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对智能化水电厂的认识与实践(2)

北极星电力网技术频道    作者:黄其励   2012/8/6 16:44:33   

4.2.1 总体设计体系架构

如图1 所示,智能化平台采用纵向分层、横向分区的结构。根据电力调度运行分区、水库调度统一的管理模式,设置集中控制中心和4 个现地级自动化监控系统,通过标准接口接入电厂网络,与集控中心相连,形成以集控中心为核心、光纤传输网为主干架构、现地级自动化系统为基础、基础数据应用服务平台为载体的面向服务的智能化分布式结构。分区之间按照标准、规则进行信息交互,提供针对电网和上、下游电厂的应用信息与交互服务。

4.2.2 智能化平台系统层次

如图2 所示,系统层次自下而上划分为:现地级自动化系统、数据传输层、数据中心平台、应用服务层、信息发布层、智能决策层,并通过高速数据总线实现层次间的贯通。

4.2.3 统一平台功能

统一平台是整个智能化系统的数据存储中心、模型管理中心、技术支持中心、智能应用与专家辅助决策中心以及信息发布中心。

统一平台在数据集中、模型集中、信息集中的基础上,对历史和实时数据分析处理,利用模型分析、数据挖掘、模式识别、模糊命题判定、神经网络等先进技术,提供在线状态诊断与评估、大坝安全分析评判、水库运行和发电调度等智能分析,为生产运行提供辅助决策。

(1) 数据存储中心:是统一平台的基础,为所有的应用提供数据访问接口、数据同步、数据管理等功能。

(2) 模型管理中心:IEC 61970 系列标准是白山智能化水电厂各子系统进行数据交换的接口标准。设备建模以图、模、库一体化思想为基础,参照IEC61850、IEC 61970 标准,针对白山水电厂自动监控、水情测报、水电调度、安全监测、状态检测等专业所需要的设备、数据建立模型,形成稳定、唯一的数据表示和访问路径,构建白山水电厂监控、调度专业的标准化模型库。

(3) 技术支持中心:基于B/S 和C/S 2 种架构体系的人机界面,具有数据采集、传输与处理功能,基于SOA 分布式服务系统结构,为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑,为整个系统的集成、高效和可靠运行提供保障。

(4) 智能应用与专家辅助决策中心:通过人工智能算法模型,建立和不断完善集成相关领域专家的经验、方法的专家知识库,对各自动化子系统产生的数据、报警等信息进行滚动分析,根据当前断面数据、历史统计信息、专家规则知识等进行定性决策、定量决策和模糊决策,使相关专家知识库与分析模型贯穿水电厂生产运行的全过程,为智能化水电厂的运行提供全方位的支持。

(5) 信息发布中心:采用主流的可视化技术,利用二维、三维GIS 技术,进行各监控信息和调度等运行信息的图形化展示与发布;建设数字化水电厂,实现二维或三维的信息交流与互动,形成统一的可视化信息发布平台。

4.3 水电厂智能化系统应用

白山智能化水电厂采用以统一平台为基础,集实时监视、经济运行与优化调度、运行维护与决策管理于一体的综合智能化系统。

4.3.1 智能调度

图3 所示为智能调度决策系统,由径流预报、梯级发电调度、防洪调度、效益考核及风险分析等子模块组成,为梯级水电站经济、安全运行提供决策支持。

(1) 径流预报。主要分为3 种类型:①长期径流预测:对白山水库、红石水库的年、月、旬来水和白山—红石区间来水进行预测,统计预报成果的累积频率,为中长期调度提供可靠的数据支撑。②日径流预报:白山梯级流域汇流速度快、径流时间短,需要引入气象预报降雨才可满足日径流预报需求。汛期有降雨信息时,采用概念性水文模型进行计算;非汛期采用神经网络、多元回归、组合预测等方法进行计算。③白山梯级流域洪水预报:以气象预报和实测降雨量为依据,建立流域产汇流模型和径流演进模型,提供干、支流预报断面和水库坝址断面的洪水预报,实时校正预报,最后提出综合预报成果(可人工修正),并具备按流域分块进行降雨预报的功能。

(2) 防洪调度。根据规划设计和水库洪水标准、下游防护对象的防洪标准,以及大坝质量、泄洪设备与供水设备等实际情况,按照水库与下游河道堤防和分、滞洪区防洪体系配合运用原则及控泄方式,在确保安全的前提下,对入库洪水进行拦蓄和控制泄放,保障下游防护对象的安全,尽可能地发挥水库最大的综合效益。

(3) 发电调度。主要分为3 种类型:①长期发电调度(以月、旬为时段):制定1 年或多年的长期发电调度计划,以满足电网的电力电量平衡、机组检修计划、调度运行分析和年度电量合同制定等要求;②中期优化调度(以日为时段):根据日径流预报,制定1 周或1 个月的水电站群发电调度方案,和各水电站的日电量计划和短期调度计划;③短期发电调度(以15 min、30 min 或1 h 为时段):制定1~5 天的水电站群日发电调度计划。

来源:《能源技术经济》
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