“調控一體化”背景下水利工程調度自動化系統研究

田質勝 趙 芳 張 玉 李德剛

1.山東省水利勘測設計院，山東濟南 250014；2.山東省水文局，山東濟南 250014

當前水利工程行業邁入嶄新的發展階段，智能化水平不斷提高，自動化系統的應用，對傳統的水利工程管理模式進行了一系列改革，將調度和監控相結合，采取調控一體化管理模式，同時在技術支撐系統建設方面有著非常高的重視度，更好的支撐水利工程運行管理智能化和信息化水平提升，維持水利工程順利運行 ，水利工程自動化安全水平得到有效保證。調控一體化背景下，對調度自動化系統有了更為嚴格的要求，本文就此展開了研究分析。

1 調度自動化系統系統架構

調度自動化系統的構建需要以梯調中心調控一體化管理需求相結合，系統的核心為梯調中心，選擇光纖網絡作為載體，以現有自動化系統為基礎，整個系統體系結構有著縱向分層和橫向分區特點。

在縱向分層方面，結合不同應用，可以將其劃分為不同應用層，比如現地自動化層，該層主要是用來控制現地級設備，結合數字化信息采集方式，能夠實現在整個梯調中心的數據共享。另外，在重要數據監控點，通過冗余設備的設置，能夠使運行過程可靠性有明顯提升。數據支持層結合整個調控一體化的全部業務數據，根據具體數據應用特點，可以將其分為商用庫和實時庫2個類別。縱向分層中以應用服務層為核心涉及水庫調度、電力調度以及運行監控等的協調應用。信息發布層主要是用來發布水電運行方面信息，針對不同用戶，涉及調度控制、實時監控等內容。橫向分區指的是根據相關規定將整個系統劃分為不同管理區。

2 調度自動化系統關鍵技術

2.1 全數字化信息采集

當前我國水電站所使用的通信規約種類非常多，不同自動化系統在信息收集、信息處理和信息傳遞方面難度非常大，同時很多站內信號為模擬信號，在監控系統運行過程中容易受到電磁干擾等，對電廠的安全運行有重要影響。在智能化設備發展過程中，不斷有新的網絡技術和協議等投入使用，水電站已經具備全數字化信息采集的基礎。全數字化信息采集技術的應用能夠實現對電站抗干擾問題的有效解決處理，成本低，各個智能設備使用標準化接口，能夠提高電廠自動化設備操作整體水平。

2.2 縱深安全防護

調控一體化管理在電站安全防護方面要求非常嚴格，縱深安全防護能夠更好地滿足梯調中心持續穩定運行需要。結合當前我國在信息安全等級方面的保護要求，從之前的邊界防護逐漸向著全過程安全防護過渡，建立以縱深防御為基礎的安全防護體系。綜合使用接入控制、防病毒、安全存儲以及行為監控等技術，同時利用主動防范技術、安全標簽技術等，能夠使物理安全、主機系統安全、數據安全等得到明顯提升，建立包含安全防護、安全預警、安全管理等于一體的縱深防護體系，以此為基礎，提高在梯調中心網絡攻擊和破壞方面防御有效性，避免出現電力系統癱瘓和崩潰等問題，維持電力系統的持續穩定運行。

2.3 數據中心

調控一體化的實現離不開完備數據的支撐，通過數據中心的建立，能夠實現對運行監控、電力調度以及生產管理等層面需求的整合，充分發揮數據資源的價值和作用，控制生產維護成本，使資源配置得到改善，在提高企業生產效率的同時為企業競爭力的提升打下良好基礎。數據中心的構建需要充分考慮數據同步和跨大區數據傳輸等方面問題，合理使用傳輸軟件和正、反向隔離設備等，實現跨大區數據傳輸和數據同步。

2.4 業務協同

調度自動化系統中必須要提高在各大區業務協同方面重視度，建立業務協同體系，以此為領導決策提供支撐，體系的核心為數據中心，要重視安全基礎，提高整個工作高效性。在具體應用中，先由水庫調度制定相應的調度計劃，做好與電力調度方面的協商，將協商結果發送至梯調中心，梯調中心的調度臺將其分配至各個下屬電站機組負責執行，將最后的執行結果反饋至電力調度。

2.5 智能決策

智能決策支持中心屬于調度自動化系統的一項重要組成，涵蓋各類數據中心，利用多維度、多模型、數字特征分析、關聯分析等方式，對數據的價值展開深入發掘，提升梯調中心人員工作效率，及時發現系統運行過程中存在的隱患問題，維持系統的持續穩定運行。

3 調控一體化背景下調度自動化系統面臨的風險

3.1 自動化運行維護不到位

調控一體化背景下，調控人員通過調度自動化系統執行調度、控制、監視等各項操作，調度自動化系統的運行維護直接關系到調度自動化系統運行穩定性，如果無法及時發現調度自動化系統存在的問題和缺陷，將非常容易增大系統故障。如果未能定期做好調度自動化系統的定檢和輪換等工作，同樣無法及時發現問題，最終導致調度自動化系統失去相應作用。

3.2 調度自動化人員未執行作業標準

調度自動化人員工作中的功能調試以及參數修改等工作往往憑借工作經驗進行，容易有控制參數設置出錯等問題出現，導致監護審核程序流于形式，或者設備誤控制等，最終出現電力安全事件。調度自動化人員如果未做好采集信息審核，出現關鍵信息未采集等問題，將很難實現對現場設備的綜合性監控。設備投入運行過程中很難將所采集的信息及時上傳，對調控員工作的干擾非常大。如果調度自動化系統人員的業務水平不足，在工作過程中也容易出現問題，影響調度自動化系統發揮作用。

3.3 自動化主站系統告警信息標準設置缺乏規范性

自動化系統安全防護工作具有十分重要價值和作用，系統運行過程中面臨非常多網絡安全威脅，網絡安全威脅的范圍和內容有明顯擴大趨勢。水利工程企業屬于能源行業的支柱型企業，必須要對自動化監控系統安全防護工作有足夠重視。調控一體化背景下，調度自動化系統能夠實現對水利工程自動化運行數據的實時監督和控制，如果出現惡意攻擊和病毒入侵等情況，非常容易產生嚴重影響和后果。

4 調控一體化背景下調度自動化系統運行建議

4.1 做好自動化系統日常運維標準化管理，提高系統運行維護質量

調度自動化系統運行過程中如果有系統失靈等情況出現，調控人員無法及時控制無人值班站點，設備運行狀況監測等難度非常大。因此，自動化專業必須要提高日常運維工作重視度，保證設備定檢、輪換測試等方面工作得到有效落實。當有異常情況出現時，給予及時有效處理措施，按照作業指導書內容逐項測試，認真記錄測試結果。針對測試中存在的問題，通過設置臺賬等方式給予銷號式整改措施。同時還需要提高在應急管理方面重視度，與自動化系統實際情況相結合，做好現場設備處置方案和自動化預案等編制工作，定期展開各項演練和培訓工作，使預案的可操作性和針對性得到保證。

4.2 規范自動化標準作業流程

調控一體化背景下，調度自動化系統需要與調控一體化相結合，明確業務流程，規范作業表單。在具體工作中，自動化人員各項控制功能調試工作中必須要嚴格執行審核制度，對系統防誤功能進行優化，保證人員管控得到落實。在日常工作中加強安全教育和學習，增強運行維護人員的綜合素養，解決人員憑經驗主觀臆測的錯誤工作作風，使誤調誤控等問題從源頭上得到解決。

4.3 規范告警信息，提高調控人員在告警信息方面辨識度

調控一體化模式下，調控人員需要負責管理較多廠站，同時需要保證信息采集齊全性。當前自動化專業自告警信息淹沒問題處理方面，可使用通告預警信息分區分層方式，根據監控范圍分區，之后按照統一的告警規范設置告警優先級，還可以結合畫面以及聲音等不同告警方式，避免出現遺漏，使調控員監控質量和效率得到保證。

5 結語

調控一體化背景下，調度自動化中調控水平有明顯提升，人員配置向著集約化方向發展，水利工程事故處理速度和效率有明顯提升。當前調度自動化系統在運行過程中還面臨一定的風險，對調度自動化系統的運行有嚴重影響，未來調度自動化系統的發展首先要做好自動化系統日常運維標準化管理，提高系統運行維護質量，其次要規范自動化標準作業流程，最后要規范告警信息，提高調控人員在告警信息方面辨識度，通過這些方式，提高調動自動化系統運行有效性，促進水利工程行業的持續穩定發展。