基于智能聯合調度的流域梯級電站集控中心信息化管理

王全亮，張曉林，戈鵬

（1.四川大學　商學院，成都　610065；2.中航工業成飛民用飛機公司，成都　610073）

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基于智能聯合調度的流域梯級電站集控中心信息化管理

王全亮1，張曉林2，戈鵬1

（1.四川大學商學院，成都610065；2.中航工業成飛民用飛機公司，成都610073）

［摘要］隨著信息網絡技術的高速發展與廣泛應用，人類社會也由工業經濟時代步入了網絡經濟時代，信息發揮著越來越重要的作用，成為了管理的基礎、決策的依據，對企業來說已經成為了一種重要的資源，信息化管理也成為水電企業適應市場變化的一個重要戰略部署，水電企業調度進行信息化的節奏越來越快，要求也越來越高，文章在智能聯合調度的基礎上通過對流域梯級電站集控中心進行信息化管理構建，優化了水電企業運載生產、提升了管理水平、增加了企業效益。［關鍵詞］梯級電站；智能聯合調度；集控中心；信息化

1　流域梯級電站遠程集控中心信息化管理的必要性及可行性分析

近年來，流域梯級電站遠程集控中心（簡稱集控中心）［1］在全國各地相繼建立，為電廠的生產管理模式注入了新的活力，“都市水電”也由夢想變成了現實。從目前集控中心的建設情況來看，雖然各有差異，但目的相同，都是為了追求企業的最大綜合效益［2］。從實際運行效果來看，也是比較成功的。集控中心已經成為流域水力發電企業生產調度的主要手段，但是，仍然存在流域水資源未得到充分利用、流域整體競爭力不強、流域整體調節性能未得到充分發揮等問題［3］，因此流域梯級電站實行智能聯合調度［4］以及對集控中心進行信息化管理迫在眉睫。

建立集控中心并對其進行信息化可以充分發揮流域水能資源綜合效益，綜計資料表明，通過對梯級電站進行集中控制，可優化水庫長期調度，使發電量增加1.5％～2％。另一方面，實現梯級電站信息化集中遠控，可大幅度降低運行管理費用。對集控中心進行信息化，實現電站的“無人值班”（少人值守）運行方式，將減少電站現場值班人員的配置及配套設施建設，從而降低電站運行管理費用［1］。

從20世紀60、70年代開始，設計、科研等部門就梯級電站聯合調度及優化運行課題，進行了大量的理論探索和工程實踐，并取得了豐碩的成果；到80年代，我國已普遍實行水庫及水電站優化調度。目前，成熟的計算機監控、遠程通信技術、遙感傳感等技術使大型電站群通過遠距離集中控制實現聯合運行成為可能。

2　流域梯級電站智能聯合調度遠程集控中心信息化管理構建

2.1基于CPS的梯級電站智能聯合調度信息化管理

在傳統電力體制下，機組發電調度由電網公司負責，電網考核企業的主要指標是企業發電設備的安全性、可靠性、穩定性及投運率等。這就使得企業的中心工作主要圍繞發電設備的運行、維修、檢修及水工建筑物來開展，形成了以保證電廠設備完好為核心的生產管理體系。在該體制下，企業的水庫調度只能對電網調度及企業生產組織指揮機構起到參謀作用，而不能發揮決策作用，造成水電企業“重電，輕機，輕管水”［5］的生產管理模式。

梯級電站的遠程集控中心智能聯合調度信息化管理將對企業原有的生產管理體制進行改革，企業中心工作不僅局限于保證設備完好，而是追求企業的綜合效益最大化；遠程流域調度集控中心成為流域開發公司的生產調度控制中心和生產信息中心；整個生產過程如圖1所示：流域調度集控中心首先通過由計算機技術、傳感技術、數據庫技術、RFID技術、RS技術、通訊技術等構成的信息物理融合系統（CPS）對來水量、發電量以及發電上網量進行準確的預測，將水位、水情、發電量以及用電量傳輸給智能聯合調度系統，在滿足防洪需要和保證綜合利用要求的前提下，依據調度規程編制調度計劃及控制。

圖1　流域梯級電站智能聯合調度集控中心信息化管理效果圖

在各個電站發電運行過程中集控中心通過CPS的監控反饋功能從各節點獲得流域實時水情水位以及電站運行信息，并對信息進行解碼，利用數據挖掘技術對信息進行分析，通過控制論技術對各物理實體進行實時高效的調整，以對各節點實行遠程智能控制，并將分析結果發送給水文防汛部門、電網調度部門及其他部門，根據“水電互動，方案最優”［5］的調度規則，來做進一步的調度規劃。

2.2基于現代網絡及信息技術的流域調度機構信息化管理

對梯級電站進行統一調度管理，這就要求梯級電站群設置唯一的流域調度指令，對外要統一接受有關部門的調度指令，對內要統一對電站的防洪、發電等進行調度。各梯級電站通過計算機技術、傳感技術、數據庫技術以及通信等技術建立與流域調度機構的調度、通信、可視化監控等的網絡連接，直接接受流域調度中心的調度命令，調度執行梯級樞紐監控系統。

智能聯合梯級調度機構作為企業內一個新興的職能部門，它的成立也必將改變企業原有的組織結構和電力生產組織管理關系；同時梯級電站實行智能聯合調度的也可能使企業行政管理邁向信息化，形成智能行政管理系統（在此不展開詳述）。

2.3遠程集控生產模式信息化管理

梯級電站的遠程集中監控和統一管理是梯級電站智能聯合調度的實現途徑，只有將各梯級電站的運行狀態信息等集中于統一的梯級調度機構，才能為梯級電站的智能聯合調度提供信息基礎和決策依據。梯級電站智能聯合調度在遠程集控生產模式下，流域調度機構成為了各梯級電站的遠程集中控制中心，所有梯級電站調度控制指令均由流域梯級調度機構下達并遠程執行，現場僅保留少數值守人員，也即采取“無人值班”或“少人值守”的運行方式。

3　總結

先進可靠的梯級調度信息物理融合系統是梯級電站智能聯合調度實現的關鍵，只有建立了完善的水庫調度、電力監控、通信、水情自動測報系統等現代化程度高的自動化系統，才能保證遠程集控中心信息化的順利實施。梯級調度系統作為水電企業的生產調度管理系統，需接入電網調度系統，因此必須符合機電網要求的規程、規范，并且還要滿足電網對調度自動化系統的安全性、可靠性、穩定性和時效性的要求；此外梯級調度系統與企業內的生產關系、行政體系也密切相關，必須緊密結合企業生產調度關系，形成梯級電站自動化調度的能力。

主要參考文獻

［1］胡浩遠，丁杰.對流域梯級電站遠程集控中心的幾點思考［J］.電子世界，2012（20）：49-50.

［2］徐剛，夏甜.基于改進與優化調度圖的梯級電站聯合調度［J］.水利水電科技進展，2014（3）：44-49.

［3］曾華.馬邊河流域梯級電站群聯合調度探討［C］//四川、貴州、云南三省水電廠（站）機電設備運行技術研討會論文集，2010.

［4］羊本勇.地方流域梯級電站聯合調度監控系統的實現［J］.四川水力發電，2007（5）：84-86.

［5］馬光文，雷定演.流域梯級水電站聯合優化調度的必要性及對節能減排的作用［J］.中國三峽，2013（5）：42-46.

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.03.047

［中圖分類號］F270.7

［文獻標識碼］A

［文章編號］1673-0194（2016）03-0096-03

［收稿日期］2015-12-08

［基金項目］國家自然科學基金項目（71371130）；四川省社會科學“十二五”規劃2015年度項目（SC15A007）。

［作者簡介］戈鵬（1971-），男，山西永濟人，四川大學商學院副教授，主要研究方向：RFID技術在景區內旅游的應用以及智能制造（通訊作者）。