水庫水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)研究

摘要：小水電站、水庫分布廣、數(shù)量多，由于水電站發(fā)電裝機(jī)、水庫庫容規(guī)模小，運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)不健全，安全運(yùn)行管理不到位，如發(fā)電運(yùn)行人員責(zé)任心不強(qiáng)，勢必影響電站發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。安裝上水庫、水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)后，電站業(yè)主或管理人員便可在辦公室、家里或出差在外，隨時(shí)都可以上網(wǎng)瀏覽查詢所要查訊的電站、水庫的一切資料和運(yùn)行數(shù)據(jù)。做到監(jiān)督、指導(dǎo)水庫、水電站運(yùn)行，達(dá)到電站運(yùn)行效益最大化。本系統(tǒng)已得到國家專利證書。

關(guān)鍵詞：水庫；水電站；運(yùn)行數(shù)據(jù)；監(jiān)測系統(tǒng)

中圖分類號：U214.7+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

水利水電建設(shè)管理歷史以來都是采用原始傳統(tǒng)模式，缺乏科學(xué)管理手段，運(yùn)行數(shù)據(jù)無法保存，數(shù)據(jù)在時(shí)空上的變化無法比擬。農(nóng)村水電站地處偏遠(yuǎn)，山高路遠(yuǎn)，交通不便，電站業(yè)主由于其他業(yè)務(wù)長期不到電站現(xiàn)場管理監(jiān)督現(xiàn)象普遍存在，電站運(yùn)行任憑發(fā)電運(yùn)行人員操作。在庫水位很低時(shí)，本不該發(fā)電或限出力發(fā)電，部分發(fā)電運(yùn)行工圖以省事，以滿負(fù)荷出力，縮短發(fā)電時(shí)間提早下班或回家，以致發(fā)電效率低，減少發(fā)電量；或水庫高水位，本該發(fā)電，但運(yùn)行工遲遲不到崗，以致降雨發(fā)生水庫溢洪，也會(huì)減少發(fā)電量；電站發(fā)電設(shè)備缺損、失靈，不安全隱患比比皆是。為了解決電站業(yè)主對電站管理的不到位，又能了解、指導(dǎo)、監(jiān)督電站運(yùn)行工發(fā)電運(yùn)行，提高電站經(jīng)濟(jì)效益，本人經(jīng)過多年研究，設(shè)計(jì)出一套降雨、水庫水位、電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)工作原理

電站、水庫側(cè)裝一有計(jì)量、采集、上傳功能的終端，通過無線裝置傳送至接收主站，通過主機(jī)處理進(jìn)入專設(shè)網(wǎng)站，各電站業(yè)主和管理人員通過電腦、手機(jī)上網(wǎng)，根據(jù)各自用戶名及密碼進(jìn)入自己電站網(wǎng)頁進(jìn)行瀏覽，瀏覽本流域內(nèi)雨量站的降雨量、水庫水位及庫容、本電站發(fā)電運(yùn)行實(shí)時(shí)情況；根據(jù)上游降雨、水庫現(xiàn)有庫容、計(jì)算機(jī)給出的電站出力指導(dǎo)性曲線，電站管理人員可發(fā)出發(fā)電出力指導(dǎo)性指令。不可上網(wǎng)的手機(jī)也可通過短信形式了解自己電站的發(fā)電運(yùn)行實(shí)時(shí)情況。

3 水庫、水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)容

本地（全國）各電站發(fā)電運(yùn)行中的電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、電量（分時(shí)、日、月、年的峰、谷電量）；本地雨量站的雨量遙測數(shù)據(jù)；本地（全國）各水庫運(yùn)行的各時(shí)段的水位和庫容；根據(jù)本地雨量遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析水庫水位運(yùn)行情況，為水電站防洪調(diào)度、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)，以及為水庫調(diào)度部門和電力調(diào)度部門提供決策依據(jù)，并為水電站正確處理防洪、發(fā)電、灌溉、供水等方面的關(guān)系，發(fā)揮水能綜合利用和水電站綜合效益提供物質(zhì)保證。

4 進(jìn)入該系統(tǒng)后，有3項(xiàng)內(nèi)容對話框

水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)；水雨情發(fā)布系統(tǒng)；水庫運(yùn)行實(shí)時(shí)水情。

進(jìn)入水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)對話框后，將展開一張地圖，地圖上分布著本地水電站站址按鈕點(diǎn)，按下按鈕點(diǎn)，將彈出該電站3個(gè)對話框：圖片對話框（其中有電站、水庫建筑物照片3-5張）、電站特性表對話框（特性表包含電站、水庫工程特性數(shù)據(jù)）、電站運(yùn)行數(shù)據(jù)對話框（可展示各電站不同形式表示的實(shí)時(shí)電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、電量數(shù)據(jù)）。泰順縣地圖外的水電站資料查詢按水庫、水電站運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)主頁中的水電站運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)按鈕，進(jìn)入信息查詢即可查到相關(guān)內(nèi)容。

進(jìn)入水雨情發(fā)布系統(tǒng)對話框后，將展開一張地圖，地圖上分布著本地雨量站站址點(diǎn)，標(biāo)有站名，站名點(diǎn)邊標(biāo)有降雨量數(shù)據(jù)，打開站點(diǎn)可看到降雨過程柱狀圖。地圖下方列有本地雨量站分時(shí)段雨量統(tǒng)計(jì)值。可了解本地分時(shí)段降雨情況。

進(jìn)入水庫運(yùn)行實(shí)時(shí)水情對話框后，將展開一張地圖，地圖上分布著本地水庫庫址點(diǎn)，標(biāo)有水庫名稱，庫名點(diǎn)邊標(biāo)有庫水位數(shù)據(jù)，打開站點(diǎn)可看到庫水位過程線。地圖下方列有本地各水庫水位、庫容等特征值。可了解當(dāng)前庫水位、庫容等情況。泰順縣地圖外的水庫資料查詢按水庫、水電站運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)主頁中的水庫運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)按鈕，進(jìn)入信息查詢即可查到相關(guān)內(nèi)容。

根據(jù)電站水庫流域內(nèi)的多個(gè)雨量站降雨量過程實(shí)測數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)模型計(jì)算，可得出本流域來水過程線及來水總量；根據(jù)本水庫現(xiàn)有庫容、來水過程線及來水總量可得出電站未來發(fā)電出力指導(dǎo)數(shù)；水庫高水位或發(fā)電控制最低水位，系統(tǒng)將發(fā)出警告，引起發(fā)電人員的注意。預(yù)知降雨及來水，充分利用水資源，提高水電站發(fā)電能力，發(fā)揮水電站最大的經(jīng)濟(jì)效益。

水電站監(jiān)控系統(tǒng)終端，綜合大量用戶的實(shí)際需求，參照國內(nèi)、外的先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)研制的。設(shè)計(jì)上采用模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)拼接，包括獨(dú)立完善的多功能電能表計(jì)量模塊；獨(dú)立的采用ARM芯片控制的GPRS/CDMA通訊模塊；獨(dú)立的采用ARM技術(shù)的功能處理模塊，確保計(jì)量處理的可靠性和數(shù)據(jù)功能處理的靈活性，具有完整的多功能電能表的功能。

水庫水位監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn)可靠的壓力探頭，可避免機(jī)械活動(dòng)部分帶來的機(jī)械磨損和誤差，數(shù)據(jù)采集、上傳系統(tǒng)也是采用目前成熟先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在電源和信號上采用3級防雷技術(shù)，高達(dá)幾秒的反應(yīng)速度，有效避免了雷電對設(shè)備的損傷。對于無電源的水庫，我們特地研發(fā)一種太陽能加電瓶的電源，解決了架設(shè)電源線路投資大的問題。

結(jié)束語

水庫、電站運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)具有工作可靠性強(qiáng)、設(shè)備投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，給業(yè)主及電站、水庫管理人員監(jiān)督指導(dǎo)電站運(yùn)行帶來極大方便和樂趣。

參考文獻(xiàn)

[1]姚宏，黃國華.龍灘水庫地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)研究[J].國家電力公司中南勘測設(shè)計(jì)研究院，2009-02-26.