梯级水电站群联合优化调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种梯级水电站群联合优化调控系统，所述系统包括：远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统和远程图像监控系统；远程集中监控系统与水调自动化系统之间通过硬件防火墙安全隔离后连接，实现两个区域的逻辑隔离、报文过滤和访问控制；水调自动化系统与电能量计量系统之间通过RS232串口连接；远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统均设有WEB发布子系统，WEB发布子系统通过带防火墙的路由器与远程图像监控系统连接。本发明专利技术能提高系统安全性，实现集中统一管理和调度，减少管理人员，提高梯级联合调度效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种梯级水电站群联合优化调控系统。
技术介绍
近年来，随着梯级水库的形成与开发，对多电站、多应用系统的集成和兼容技术得到了深入研究，流域水电开发梯级水电站集控自动化系统相关领域的科学技术也迅猛发展。依照国家经贸委第30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护的规定》和《全国电力二次系统安全防护总体方案》的技术要求，在进行多个应用 系统间的集成和数据交互时，必须确保流域水电站群远程集控系统的网络安全，抵御黑客、病毒、恶意代码等形式的恶意破坏和攻击，防止系统崩溃或瘫痪，避免由此造成的安全事故。并且梯级水电站群面临着承担各水库防洪与调度的任务，“集中管理、统一调度、现地值守”成了集中优势兵力、解决人手短缺和发挥梯级联合调度效益的必要手段。目前，从内部环境和外部环境分析，梯级水电站群联合优化调控系统还不成熟，当前国内的流域发电公司对梯级水库调度还处于探索阶段。针对这种情况，急需一种完整的针对多种调节性能的梯级大型水电站群联合优化调控自动化系统，能够提高系统的网络、数据传输安全性，实现集中统一管理和调度，减少调度管理工作人员，增加梯级联合调度的效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种梯级水电站群联合优化调控系统，能够提高系统的网络、数据传输安全性，实现集中统一管理和调度，减少调度管理工作人员，增加梯级联合调度的效益。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案一种梯级水电站群联合优化调控系统，包括远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统和远程图像监控系统；又将系统分成生产控制大区和管理信息大区(安全III区)，生产控制大区包括实时控制区(安全I区)和非控制区(安全II区)；位于安全I区的远程集中监控系统与位于安全II区的水调自动化系统之间通过硬件防火墙安全隔离后连接，实现两个区域的逻辑隔离、报文过滤和访问控制；水调自动化系统与位于安全II区的电能量计量系统之间通过RS232串口连接；远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统都设有WEB发布子系统，上述各WEB发布子系统与远程图像监控系统都位于安全III区，WEB发布子系统通过带防火墙的路由器与远程图像监控系统连接；生产控制大区和管理信息大区之间设有电力专用单向安全隔离装置，实现物理隔离。前述的梯级水电站群联合优化调控系统中，梯级各水电站均设有计算机监控系统，采用SDH光纤通信与卫星通信相结合的冗余数据传输通道，实现梯级水电站群远程集中监控系统与梯级各水电站计算机监控系统之间数据传输的连接。随着多媒体技术在水电站的应用，将语音、动画、可视化、视像功能应用于计算机监控系统，更形象地了解水电站的监控情况。其中，根据计算机在水电站监控系统中的作用及其与常规监控设备的关系，一般有以下三种模式1)以常规控制设备为主，计算机为辅；2)以计算机为主，常规控制设备为辅；3)取消常规控制设备的全计算机监控系统。根据水电站的装机容量大小、在电网中的作用和各自的具体情况可分别选用不同模式的监控系统。一般新建电站和具备条件(资金、技术和发电许可等条件)的电站适合选择第三种模式，以便达到一步到位的目的。对于受其它条件限制的老式水电站的改造，可分别考虑第一、第二两种模式作为过渡。前述的梯级水电站群联合优化调控系统中，水调自动化系统的主要功能包括实时数据采集及处理、实时监控、基础信息查询及维护、中长期预报子系统、实时洪水预报、防洪调度、发电调度、防洪及发电调度会商、水务管理。包括数据子系统、模型子系统和决策及信息服务子系统；其中，(I)数据子系统包括以下三个层次 I)信息接收处理层，用于完成各类基础信息的接收和处理；2)基础数据库层，用于负责记录、存储及管理各类基础信息数据；3)专用数据库层，用于建立各类专用数据库，从而保证多家开发商的应用软件不会造成基础数据库的破坏，并保证系统的开放性和可扩展性；(2)模型子系统包含预报及调度决策支持的模型和算法；(3)决策及信息服务子系统以数据库和模型库为基础，建立开发高级会商应用系统，实现水库科学预报、调度决策；建立公共信息查询和水调业务管理系统，实现信息的共享，提高办公自动化水平；通过人机界面以菜单、窗口及对话框方式控制各模块的调用。前述的梯级水电站群联合优化调控系统中，各梯级水电站均设有水情自动测报系统，水情自动测报系统产生的遥测信息通过由Inmarsat_C、VHF、GSM、光纤以及VSAT卫星通信方式组成的混合组网信道，传输到水调自动化系统。前述的梯级水电站群联合优化调控系统中，水情自动测报系统包括遥测站、信息传输通道和中心控制站(简称中心站)。遥测站用于自动采集雨量、水位、设备电压及环境温度的实时遥测信息，遥测站的仪器设备有雨量计、水位计、编码器、数传机、电台和电源设备等，一般在有人管理无人操作情况下进行。在中心站的控制下将遥测信息编排成脉冲信号，通过信息传输通道传递到中心站；所述信息传输通道采用有线或者无线方式。中心站的功能是集中遥测系统内各遥测站的水文数据，进行计算整理，及时做出洪水预报，并可控制闸门启闭，进行水利调度；中心站的主要设备有通信电台和电子计算机等，一般采用中小微机，并配置显示器、宽行打印机和磁盘驱动器等外围设备。前述的梯级水电站群联合优化调控系统中，各水电站的图像监控系统均设有协议转换设备，对采集的图像采用MPEG4标准压缩，以便采集的图像通过2M专用传输电路传输到远程图像监控系统。每个水电站的图像监控系统采用IP协议和组播方式传输图像及其他有关数据，在后端进行软件解压缩，即以一次压缩的方式，避免图像数据的二次压缩，以保证图像的清晰度；同时上传两路图像信号，保证梯级水电站群远程图像监控系统对各水电站的图像监控系统图像采集的可靠性。前述的梯级水电站群联合优化调控系统中，电能量计量系统采用开放的、网络化的、功能分布的体系结构，包括电能量计量系统主站、电能量采集装置和计量点电能表，梯级水电站的电能量采集装置通过PCM经光纤通道和和通过Modem池经电话通道与电能量计量系统主站相连。计量点电能表的数量非常大，并且要求其运行稳定可靠、精度高、使用寿命长、通信可靠、易于安装维护，电能表采集的数据包括正向有功、反向有功、正向无功、反向无功分时电能表码、最大需量及发生时间、瞬时功率、各相瞬时电压、电流，以及电表失压报警等事件。电能量采集装置从每个计量点电能表中采集表码值后，电能量计量系统主站以IEC870-5-102规约从各水电站的电能量系统中采集数据。电能量计量系统主站可以由一台或组成网络的多台计算机及外设组成，负责管理整个系统、通过通讯网络发出数据采集、存储、分析、管理的各种指令；定时或随时抄收电能表的电量数据，对集中器设置通信参数及操作参数，与供电企业用电营业网联网后，可以实现电能量计算、票据打印、统计报表等功能。水电站电能量采集管理的通讯系统，一般可以分为三个层次(I)系统应用层，基于数据传输平台建立电能量采集系统、或负荷监控系统、GSM/SMS短信抄表软件等，实现多系统无缝结合使用；(2)网络传输层，负责处理各种通信信道，包括无线GPRS/CDMA、有线PSTN电话、230M无线专网、GSM移动、联通短信网关，它能够将各种通信信道转换为统一的网络通信信道，从而简化不同信道的复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯级水电站群联合优化调控系统，其特征在于：包括远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统和远程图像监控系统；远程集中监控系统与水调自动化系统之间通过硬件防火墙安全隔离后连接，实现两个区域的逻辑隔离、报文过滤和访问控制；水调自动化系统与电能量计量系统之间通过RS232串口连接；远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统均设有WEB发布子系统，WEB发布子系统通过带防火墙的路由器与远程图像监控系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种梯级水电站群联合优化调控系统，其特征在于包括远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统和远程图像监控系统；远程集中监控系统与水调自动化系统之间通过硬件防火墙安全隔离后连接，实现两个区域的逻辑隔离、报文过滤和访问控制；水调自动化系统与电能量计量系统之间通过RS232串口连接；远程集中监控系统、水调自动化系统、电能量计量系统均设有WEB发布子系统，WEB发布子系统通过带防火墙的路由器与远程图像监控系统连接。2.根据权利要求I所述的梯级水电站群联合优化调控系统，其特征在于梯级各水电站均设有计算机监控系统，采用SDH光纤通信与卫星通信相结合的冗余数据传输通道，实现梯级水电站群的远程集中监控系统与梯级各水电站的计算机监控系统之间的数据传输。3.根据权利要求I所述的梯级水电站群联合优化调控系统，其特征在于水调自动化系统包括数据子系统、模型子系统和决策及信息服务子系统；其中， (1)数据子系统包括 1)信息接收处理层，用于完成各类基础信息的接收和处理； 2)基础数据库层，用于负责记录、存储及管理各类基础信息数据； 3)专用数据库层，用于建立各类专用数据库； (2)模型子系统包含预报及调度决策支持的模型和算法； (3)决策及信息服务子系统以数据库和模型库为基础，建立开发高级会商应用系统、公共信息和水调业务管理系统。4.根据权利要求I所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊宇，邹建国，戴建炜，刘磊，朱江，李晓斌，李泽宏，吴正义，邹兴建，左天才，肖燕，宋尔进，
申请(专利权)人：贵州乌江水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：