水利樞紐運行管理系統(tǒng)設計關鍵技術

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摘要：我國科技水平的發(fā)展推動了經(jīng)濟的發(fā)展，而在現(xiàn)行經(jīng)濟模式下國家對水利樞紐工程的運行提出了更高的需求，根據(jù)水利工程管理的實際情況，對應性的提出了水利樞紐綜合運行管理的設計方案，重點針對水利樞紐在管理和信息化建設當中所存在的問題，進行具體探討。目的是通過對問題的研究和探討，從而實現(xiàn)提高個系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享程度、實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合的目標，這不僅能夠實現(xiàn)綜合利用的目的，而且對開展水利樞紐綜合運行管理系統(tǒng)的技術研究具有非常重大的意義。

關鍵詞：水利樞紐；運行管理；關鍵技術；動態(tài)分析

水利工程是國家重點建設的工程項目之一,經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展也就推動了水利工程的發(fā)展,為了實現(xiàn)在2020年前建設成172項重大水利工程的目標,必須要做到對水利樞紐做到綜合性的管理?；谶@個出發(fā)點,我們要充分利用現(xiàn)代化的科學水平,對水利樞紐工程當中的問題進行分析研討和動態(tài)跟蹤,通過數(shù)據(jù)的透明化展示,來實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的資源共享。同時,為了水利樞紐工程的順利展開,應該細致研究并熟練掌控水利樞紐工程當中的相關技術,只有對整個工程的管理和技術做充分的了解,才能夠從內(nèi)部推動水利樞紐工程的順利展開。

1水利樞紐的現(xiàn)行狀況

1.1水利樞紐及其作用。

我國的幅員面積遼闊,但是存在水資源缺乏的問題,為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,必須將節(jié)約用水,節(jié)約資源貫徹到社會生產(chǎn)生活當中的各個方面。而水利樞紐就是為了實現(xiàn)水利資源的充分利用而建構的一個工程。水利樞紐的范圍是非常廣泛的,發(fā)電廠、攔河壩等,都屬于水利樞紐工程。水利樞紐具有極其重要的作用。水利樞紐能夠實現(xiàn)防洪、灌溉、發(fā)電、供水以及航運的目的。所以,水利樞紐工程的建設產(chǎn)生的綜合效益,必然能夠帶動起多個行業(yè)的發(fā)展,推動中國整體經(jīng)濟水平的提高。

1.2水利樞紐的狀況。

水利樞紐建成的情況,標示著中國經(jīng)濟發(fā)展的狀況,中國有很多大型的水利樞紐,其中最大的是葛洲壩工程,作為現(xiàn)階段我國水利樞紐的最大工程,提供了很高的經(jīng)濟效益和社會效益。水利樞紐的綜合性比以發(fā)電為主業(yè)的水電站包含范圍要廣的多,所以在綜合性水利樞紐的系統(tǒng)建設過程當中,會出現(xiàn)很多困難。比如各個系統(tǒng)相互獨立,系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性比較差,這就導致了水利樞紐信息整合困難,從而造成了資源利用率較低,相應的建設投入和維護投入的成本增高。

2綜合運行管理系統(tǒng)的設計方向

基于上文所提到的水利樞紐的現(xiàn)行狀況,水利樞紐綜合運行管理系統(tǒng)的運行就成為了必然。只有對現(xiàn)階段的水利樞紐狀況進行改動,才能讓水利樞紐為我國經(jīng)濟發(fā)展增磚添瓦提供可能性。

2.1子系統(tǒng)統(tǒng)一運行。

由于水利樞紐的綜合性較強,各個系統(tǒng)之間相對獨立的狀況,所以必須要對水利樞紐進行綜合運行管理,進行統(tǒng)一規(guī)劃,這就需要在運行管理過程當中,要結合數(shù)據(jù)庫、云服務等技術來協(xié)助運行。要想使得水利樞紐的各個子系統(tǒng)遵照統(tǒng)一運行原則,必須要建立統(tǒng)一的總體設計方案。實現(xiàn)平臺可視化,數(shù)據(jù)共享化,架構系統(tǒng)化。首先,要完善調(diào)度中心功能。必須要將各個子系統(tǒng)分控中心所上傳的數(shù)據(jù)信息進行實時的采集和分析,動態(tài)化的調(diào)整下一步的措施。其次,要完善各個子系統(tǒng)的功能。子系統(tǒng)功能當中的圖形功能,實時報警功能,控制與調(diào)節(jié)功能和數(shù)據(jù)采集分析功能必須要做到高度的完善,這就要求相應的技術人員和工作人員做好對應工作,只有子系統(tǒng)的各項功能都達到完備統(tǒng)一,才能夠實現(xiàn)水利樞紐工程的綜合運行管理。

2.2實現(xiàn)系統(tǒng)自動化。

水利樞紐的綜合運行管理必須要達到自動化,才能夠節(jié)省人力,節(jié)約成本。這就需要將自動化的系統(tǒng)進行精密的設計、規(guī)劃。其中最需要關注的四項自動化系統(tǒng),分別是,水情測報系統(tǒng),工程安全監(jiān)測系統(tǒng),泵站計算監(jiān)控系統(tǒng)和閘門遠程控制系統(tǒng)。對水利工程系統(tǒng)的自動化設計,是綜合運行管理系統(tǒng)設計的一個主要方向。工程設計師必須要以實地水利樞紐的情況為依托,借鑒以往水利樞紐工程的設計方法,對設計方案實行動態(tài)化的改動,來達到因地制宜的目的。

2.3完善通訊系統(tǒng)。

采用現(xiàn)代化的通信系統(tǒng),利用光纖自愈環(huán)網(wǎng),對水利樞紐的各個子系統(tǒng)進行聯(lián)接統(tǒng)一,實現(xiàn)工程的智能化,信息的快速化。

3綜合運行管理系統(tǒng)的各個功能

3.1自動化功能。

綜合運行管理系統(tǒng)的一大重要功能就是自動化。自動化為水利樞紐工程的發(fā)展提供了可能,同時實現(xiàn)自動化管理,也是時展的必然。需要電站計算機對整個系統(tǒng)實行監(jiān)控。電站計算機監(jiān)控系統(tǒng),不僅能夠對整個電站的機電設備進行監(jiān)視和控制,而且還具有采集處理數(shù)據(jù),實時控制調(diào)節(jié)的作用,這種對水利樞紐機械設備運行維護系統(tǒng)診斷的功能,有力的保障了水利樞紐工程的安全性。這種監(jiān)控系統(tǒng)能夠第一時間呈現(xiàn)給人員相應的問題,如果發(fā)生突發(fā)情況,能夠大大減少故障所帶來的嚴重損失。需要大壩閘門監(jiān)控系統(tǒng)。大壩閘門監(jiān)控系統(tǒng),可以對閘門工作的數(shù)據(jù)狀況自動采集,并且根據(jù)要求制定具體的泄洪方案,最根本的是對閘門進行集中的監(jiān)視和控制。大壩閘門監(jiān)視系統(tǒng)的運行,有效的保證了水利樞紐工程的安全性。需要穩(wěn)定系統(tǒng)電源。水利樞紐工程作為一個大型的工程項目,必須要保證電源的可靠性,這樣才能夠給相應的機械設備提供充足的電源,一個可靠的店員,也為突發(fā)事情的產(chǎn)生做足了保障。需要視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本著安全為主的原則,根據(jù)水利樞紐防洪、補水的需要,必須要建立一套完備的視頻監(jiān)視系統(tǒng)。視頻監(jiān)視系統(tǒng)可以對水利樞紐工程所有重要部位和重要場所進行全方位、無死角的監(jiān)視,同時起到一定的警示作用,能夠確保在第一時間發(fā)現(xiàn)問題并及時做出相應的對策。

3.2信息智能管理功能。

綜合信息智能管理的實現(xiàn),必須要依據(jù)光纖線路和無線的方式。對收集到的信息實行智能化的管理,可以有效的對水利樞紐的現(xiàn)場情況進行匯報分析,讓相應的人員作出及時的調(diào)節(jié)。要想實現(xiàn)綜合信息的智能化管理,必須將各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總到綜合信息管理平臺上,只有對所擁有的現(xiàn)行數(shù)據(jù)進行分析和挖掘,才能夠為不同層次,不同子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。通過對所收集信息的整合,來實現(xiàn)信息總平臺和各個子系統(tǒng)之間的信息傳遞,打到紫系統(tǒng)之間的溝通與聯(lián)系。

4水利樞紐的關鍵技術研究

4.1攔河壩工程機電關鍵技術。

可以利用架橋機快速吊裝弧形閘門來應對大壩面積空間狹窄,但吊機占地面積大的問題,這種方法技術,不管是從經(jīng)濟角度還是從操作角度來看,都比傳統(tǒng)的吊裝方法要優(yōu)越很多。為了讓閘門啟合開閉同步,可以利用雙比例閥控技術來實現(xiàn)。為了應對突發(fā)狀況,系統(tǒng)要配備手搖泵,當發(fā)生PLC故障,或者雙比例閥失控時,能夠通過人為的手控操作來實現(xiàn)閥門的開啟和閉合。相比于傳統(tǒng)的點式溫度計,雖然光纖測溫技術的精準度較低,但是可以實現(xiàn)實際測量信息量的擴大,全面反應整個壩體內(nèi)部溫度的變化。在水利樞紐工程項目當中,大壩的體內(nèi)溫度變化對施工的下一步能否實行起到至關重要的作用。應用光纖測溫技術能夠減輕人工的強度,提升工作的效率,為實際施工提供了科學可靠的數(shù)據(jù)。

4.2電站機電關鍵技術。

為了響應國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標的要求,必須要在水利工程開展之前,在預算內(nèi)挑選最優(yōu)性價比的水輪發(fā)電機組。對水輪發(fā)電機組的嚴格選定,對后期設備的運行工作的展開起到重要作用。在引水式電站中,可以應用筒形閥。要想提高筒形閥位移同步控制的精準度,必須將筒形閥控制系統(tǒng)中的精準度進行細致調(diào)整,這樣不僅能減少水輪機坑內(nèi)的管路,還方便了設備的調(diào)試與維護。

4.3多維數(shù)據(jù)分析技術。

數(shù)據(jù)的分析整合是所有現(xiàn)代化建設當中的重要一環(huán)。水利樞紐工程當中應用多維數(shù)據(jù)分析技術來建立數(shù)據(jù)立方體,能夠將其轉換為輔助決策的一部分,相關工作人員通過這項技術,可以繪制成各類的專題圖,并根據(jù)圖上的內(nèi)容,提供可行性的分析和可行性的建議。多維數(shù)據(jù)分析技術可以讓不同維度的數(shù)據(jù)進行組合,人員可以從不同的角度對數(shù)據(jù)進行詳細的觀察和分析,這就可以及時了解機組的健康狀況,及時的安排檢查和維修的相關工作。4.4邊坡GPS變形監(jiān)測。在精密工程變形監(jiān)測當中得到廣泛應用的GPS,具有效益高,精度高,全天候等優(yōu)點,這實現(xiàn)了人工觀測難以達到的高水平。通過利用這項技術,把多個監(jiān)測點的計算坐標進行對比,進行數(shù)據(jù)信息的采集分析,以供水利樞紐工程的建設使用。GPS變形監(jiān)測有一定的偏差,但都在允許范圍內(nèi)。

結束語

水利樞紐綜合運行管理系統(tǒng)是基于一定的設計基礎而推行的,本系統(tǒng)把水利樞紐在運行管理階段當中,涉及到的數(shù)據(jù)資源進行了和分析,而且對總系統(tǒng)當中提出的要求和業(yè)務進行了重新的規(guī)劃,利用了一定的手段,比如數(shù)據(jù)共享,自動化管理等,滿足了水利樞紐工程的順利實施的要求。這種綜合運行管理系統(tǒng)的應用,加強了水利樞紐工程當中各個子系統(tǒng)之間的聯(lián)系,實現(xiàn)了工程的穩(wěn)定運行,取得了良好的效果。由于綜合運行管理系統(tǒng)涉及到了許多專業(yè)領域的專業(yè)知識,所以必須要對涉及到的專業(yè)知識進行分析細化,深入研討,才能更好的將相關知識應用于水利樞紐工程當中,才能促進系統(tǒng)的不斷完善。只有綜合運行管理系統(tǒng)不斷完善與發(fā)展,才會促進我國水利建設的穩(wěn)步、持續(xù)進行。

參考文獻

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作者：周斌山 單位：西藏自治區(qū)旁多水利樞紐管理局