浅谈大型水闸调度(一)

浅谈大型水闸调度(一)论文关键词:水闸调度调度系统调度方式论文摘要:文章简要阐述了水闸调度,并通过对某水利工程的水闸调度案例进行研究,指出水闸调度应注意的一些事项,希望能给一些大型水闸的调度提供一定的经验。一、水闸调度(一)水闸调度目的为分泄、引用、滞蓄江河天然径流及调节水位或阻挡海水入侵,而对水闸进行的有计划的管理运用。总的要求是在保证工程安全的条件下,合理地综合利用水资源,按照规定的水利任务的主次合理分配水量;在防洪运用中,必须与上下游工程相配合;要尽量防止泥沙淤积,延长使用寿命。(二)控制运用指标在水闸调度中用作控制条件的一系列特征水位与流量,主要有:上游最高、最低水位,最大过闸流量及相应单宽流量,最大水位差,兴利水位及兴利引水流量等。允许双向运用的水闸应有相应的上述指标。这些指标,应根据水闸设计中规定的相应特征水位,考虑工程建设和安全情况、国民经济各部门的现实要求、水文数据的变化等具体情况研究确定。(三)调度计划由水闸管理单位根据控制运用指标,结合工程具体情况和有关方面的合理要求,参照历史水文规律和工程运用经验及当年水情预报等制定,内容包括:各时期的控制水位、流量及运行方式等。在实际调度过程中,应在计划规定的范围内运用,如因特殊情况需要在规定的上、下限指标范围外运用时,须经过验算及鉴定。(四)调度方式为满足既定的水利任务如防洪、灌溉、发电等而制定的具体运用规则,它是水闸安全地、经济地运行的关键。二、某水利工程概述某水利工程是一个以防洪、发电为主,兼顾灌溉、养殖的综合利用水利枢纽工程。枢纽控制流域面积46800km2,多年平均流量1250m3/s,枢纽总库容24亿m3;水库校核洪水位91.52m(P=0.1%),相应下游校核洪水位90.95m,对应泄洪流量为42000m3/s;水库设计洪水位86.43m(P=1%),相应下游设计洪水位86.05m,对应泄洪流量为32700m3/s;水库正常蓄水位77.5m,有效库容5.7亿m3,下游最低水位为59.79m。该水利工程通过对运用水库的蓄、泄和挡水等功能,对水资源在时间、空间上按需要进行重新分配。在保证水利工程安全的前提下,综合利用了水资源。该水利工程位于A市的下游,重点要确保A市的防洪安全和下游防洪任务以及保证发电量,所以电站的发电回水对A市的影响也是一个比较敏感的问题,因此电站的正常发电运行,对其发电回水必须控制。同时该工程需要考虑到灌溉、养殖的任务,总体情况复杂、要求较高,所以需要依据科学的系统工程理论,拟定最优调度运用方式,建立自动化调度系统,逐步实现水利调度的最优化、自动化。三、水闸计算机自动化监控调度系统(一)系统的硬件组成计算机监控系统的总体结构设计由多圈绝对值编码器闸门开度仪、Profibus-DP接口、Profibus-DP总线、可编程控制器、监控计算机等组成。(二)系统的软件组成主要监控计算机与各级控制器通过网络连接,对整个闸门系统进行监测、控制和保护。(三)系统实际应用系统从管理功能一般可划分为4个层次:操作层(水闸监测)、控制层(分中心)、调度层(中心)、信息网络。1.操作层设在各基层水闸管理单位,负责采集闸内外水位、雨量、闸位、闸门开关量、水泵开关量等相关数据,并接受有关控制信息。2.控制层(分中心)按水利片或区县设置,每个水利片或区县一个调度分中心,它处于整个系统的中间层,是连接基层与决策层的纽带。对上联系着调度总中心,对下接收所辖水闸监测站的水情工况数据,并统计处理后上传给调动总中心,同时接受调度总中心下发的调度指令。3.调度层(中心)则是整个系统的指挥中心,它负责接收监测点传来的水情工况数据(包括视频图像),并进行远程监测;备份各监测点水情工况的历史数据;对接收到的数据进行分析处理,专家决策,提出调度方案。(四)信息网络网络模型是整个水闸调度信息系统的基础,其目标是形成一个安全、稳定为综合业务服务的IP数字通道。网络设计包括物理信道设计,网络安全设计,网络运营维护设计等内容。网络模型设计要按以下原则来进行:1.合理的拓扑结构设计,要求网络的拓扑结构具有如下特点:可靠性,易维护,性能价格比优良,配置灵活,便于集中管理,可扩展,最大限度保护已有投资,便于维护通信的安全。2.各部门间通过子网划分保持互相独立。3.结构化布线,建立高速网络。4.设备选型和配置时要满足扩展能力、支持多业务服务、大数据量的突发服务响应能力等应用需求。5.采用现场总线方案将监控设备连接起来,以构成了一个稳定、易于扩充的硬件环境。传输介质采用屏蔽双绞线,系统采用总线式的拓扑结构,各设备采用总线接插件连入总线。PLC具有总线访问的权限,可以读取水位计,闸门开度仪等的实时数据,从而达到监视设备运行状态的目的。