梯級水電站群聯合優化調控系統技術方案

本發明專利技術公開了一種梯級水電站群聯合優化調控系統，所述系統包括：遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統和遠程圖像監控系統；遠程集中監控系統與水調自動化系統之間通過硬件防火墻安全隔離后連接，實現兩個區域的邏輯隔離、報文過濾和訪問控制；水調自動化系統與電能量計量系統之間通過RS232串口連接；遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統均設有WEB發布子系統，WEB發布子系統通過帶防火墻的路由器與遠程圖像監控系統連接。本發明專利技術能提高系統安全性，實現集中統一管理和調度，減少管理人員，提高梯級聯合調度效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種梯級水電站群聯合優化調控系統。
技術介紹
近年來，隨著梯級水庫的形成與開發，對多電站、多應用系統的集成和兼容技術得到了深入研究，流域水電開發梯級水電站集控自動化系統相關領域的科學技術也迅猛發展。依照國家經貿委第30號令《電網和電廠計算機監控系統及調度數據網絡安全防護的規定》和《全國電力二次系統安全防護總體方案》的技術要求，在進行多個應用 系統間的集成和數據交互時，必須確保流域水電站群遠程集控系統的網絡安全，抵御黑客、病毒、惡意代碼等形式的惡意破壞和攻擊，防止系統崩潰或癱瘓，避免由此造成的安全事故。并且梯級水電站群面臨著承擔各水庫防洪與調度的任務，“集中管理、統一調度、現地值守”成了集中優勢兵力、解決人手短缺和發揮梯級聯合調度效益的必要手段。目前，從內部環境和外部環境分析，梯級水電站群聯合優化調控系統還不成熟，當前國內的流域發電公司對梯級水庫調度還處于探索階段。針對這種情況，急需一種完整的針對多種調節性能的梯級大型水電站群聯合優化調控自動化系統，能夠提高系統的網絡、數據傳輸安全性，實現集中統一管理和調度，減少調度管理工作人員，增加梯級聯合調度的效益。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種梯級水電站群聯合優化調控系統，能夠提高系統的網絡、數據傳輸安全性，實現集中統一管理和調度，減少調度管理工作人員，增加梯級聯合調度的效益。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下的技術方案一種梯級水電站群聯合優化調控系統，包括遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統和遠程圖像監控系統；又將系統分成生產控制大區和管理信息大區(安全III區)，生產控制大區包括實時控制區(安全I區)和非控制區(安全II區)；位于安全I區的遠程集中監控系統與位于安全II區的水調自動化系統之間通過硬件防火墻安全隔離后連接，實現兩個區域的邏輯隔離、報文過濾和訪問控制；水調自動化系統與位于安全II區的電能量計量系統之間通過RS232串口連接；遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統都設有WEB發布子系統，上述各WEB發布子系統與遠程圖像監控系統都位于安全III區，WEB發布子系統通過帶防火墻的路由器與遠程圖像監控系統連接；生產控制大區和管理信息大區之間設有電力專用單向安全隔離裝置，實現物理隔離。前述的梯級水電站群聯合優化調控系統中，梯級各水電站均設有計算機監控系統，采用SDH光纖通信與衛星通信相結合的冗余數據傳輸通道，實現梯級水電站群遠程集中監控系統與梯級各水電站計算機監控系統之間數據傳輸的連接。隨著多媒體技術在水電站的應用，將語音、動畫、可視化、視像功能應用于計算機監控系統，更形象地了解水電站的監控情況。其中，根據計算機在水電站監控系統中的作用及其與常規監控設備的關系，一般有以下三種模式1)以常規控制設備為主，計算機為輔；2)以計算機為主，常規控制設備為輔；3)取消常規控制設備的全計算機監控系統。根據水電站的裝機容量大小、在電網中的作用和各自的具體情況可分別選用不同模式的監控系統。一般新建電站和具備條件(資金、技術和發電許可等條件)的電站適合選擇第三種模式，以便達到一步到位的目的。對于受其它條件限制的老式水電站的改造，可分別考慮第一、第二兩種模式作為過渡。前述的梯級水電站群聯合優化調控系統中，水調自動化系統的主要功能包括實時數據采集及處理、實時監控、基礎信息查詢及維護、中長期預報子系統、實時洪水預報、防洪調度、發電調度、防洪及發電調度會商、水務管理。包括數據子系統、模型子系統和決策及信息服務子系統；其中，(I)數據子系統包括以下三個層次 I)信息接收處理層，用于完成各類基礎信息的接收和處理；2)基礎數據庫層，用于負責記錄、存儲及管理各類基礎信息數據；3)專用數據庫層，用于建立各類專用數據庫，從而保證多家開發商的應用軟件不會造成基礎數據庫的破壞，并保證系統的開放性和可擴展性；(2)模型子系統包含預報及調度決策支持的模型和算法；(3)決策及信息服務子系統以數據庫和模型庫為基礎，建立開發高級會商應用系統，實現水庫科學預報、調度決策；建立公共信息查詢和水調業務管理系統，實現信息的共享，提高辦公自動化水平；通過人機界面以菜單、窗口及對話框方式控制各模塊的調用。前述的梯級水電站群聯合優化調控系統中，各梯級水電站均設有水情自動測報系統，水情自動測報系統產生的遙測信息通過由Inmarsat_C、VHF、GSM、光纖以及VSAT衛星通信方式組成的混合組網信道，傳輸到水調自動化系統。前述的梯級水電站群聯合優化調控系統中，水情自動測報系統包括遙測站、信息傳輸通道和中心控制站(簡稱中心站)。遙測站用于自動采集雨量、水位、設備電壓及環境溫度的實時遙測信息，遙測站的儀器設備有雨量計、水位計、編碼器、數傳機、電臺和電源設備等，一般在有人管理無人操作情況下進行。在中心站的控制下將遙測信息編排成脈沖信號，通過信息傳輸通道傳遞到中心站；所述信息傳輸通道采用有線或者無線方式。中心站的功能是集中遙測系統內各遙測站的水文數據，進行計算整理，及時做出洪水預報，并可控制閘門啟閉，進行水利調度；中心站的主要設備有通信電臺和電子計算機等，一般采用中小微機，并配置顯示器、寬行打印機和磁盤驅動器等外圍設備。前述的梯級水電站群聯合優化調控系統中，各水電站的圖像監控系統均設有協議轉換設備，對采集的圖像采用MPEG4標準壓縮，以便采集的圖像通過2M專用傳輸電路傳輸到遠程圖像監控系統。每個水電站的圖像監控系統采用IP協議和組播方式傳輸圖像及其他有關數據，在后端進行軟件解壓縮，即以一次壓縮的方式，避免圖像數據的二次壓縮，以保證圖像的清晰度；同時上傳兩路圖像信號，保證梯級水電站群遠程圖像監控系統對各水電站的圖像監控系統圖像采集的可靠性。前述的梯級水電站群聯合優化調控系統中，電能量計量系統采用開放的、網絡化的、功能分布的體系結構，包括電能量計量系統主站、電能量采集裝置和計量點電能表，梯級水電站的電能量采集裝置通過PCM經光纖通道和和通過Modem池經電話通道與電能量計量系統主站相連。計量點電能表的數量非常大，并且要求其運行穩定可靠、精度高、使用壽命長、通信可靠、易于安裝維護，電能表采集的數據包括正向有功、反向有功、正向無功、反向無功分時電能表碼、最大需量及發生時間、瞬時功率、各相瞬時電壓、電流，以及電表失壓報警等事件。電能量采集裝置從每個計量點電能表中采集表碼值后，電能量計量系統主站以IEC870-5-102規約從各水電站的電能量系統中采集數據。電能量計量系統主站可以由一臺或組成網絡的多臺計算機及外設組成，負責管理整個系統、通過通訊網絡發出數據采集、存儲、分析、管理的各種指令；定時或隨時抄收電能表的電量數據，對集中器設置通信參數及操作參數，與供電企業用電營業網聯網后，可以實現電能量計算、票據打印、統計報表等功能。水電站電能量采集管理的通訊系統，一般可以分為三個層次(I)系統應用層，基于數據傳輸平臺建立電能量采集系統、或負荷監控系統、GSM/SMS短信抄表軟件等，實現多系統無縫結合使用；(2)網絡傳輸層，負責處理各種通信信道，包括無線GPRS/CDMA、有線PSTN電話、230M無線專網、GSM移動、聯通短信網關，它能夠將各種通信信道轉換為統一的網絡通信信道，從而簡化不同信道的復本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種梯級水電站群聯合優化調控系統，其特征在于：包括遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統和遠程圖像監控系統；遠程集中監控系統與水調自動化系統之間通過硬件防火墻安全隔離后連接，實現兩個區域的邏輯隔離、報文過濾和訪問控制；水調自動化系統與電能量計量系統之間通過RS232串口連接；遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統均設有WEB發布子系統，WEB發布子系統通過帶防火墻的路由器與遠程圖像監控系統連接。

【技術特征摘要】
1.一種梯級水電站群聯合優化調控系統，其特征在于包括遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統和遠程圖像監控系統；遠程集中監控系統與水調自動化系統之間通過硬件防火墻安全隔離后連接，實現兩個區域的邏輯隔離、報文過濾和訪問控制；水調自動化系統與電能量計量系統之間通過RS232串口連接；遠程集中監控系統、水調自動化系統、電能量計量系統均設有WEB發布子系統，WEB發布子系統通過帶防火墻的路由器與遠程圖像監控系統連接。2.根據權利要求I所述的梯級水電站群聯合優化調控系統，其特征在于梯級各水電站均設有計算機監控系統，采用SDH光纖通信與衛星通信相結合的冗余數據傳輸通道，實現梯級水電站群的遠程集中監控系統與梯級各水電站的計算機監控系統之間的數據傳輸。3.根據權利要求I所述的梯級水電站群聯合優化調控系統，其特征在于水調自動化系統包括數據子系統、模型子系統和決策及信息服務子系統；其中， (1)數據子系統包括 1)信息接收處理層，用于完成各類基礎信息的接收和處理； 2)基礎數據庫層，用于負責記錄、存儲及管理各類基礎信息數據； 3)專用數據庫層，用于建立各類專用數據庫； (2)模型子系統包含預報及調度決策支持的模型和算法； (3)決策及信息服務子系統以數據庫和模型庫為基礎，建立開發高級會商應用系統、公共信息和水調業務管理系統。4.根據權利要求I所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊宇，鄒建國，戴建煒，劉磊，朱江，李曉斌，李澤宏，吳正義，鄒興建，左天才，肖燕，宋爾進，
申請(專利權)人：貴州烏江水電開發有限責任公司，
類型：發明
國別省市：