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。