运行和发电调度，采用客户机/服务器结构的计算机局域网系统，通过网络路由器与飞来峡水利枢纽电站计算机监控系统相联，通过网络二级交换机与飞来峡水利枢纽闸门计算机监控系统相联，并与广州主控中心通过网络路由器、主交换机、卫星小站、微波干线、帧中继等多种通信手段组成广域网。韶关监控站用于及时掌握上游站点工作状态，共享水情信息。通过卫星小站、超短波电台、程控拨号电话线路，接收上游遥测站点水情信息、并与广州主控中心、飞来峡分中心联成广域网，互通信息。水情调度自动化系统的主要功能：1数据采集和处理一个完整的水情调度网络系统。它收集的数据除自动遥测的雨量、水位等实时数据外，还包括通过人工置数由遥测系统或其他通信方式提供的流量、流速、水库水位和其蓄水量、发电流量、泄洪流量、闸门开度、机组出力等其他计算机子系统提供的相关数据。这些数据都经过各子系统采集后进行有效性和合理性判断及格式化处理，并接入系统网络调度中心录入实时数据库。2系统运行监测网络调度系统对所管辖的水库实时运行参数进行监测，对其中的一些重要参数进行越限报警及复限提示。同时对流域降雨分布、河段流量、闸门状态、泄洪量及机组运行情况等制作监视画面。3数据统计和计算对实时采集的数据进行定时统计和计算，包括对各类水情数据(雨量、水位等)、水量数据(人库流量和水量、出库流量和水量、机组耗水、泄洪)，按日、月、年统计和计算。本系统也对气象数据、发电量等相关数据进行统计计算。所有这些统计计算结果均存人数据库，供随时监视和查询。4数据库管理数据库管理是系统管理的一个重要部分。数据库按其性质分类，可归纳为实时数据库和历史数据库两大类。实时数据库包括遥测数据或应用功能软件的计算结果和中间数据，应能对实时数据库进行存放、读取、修改等功能操作；历史数据库包括历史性水情、水文和气象数据，应能定期将记录组成历史文件，并能进行存放、调阅及增删、转存等操作。5远程数据网络通信内部各设备之间的数据通信由网上连接，采用以太网结构。系统的重要信息(如遥测数据、洪水预报结果及河段、水库的水位等)需要上报上级单位或与其他相关计算机系统进行数据交换。网内和网外的通信，包括数据采集和数据网络通信应支持多种通信方式，它支持超短波、卫星广域网、局域计算机网、地面微波广域网及公共X.25分组交换网和程控电话线路等各种通信方式。6人机界面设计及系统自检和设备切换本系统采用开放式人机界面和图形软件，直观简便，方便用户。为保证系统运行的可靠性，系统内包含的子系统都具有自检和互检功能，并采用模块化。对系统的重要设备采用冗余配置，并具有软件、硬件检测和切换功能。四、雨水情分析软件北江飞来峡水利枢纽水情遥测预报和调度系统的雨水情分析软件是系统的应用软件之一。通过使用该软件模块，及时掌握整个流域及各区分片的实时雨水情，准确地预报未来洪峰洪量的情况，帮助运行人员作出正确调度决策。5