调度综合管理系统（精选十篇）
调度综合管理系统 篇1
随着社会经济文化生活的不断发展和进步,如何高效利用有限的通信资源,提高政府和有关部门对紧急事件快速反应和抗风险的能力,并为突发应急事件提供更快捷的紧急救助服务,其重要性日益凸显。近些年来,发生在全球各地的紧急与灾害事件,给政府工作提出了挑战。在我国,随着工业化、城市化进程的不断推进,人流、物流、信息流和资金流高度集聚。另外,除自然因素外,由技术原因和人为因素造成的紧急与灾害事件频发,有上升的趋势,造成的损失和政治影响非常巨大。所以,紧急与灾害事件的管理(包括预防、预警、快速反应、处置、恢复)越来越重要。在应对重要赛事、突发公共事件和大型活动等方面,经常需要应急通信服务。应急通信具有以下特点:时间的突发性、地点的不确定性和容量的不可预期性。因此资源整合,充分利用现有通信资源,建立高效统一的应急指挥调度系统是应急平台系统建设的必然选择。
1 综合指挥调度系统
作为应急现场通信保障的主要手段,综合指挥调度系统将卫星通信、短波、超短波、数字集群、模拟集群和GSM/CDMA等多种通信系统有机的集成到一起,具备对不同通信体制的通信资源进行综合指挥调度及互连互通的能力,系统组成如图1所示。由于现实及历史原因,国内在频段的使用划分上非常复杂,不同部门应用的频率、通信方式可能都不一样,如公安、交通、电力、人防、部队、气象和水利等,这些在方便部门应用的同时增加了政府指挥调度的难度。
1.1 数字集群
TETRA数字集群通信系统是一种基于数字时分多址(TDMA)技术的无线集群移动通信系统。该系统可在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输和电话服务,它不仅提供多群组的调度功能、短数据信息服务、分组数据服务以及数字化的全双工移动电话服务,同时还支持功能强大的移动台脱网直通(DMO)方式,可实现鉴权、空中接口加密和端对端加密。此外,TETRA数字集群系统还具有虚拟专网功能,可以使一个物理网络为互不相关的多个组织机构服务。TETRA数字集群系统具有更丰富的服务功能、更高的频率利用率、更好的通信质量以及灵活的组网方式。
1.2 模拟集群
350 MHz警用集群通信系统自90年代初服务于公安部门以来,在各项重大保卫工作、抢险救灾以及日常警务活动中发挥了巨大的效能。其指挥调度的快速灵活性是任何公网移动通信系统无法比拟的。
公安部门的无线通信在80年代末、90年代初期基本以常规通信方式为主,随着MPT1327 信令体制的集群系统的成熟,90年代中期各地开始了大规模的集群系统建设。目前在经济较发达的东部地区,警用集群系统基本上覆盖了地市以上的行政地区,在西部的广大地区集群系统仍有70%以上的地市为空白。
目前,各地所使用的集群对讲机系统均为MPT1327信令体制的集群系统,并且绝大多数系统是遵循公安部制定的行业标准建设的,早期建设的一些集群系统也在逐步地向该标准改进或升级。
1.3 卫星网络
采用IP方式将经过编码后的图像信号与话音、IP数据信号复接后经过卫星调制解调器进行传输;接收站完成相应的解码及解复接任务。具体方案为:固定站与车载站间的通信经单跳卫星信道实现,采用多路单载波(MCPC)多址方式、四相调制(QPSK)和Turbo编码等技术。话音既可为单机方式也可为交换机方式;增加了IP数据业务的车载站可利用卫星信道使车载站的局域网与固定站的局域网相连,从而达到网络资源共享的目的。
1.4 短波电台
短波通信是利用波长为100~10 m(频率为3~30 MHz)的电磁波进行的无线电通信,又称高频通信,短波通信主要靠天波传播,可经电离层1次或数次反射,最远可传至上万里,如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化以及通信距离等因素选择合适频率,就可用较小功率进行远距离通信。短波通信设备较简单、机动性大,因此也适应于应急通信和抗灾通信。
1.5 CDMA/GSM网络
目前移动或联通等移动运营商在全国的无线信号覆盖上,面积是最大的,成为特殊通信专业领域以外主要的通信手段。该通信模式采用复用技术,极大地节省了频率资源,能够满足大量用户的同时使用,并且具有漫游、跨网、支持语音、数据和短信息等能力。由于该网络主要是实现点对点通信,并且终端对外拨号时需要先申请资源,接续时间较长,不适合应急现场的一呼百应的快速指挥调度的需要。但如果能利用现场的移动通信网络作为一种应急指挥通信的补充,实现现场对外的通信联络将是非常有效的。
1.6 VOIP
传统的电话网是以电路交换方式传输语音,所要求的传输宽带为64 kbit/s。VOIP是以IP分组交换网络为传输平台,对模拟的语音信号进行压缩和打包等一系列的特殊处理,使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。由于VOIP采用的是数据压缩包的方式进行话音传输,将语音转换成数据,直接利用现成的数据网络,可以实现网络资源共享,在具有数据网络的情况下,非常容易实现应用部署。
2 互连互通问题的传统解决方法
根据实际应用的需求不同,目前解决不同通信方式之间的互连互通的手段也不尽相同。
2.1 2种无线系统间的互通
如果只解决2种无线之间的互通,采用异频转接设备的比较多,2类频率的终端接入,将话音及控制信号进行互传实现相互之间的通信,这种方式结构简单,使用方便,主要应用2种通信方式之间,并且进行固定连接,不能动态调配。如图2所示。
2.2 有线/无线系统间的互通
主要实现无线落地的问题,通过控制器实现无线的音频和有线电话的电话接口之间的二四线之间的转换及音频互通,实际上是一个通信网关,通过DSP数字信号处理技术,可以进行DTMF信号检测或语音增益自动调整来进一步优化或增强通信能力,如可以完成无线通过有线对外的拨号呼叫等功能。
2.3 利用接入控制器解决互通问题
利用JPS公司生产的ACU1000接入控制器实现有线无线之间的互联互通,该设备具有很强的接入能力,可以接入多达几十种型号的国外无线通信电台,包括数字集群、模拟集群、超短波、短波和有线电话等,并可以形成最大8方的会议,可以通过人工或自动非常方便的实现各种通信网络之间的互通。但该设备有如下几个方面的局限性直接影响了在国内的使用:
① 进入国内时间比较短,对国产的无线通信终端设备的接入能力的支持相对还有欠缺,需要进行单独开发;
② 所有的研发工作都是在国外进行,开发工作反应相对较慢,并且针对不同的设备需要定做专用的通信电缆,费用相对较高;
③ 接口容量较少,并且会议最大只能8方,在应急现场的实际应用上除具有互联互通的能力以外,还需具有本地建立交换网的能力,即除支持无线通信外还应具有十几或几十部电话或PSTN的通信能力,以保证利用有限资源为现场应急指挥提供最大限度的通信保障,同时对于现场的多个部门单位的统一指挥部署显然8方会议能力限制了应用;
④ 设备价格比较贵,对于大容量应用的资金投入较大;
⑤ 对无线设备只支持接入,不进行控制,无线设备对外拨号和调频等工作需要人工在无线设备上手动设置,自动化成对较低,对于全网的快速调度无法实现。
3 新型综合指挥调度系统解决方案
对于重大应急突发事件,其救援过程需要各级政府及部门的参与,如政府、部队、公安、电力、人防、交通及其他相关单位,这些单位都会调用自己的应急资源进行抢险和救灾,同时也会将本部门的应急通信设施带到现场;政府作为应急事件处置的组织者和领导者,如何有效利用各级部门不同体制的通信资源,协调各级部门开展应急救援工作,在应急指挥调度中显得尤其重要。
通过对国内现有的通信网络及通信设备的深入研究,结合实际应用,对数字集群、模拟集群、短波、超短波和CDMA/GSM等系统的控制层进行了开发,开发研制出的综合指挥调度控制器可以直接完成对无线设备的呼叫和调频等自动控制,同时根据应急现场的实际使用,利用多媒体技术将语音、数据、传真、图像和录音等多种功能融合到一体,为应急现场的应急指挥调度提供可靠的通信保障。
综合指挥调度控制器针对不同通讯方式提供专用接口,每一个接口对应一种特定的通讯接入设备,如800 MHz数字集群电台、350 MHz模拟电台、350 MHz常规电台、短波/超短波电台、模拟电话接口、PSTN接口、IP电话接口或卫星电话等。综合指挥调度控制器本身具有256路时隙交换能力,通过交换矩阵可以实现各种通信接口之间的连接,单系统的最大容量为60个端口,支持级联,单系统具有30方会议资源,能够分成15个通话组进行通话,也可形成30方大通话组。
每一个接口独立完成音频信号的接收和发送,同时针对特定的接入设备可以实现对设备的完全控制;为提高话音品质,所有话音接口全部采用特殊处理方式,把收发信号分开,避免相互干扰,同时对每一个端口都可以进行2次拨号,设备中的对外接口都单独具有DTMF信号检测及转发能力,从而保证无线系统可通过有线电话接口对外进行拨号等。
由综合指挥调度控制器、调度操作台和多种通信终端组成的新型综合指挥调度系统如图3所示。在现场可以动态组成一个通信网络,指挥人员通过一个终端即可对全网的所有资源进行调度,系统会根据呼叫的对象自动对接入设备进行控制,如单呼和组呼等,并可以对无线或有线设备进行插话或监听,实时监控现场情况。
通过调度台系统可以控制任何一个端口进行外拨、监听、强插、会议、自动PTT及手动PTT等,从而实现该端口的调度能力。
通过智能话音检测及DSP语音处理,实现单工/半双工设备(无线电台)和双工设备(IP或电话)之间的互联互通。
通过新型综合指挥调度系统的应用,可以有效提高应急现场通信的自动化程度及使用的简便化,提高通信反应能力,并能充分利用现场的各种通信条件,实现有线、无线和卫星等各种通信方式及制式之间的互联互通,为现场的多部门协调,统一部署提供必要的通信保障。
4 结束语
随着应急通信系统的逐步建设及完善,通信保障的重要性尤其突出,如何利用通信技术为应急系统的通信提供保驾护航,将是应急通信系统建设中面临的突出问题,综合指挥调度系统是针对应急通信系统建设的特殊性,结合现有的通信条件设计出更加符合应用的通信保障系统,可满足各种突发事件现场的应急指挥需求,为解决在特殊情况下的通信指挥问题、保障通信安全、提高快速反应能力提供有力保障。
参考文献
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[2]叶敏.程控数字交换机与交换网[M].北京:北京邮电大学出版社,1999:57-122.
三峡水库综合调度管理综述 篇2
下
摘要：三峡水库是多目标运用水库，首要任务是防洪，其次是发电并兼顾调节航运的任务，同时必须认真考虑保护生态和环境。三峡水库在实现水能综合高效利用方面的研究成果，包括如何处理防洪、发电、航运以及泥沙淤积的关系，三峡水利枢纽管理调度系统建设，气象水文预报工作现状及成果，防洪、发电、航运调度成绩以及三峡水库泥沙研究与实践等，特别值得一提的是，三峡水库在通过电站运行调度保护流域生态方面的研究也取得了一定的成果，例如有关通过人造洪峰改善下游四大家鱼产卵课题的研究等。2003－2006年枢纽实际调度运行的各项参数表明，三峡水利枢纽正常发挥了防洪、发电、航运等方多方面的效益，成果显著。
关键词：三峡水库；调度管理；防洪；发电；航运；生态调度
中图分类号：TV697 文献标识码：C
中国长江三峡工程是迄今为止世界最大的水利枢纽工程。三峡水利枢纽建成后，控制流域面积100万km2，防洪库容221亿m3，可极大改善下游防洪形势；三峡水库全长600km，上游川江航道因此得到根本改善；三峡电站拥有总装机2240万kW，年发电量1000亿kW?h，相当于每年节大约5000万t原煤，减少二氧化碳排放1亿t。
三峡工程拥有巨大的防洪、发电、航运等综合效益，在中国社会经济发展中举足轻重；另一方面，正因为三峡工程肩负如此众多重大目标任务，不可避免地给枢纽调度管理带来前所未有的挑战一一如何协调平衡防洪、发电、航运等各方的利益，如何进行科学合理的调度管理，使其综合效益最大，而需求日益突出的环境生态调度则无疑又给管理者增加了新的难题。管理体制
水资源一体化管理是当今流域管理的趋势，而三峡工程突出的作用，特殊的地位也决定了必须采用一体化的综合管理模式。
综合管理模式首先体现在三峡工程对防洪、发电、航运等进行统一的多目标管理。为此，政府组织相关部门研究制定了《三峡?葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》(以下简称《调度规程》，针对不同时期，例如围堰发电期、初期运行期以及正常运行期等，制定不同的《调度规程》)，并以法律法规的形式颁布实施。《调度规程》从多目标管理的角度出发，协调各方的利益，以综合效益最大为目标，是目前三峡工程管理的法律性文件，各种调度管理措施都必须服从规程的规定。
此外，距三峡大坝下游约38km处的葛洲坝水利枢纽是三峡工程不可分割的梯级枢纽，三峡?葛洲坝梯级枢纽及其水库必须联合统一调度。多目标管理
多目标问题的求解原理可根据决策分析过程中的目标效用函数V是否存在，是否能够显式表达而分成三类：(1)目标效用函数V存在并可用数学公式表达，则可采用决策者偏好的事先估计进行求解；(2)存在一个稳定的效用函数V，但并不试图将它明确地表达出来，只假设该函数的一般形式，则决策者的偏好在求解过程中通过交互逐步明确(3)不存在一个稳定的效用函数，无论是显式的还是隐式的，则采用决策偏好的事后估计法进行求解。
三峡工程调度管理是典型的多目标决策问题。三峡工程的巨大效益包括经济效益、社会效益、生态效益等部分，在目标函数中，电效益较易量化，而防洪、航运、生态环境等方面的效益则很难估算。虽然很多学者试图构建多目标水库综合效益目标函数的显式表达形式，例如采用洪水损失的期望值作为防洪效益以及提出一些生态效益的计算方法等，但目前都还不成熟。因此试图构建一个显式的三峡工程效益函数目前尚不可行，而根据上述求解原理之(2)，遵循“决策者的偏好在求解过程中通过交互逐步明确”的思路则是可行的，以下对此稍加阐述。
建三峡首要目的是防洪，因此难以量化的防洪效益居各类效益之首，必须首先实现。而防洪效益的实现则是通过《调度规程》中规定的防洪调度方案给予保障的，该方案是建立在对多个方案的计算比较基础之上，最终根据决策者偏好选取的，由各种阶段的水位、流量阈值组成。在满足防洪要求的基础上，对发电效益和航运效益进行优化，其中发电效益可采用联合优化调度模型进行求解。而航运调度则是根据航运部门的要求，保证相关江段水位、流量、水位变幅在规定阈值范围之内。当发电、航运产生冲突时，根据决策者的偏好进行交互，形成最终解决方案。《调度规程》中对上述内容都进行了详细描述。水库环境生态效益在决策者偏好中的地位越来越重要，为此《调度规程》中对水库环境、泥沙以及库区生态调度也专门进行了规定。需要指出的是，上述多目标决策过程的前提条件是保证枢纽的安全。研究与实践
三峡工程采用分期蓄水方式。三峡水库2003年6月1日首次下闸蓄水，进入围堰发电期运行，库水位维持在135－139m之间。2006年6月，上游三期围堰爆破拆除，大坝全线挡水，同年10月，实现156m蓄水，枢纽进入初期运行阶段。预计在2008年水库可进入正常运行状态，即正常蓄水位(NPL)175m，汛期限制水位(FCL)145m。
三峡水利枢纽的运行管理已近4年，工程的防洪、发电、航运等效益也逐步得以发挥，特别是实现156m蓄水后，各方面的效益更加明显。4年来，三峡，葛洲坝梯级枢纽综合调度管理系统建设已基本形成，图1描绘了调度管理中的各类数据及相关业务流程。
从图1中不难发现，气象水文信息采集系统是整个调度管理的基础，预报是调度管理决策的依据。此外，调度管理涉及的部门众多，包括国家防总、长江防总、交通航运部门、国家电网公司等。
三峡水利枢纽综合调度管理工作涉及方方面面，以下就结合水库运行以来的调度管理实践介绍有关方面的研究成果。
3.1 气象水文预报
3.1.1 气象预报
目前气象预报的业务为：每日上午9：30，制作和发布上游流域6个区间(见表1)面雨量预报；周四和周日，制作下一周上游流域降水过程预报；每月10日，制作下一月降水趋势预报；3月份制作汛期降水趋势预测。在汛期或其他特殊情况下，调度部门通过会商系统与水文、气象部门进行会商。
表1列出了2004年和2006年短期(24h，48h)雨量预报准确率，表2为24h强降水预报准确率统计。
由表知，2004年上游流域面雨量预报24h、48h预报准确率分别为81％和69％，面雨量大于20mm降水过程24h预报准确率为52％；2005年该3项指标分别为76％，76％和52％；2006年为85％，82％，60％。
3.1.2 水文预报
(1)长期水情预报长期水情预报采用枯季分级退水模型、数理统计、小波－人工神经网络组合模型等方法，参考气象长期预报结果而做出的综合预报，2004年预报平均误差3.8％，2005年预报平均误差0.7％，2006年三峡上游流域天气异常，出现了持续异常干旱天气，坝址遭遇了百年不遇的枯水年，直接导致年预
报平均误差达42.6％。
(2)短期水情预报
三峡入库流量分3部分，即上游干流寸滩站入流，乌江武隆站人流以及三峡区间产流。科研和生产部门曾经采用过萨克拉门托模型，TANK模型，综合约束线性系统(SCLS)模型等，这些模型大多采用降雨径流应答关系及经验性的“黑箱”模型的分析方法。三峡区间现有的洪水预报方案为：干流预报采用上下游水位(流量)相关法，区间产流采用新安江三源流模型及经验单位线法。
三峡水库蓄水后，河道水力学特性发生了较大变化，洪水特性也随之发生了较大改变，因此对于以往采用的模型，其模型参数须进行重新率定。此外也研究了新的预报方法及手段，例如：GIS技术被应用到三峡区间洪水预报系统当中，采用分布式结构对区间进行了划分，在模拟子流域降雨产流时仍沿用了新安江三源流模型。
目前的短期预报具有了一定的精度，为梯级枢纽调度提供了可靠的安全保证。2004－2006年短期流量预报的平均误差：12h分别为1.02、0.63和2.74，24h为1.89、1.34和2.74，48h为4.04、3.11和4.12。
短期预报中一个非常重要的内容就是对于洪峰峰值及出现时间的预测，水库运行期内几场大洪水的峰值及峰现时间的预报情况如表3所示，从表3可以看出，洪峰预报无论是峰值流量还是峰现时间都较为准确，而预见期也都达到了2天以上，为防洪调度提供了准确的数据支持。
3.2 梯级联合优化调度
葛洲坝是三峡的反调节水库，二者紧密相联，必须进行联合调度管理。采取优化调度思想，建立科学合理的模型方法，可以发挥梯级联合调度的优势，获取更大的效益。
三峡，葛洲坝梯级枢纽联合优化调度基本原则是：①兼顾防洪、发电、航运的要求，充分发挥最大的综合效益；②汛期以防洪和排沙为主，发电服从防洪和排沙，③枯水期，发电和航运统筹兼顾；④调度中应充分考虑水库上下游环境水质及生态保护因素。
三峡，葛洲坝梯级水库优化调度方面的研究众多。从时段上分为长期优化、短期优化以及日优化模型等；从优化算法看，包括动态规划算法及其综多改进算法、遗传算法、模拟退火算法等。目前三峡-葛洲坝梯级枢纽实时调度所采用的方法是严格按照《调度规程》中规定的各项约束条件(如汛限水位约束、保障航运安全的水位小时变幅约束、日变幅约束等)调度运行，在《调度规程》规定的可调节范围之内进行优化调度，尽量减少弃水，多发电量。葛洲坝除发挥反调节水库作用(调节因三峡调峰造成的下泄流量不稳)外，也适当参与发电优化调度。优化调度主要通过控制三峡下泄流量以及葛洲坝坝上5#站水位，使梯级电站发电效益最大。
三峡水利枢纽运行近4年，各项效益得到了显著的发挥：
(1)防洪效益利用围堰发电期内有效防洪库容发挥防洪应急调度作用。2004年9月长江上游发生较大洪水，经国家防总办公室同意，9月8日0：20三峡库水位从135.31m开始逐步上升，其后稳定在136.1－136.3m之间运行，最高库水位136.42m，出现在10日22：50。本次洪水调度过程中三峡最大出库流量56800m3／s，最大削峰流量3700m3／s，拦蓄水量4.95亿m3，缓解了长江宜昌至石首河段的防洪压力。
(2)航运效益从表4船闸运行数据可以看出，2004－2005年，输送旅客人数以及货运量，均比2003年有了明显增长。
另一方面，在枯水期，通过水库调度补偿航运流量是增加葛洲坝枢纽下游枯期水深的有效措施。2004年的枯水期，应航道部门的要求，三峡水库先后三次实施了补偿航运流量调节方案，增大了下泄流量，提高了葛洲坝引航道和长江中游航道通航水深，在一定程度上缓解了长江中游浅滩河段枯期通航水深不足的紧张状况，保障了船舶航行安全，效果明显。
(3)发电效益自2003年7月10日三峡电站首台机组并网运行以来，至2006年底，三峡电厂累计发电1461亿kW?h，节水增发电量58亿kW?h；葛洲坝大江电站、二江电站2003～2006年累计发电628亿kW?h，节水增发45亿kW?h，详细信息见表5。
3.3 生态调度研究
三峡工程建成后每年将生产1000亿kW?h清洁电能，减少大量的原煤消耗和温室气体排放，从根本上是有利于生态环境保护的。但同时，大坝挡水，库区淹没蓄水等也不可避免地给生态环境带来负面影响。为此，在工程设计论证以及初期运行期间，围绕生态环境保护做了大量的研究工作，并投入大量资金开展各项保护措施。近些年来，通过水库自身运行调度改善大坝上下游生态状况的研究越来越受到各方的关注，生态调度的呼声越来越高。
围绕三峡水利枢纽生态调度的主要热点问题包括：低温水下泄、气体过饱和、“人造洪峰”等。关于这些热点问题，三峡总公司组织会同相关科研单位开展了多项监测研究工作，取得了一系列成果，其中比较有代表意义的是“针对四大家鱼(青、草、鲢、鳙)自然繁殖需求的三峡工程生态调度方案的研究”，该研究成果进一步阐明了水利工程给鱼类造成影响的机理，包括：
(1)水利工程一定程度上继续对鱼类早期资源产生影响。工程的调节使水文情势和水体理化特性发生变化，使得部分产卵场消失或移动，洪峰过程弱化，使得产卵规模减小。
(2)低温水下泄，有可能使得鱼类生长发育延缓，产卵期推迟；清水下泄，河道冲刷下切，原有产卵场河床底质发生变化；繁殖期洪峰主要依赖区间来水，过程弱化。
(3)水质的变化对鱼类资源的影响越来越重要。为此，在进一步弄清四大家鱼自然繁殖的水文学机理的基础上，未来可采取各类生态调度措施，制造利于鱼类繁殖的“人造洪峰”，抑制低温水下泄，保护水质等，促进鱼类的繁殖，保护好生态。
3.4 水库泥沙
泥沙问题是关系水库寿命，是引起广泛争论的重大技术问题。可以说，在水库的调度方案中，泥沙问题的考虑占有相当重要的地位。三峡水库采取“蓄清排浑”的调度原则，减少水库的泥沙淤积。
近4年来水库运行过程中泥沙监测资料看，水库中泥沙淤积情况比初步设计中预计的要好得多：(1)水库来沙量大幅减少，寸滩+武隆站1990年前年均输沙量之和为4.67亿t，1991－2003年年均输沙量为3.48亿t(清溪场站从1983年开始测流，因此没有长系列资料，用寸滩和武隆代替)，减少约1／3，而蓄水后减幅更大。(2)水库排沙比好于设计值，2003年6－12月，入库泥沙2.08亿t，出库0.84亿t，排沙比40％；2004年入库泥沙1.66亿t，出库0.637亿t，排沙比38％；2005年，入库2.54亿t，出库1.03亿t，排沙比41％。而论证期间数学模型采用的三峡水库十年水沙系列的年均入库沙量为5.09亿t，由此计算的第一个十年的年均出库泥沙1.54亿t，年均库内淤积3.55亿t，排沙比30％。
随着上游水土保持工作的开展，以及上游梯级电站的建设，三峡水库的入库泥沙问题将向着更有利的方向发展。但同时水库下游河岸冲刷的问题比过去预计的要严重些，由于三峡水库尚未蓄至正常蓄水位175m，上游水电工程的大规模开发正在进行中，来水来沙情况将来还会有较大的变化，因此，下游河势的调整可能还要持续相当长的时间。结论与展望
几年的实践证明，三峡枢纽的调度管理是成功的，不仅有效的利用了水资源，同时也保证了航运等其它目标的实现，泥沙问题也得到了良好解决。
三峡水利枢纽的调度管理决策是具有世界难度的动态多目标的决策过程，这主要表现在以下几个方面：
(1)在汛期，枢纽调度需主要协调防洪和发电的矛盾，即如何通过调度，使得在满足防洪要求的前提下尽可能多发电；在非汛期，则主要是航运和发电的矛盾。
(2)水库泥沙问题关乎水库寿命，是三峡调度管理的重要基础条件，无论汛期还是非汛期的调度，都必须认真考虑。
(3)生态调度以保护特有珍稀鱼类为代表，通过调度营造适宜鱼类产卵、生长的水文情势。作为一个崭新的课题，生态调度与防洪、发电、航运等传统调度之间的协调关系仍有待进一步探索研究。
(4)三峡水库的蓄水与航运、生态、发电、泥沙等问题的关系密切，影响重大，因此每年汛后蓄水过程的调度也具有很大的难度。
总之，管理调度既要考虑防洪，又要考虑发电和航运，泥沙又是一个重要因素，加之水库生态调度需求越来越重要，使得三峡水利枢纽的管理有可能成为世界上最为复杂，同时也是潜力最大的水库管理命题。目前，长江上游流域的水资源开发利用形势正经历着深刻的变革，随着上游干支流数十个大型水电站的开发，以整个流域综合效益最大为目的的流域梯级一体化综合调度管理，对于流域水资源管理领域无疑将是一次难得的挑战与机遇。
浅谈电力综合安全生产调度管理 篇3
关键词：高度管理 系统 概述 应用 管理
随着集团公司信息化的发展，公司内部的信息呈爆炸式增长，各部门之间的信息互相孤立，缺乏统一管理，用户访问界面也各式各样，需要建立一个将公司应用管理和数据集成到一起的信息管理平台，使公司相关人员通过一个整合性的访问各种信息和应用系统的个性化统一入口点，来操作和管理公司信息数据，从而提高管理力度、降低工作强度，同时为企业带来更大的利益。
一、管理系统的概述
综合安全生产调度管理系统是一套采用B／s框架结构的网络应用程序，通过这套系统集团公司的各级领导可以通过I E浏览器随时随地查看有关集团生产调度信息，并可通过网络及时发送信息下达安全、生产指示。
1、管理系统组成
(1)硬件部分：IBM360服务器、acer电脑控制端、TMC2108S2背投服务主机、DLP调度大屏幕、LED显示屏、BSPB380C电源电涌保护箱及润普二路USB电话录音服务器构成。
(2)软件部分：LED控制、DLP大屏幕控制、电话录音控制、DLP电视墙控制、安全监测实时网显示。
2、管理系统实现的主要功能
主要用于解决两方面的需求：一是统一访问企业内部资源，存储各种格式、各种来源的内容、文档和数据，统一检索、浏览和访问。二是统一协同工作平台，包括功能导航、信息动态发布、安全法规规程、安全信息、个人办公等，方便快捷地与其他人共享信息、通信和协同工作，能够自动生成相应的各种生产调度日报表、月报表；实现调度通知等信息的网络下发及文档管理；群发调度通知，调度通知接收声音提醒功能，调度通知接收反馈功能，发送和接收日志功能；收发调度通知时，集团调度员通过调度下发模块进行调度通知扫描并发送，调度员通过待办事宜下载并打印调度通知。
二、系统的应用及管理
主要由集团公司下属各调度员依据各生产情况予以填写，并上报，自动根据填报的生产指标完成情况和安全生产情况、库存等情况，进行分类统计、汇总，生成相应的各类日报表、旬报表、日常记录的台帐等。
根据集团公司下达的年生产经营计划形成的年计划生产管理指标，落实到月计划，根据每月生产计划指标细化分解到各个生产区队，将计划指标层层分解、层层落实。根据各区队每天实际完成的生产任务，进行统计，上报集团公司总调度室，形成集团公司各项生产指标每日、每旬、每月完成情况报表，使集团的生产经营情况，确保圆满完成年度计划生产经营各项指标。
l、生产调度管理系统模专人主要分调度所用报表、集团公司调度员所用报表、其他功能模块三类：
①调度员所用报表
调度员报表包括有数字字典、数据填报、计划管理三部分。
②单位主要是指各最基础的生产区队、辅助区队及与生产有关的相关科室。如开拓队、运输队等，是生产调度管理系统中数据积累的基础数据。单位类型是记录、分解各项生产指标的关键，通过单位类型的区分，用于实现产量、进尺等数据的汇总。单位性质通过重点、普通、其他，用于区分各个生产区队的工作性质，生产单位在生产调度管理系统中是重点、辅助部门为普通，其他部门选择其他。
③计划管理主要包括年计划、月计划，是根据集团公司下达的总体生产指标，其中根据当月制定的生产产量计划，输入天数会自动分解到每天计划完成的任务，在随后的填报数据时，与当天实际完成的情况进行比较，可以直观的分析完成情况。
④数据填报是调度员每天需要向集团予以上报的主要内容，是综合生产调度管理系统的重点。如果没有数据，则零数据上报。
（2）集团公司调度员所用报表
主要有集团公司汇总统计、信息发布。集团公司汇总统计分为数字字典、生产调度管理。数字字典主要是用于集团公司调度值班领导、调度员信息统计和集团公司调度员需要填报的日常管理信息；生产调度管理汇总、统计由下属填写的信息经过上报后的各种生产信息，生成相应的集团公司调度日汇总表。
（3）其他功能模块
主要有信息发布调度通知，消息发送，我的邮件。信息发布调度通知模块功能有扫描调度通知，群发调度通知，授权调度通知，收发调度通知时，集团调度员通过调度下发模块进行调度通知扫描并发送，各调度员通过用户登录可以下载并打印调度通知。消息发送模块，是集团公司与各调度人员进行实时沟通，传达信息的一种方式，可以群发、单独发送，该信息接收具有声音提醒功能，登录用户可以随时查看并予以回复。我的邮件发送模块，用来发送、接收各种个人办公邮件。
2、综合安全生产调度管理系统中包括的数字字典、数据填报、计划管理三部分。数字字典是整个综合生产调度管理系统数据录入的基础条件；计划管理是综合生产调度管理系统数据录入的前提条件；数据填报是综合生产调度管理系统录入数据的关键。
操作综合生产调度管理系统时，首先应根据实际情况填写齐全生产单位，各个地点及相应的地点性质，其次是根据每月集团公司下达的生产任务填写进尺计划，然后每天根据各个单位实际完成情况进行数据录入、上报。三者录入先后顺序：数字字典===计划管理===数据填报。调度值班人员数字字典，主要是为方便调度员每天填写值班调度数据日报表中值班人员时使用。单位、地点、值班人员可以根据实际情况的变化进行修改。
3、生产调度大屏幕显示系统主要有D LP大屏幕显示控制系统、图像传输系统及其它辅助软硬件产品组成。通过它可以将多路网络信号、多路计算机显示信号、视频监控信号在DLP大屏幕显示系统上进行动态综合的显示。
4、双基色LED显示屏可根据实际要求进行编辑显示。
5、电话录音控制分为压控、声控、键控三种录音方式，压控(电压控制)：根据电压的变化进行录音，H摘机就进行录行，应用于大多数客户的普通模拟电话线路上；声控(声音控制)：根据检测线路中，是否有声音信号来录音，如对讲机等，应用于一些需要使用音频录音客户的需求上；键控（DTMF）：根据检测线路中是否有相应的DTMF按键来录音应用于一些使用用模拟线路的客户想人为控制是否录音的项目中，本功能模块还具备未接来电统计及操作日志信息查询和管理，包括话务统计、现场监听、录音回放、线路设置等功能，通过输入通话方向、通话类型、通话日期、通话时长及客户信息来统计相关信息，并可打印结果或导出Excel表格。
6、大屏幕显示安全监测图形
通过大屏显示图形进行显示集团公司所有安全监测实时网上的示意图，更方便、直观、清晰地了解工作环境。
三、调度系统起到的作用
l、通过这套系统集团公司的各级领导可以通过IE浏览器，输入安全生产调度管理系统地址，就可随时随地查看有关集团生产调度信息，并可通过本管理系统及时发送信息下达安全、生产指示。
调度综合管理系统 篇4
高新技术的兴起和经济全球化的浪潮, 在极大的推动社会经济发展的同时, 带来了人口剧增、资源短缺、环境恶化、生态蜕变的后果。研究人口——资源——环境——发展 (Population——Resource——Environment——Development) 循环复合系统的综合协调发展成为决策政府和广大学者关注的焦点。本文将通过对区域PRED循环复合系统综合协调度的研究, 讨论区域经济如何实现人口、环境、资源和社会经济和谐发展问题, 并以河北省为例, 通过定量化手段阐明协调发展的具体途径, 使可持续发展具有可衡量性与可操作性。
区域PRED系统是指一定区域的人口、资源、环境和发展之间通过相互作用、相互影响和相互制约等关系构成的紧密相连的统一体。它是一个具有高度复杂性、不确定性、多层次性的复杂开放巨系统。如何实现人口的规模及增长率与经济、资源、环境相适应;合理开发利用自然资源, 使不可再生资源的利用效益最大限度地提高;人的一切活动对环境的负影响控制在环境的承载能力之内;在自然资源和生态环境的承载能力之内经济获得最大限度的发展是实现区域可持续发展的基础, 具有重大的理论与实践意义。
1 区域PRED系统综合评价指标体系的确立
1.1 区域PRED系统综合评价指标体系确立的原则
1.1.1 系统性与层次性相结合
区域PRED系统具有明显的空间性, 应当在系统性原则的基础上根据各层次、各要素之间的特点及相互关系, 将系统划分为若干个既相互联系又相互独立的子系统, 不同层次对应不同的指标体系, 便于政府决策者对区域经济发展进行调控。
1.1.2 动态性与稳定性相结合
区域PRED系统是一个不断变化的动态过程。指标体系的选择要立足于区域经济发展的循序渐进规律, 要既能够反映区域经济发展的历史、现状、潜力以及演变趋势, 又要保证一定阶段的稳定性。每一个具体的指标应该能够反映待评价领域的人口、经济、资源与环境协调发展状况, 具有时间和空间变化的敏感性。
1.1.3 可测性与可比性相结合
评价指标体系应充分考虑到数据的可获得性和指标量化的难易程度, 定量与定性相结合。指标的计算方法应当明确, 不要过于复杂, 计算所需数据也应比较容易获得, 也比较可靠。
1.2 区域PRED系统综合评价指标体系的构建
区域PRED系统的发展不可超越资源与环境的承载能力。按照复杂巨系统运行的普遍规律, 把指标体系分为目标层、准则层、子准则层、指标层4个层次。具体指标体系结构见表1。
2 区域PRED系统协调度综合评价研究
2.1 主成分分析法 (PCA)
综合评价时最常用的是主成分分析方法。主成分分析方法 (Principal Component Analysis PCA) 也称为主分量分析, 通过对多个指标的线性组合, 能将众多的具有错综复杂相关关系的一系列指标归结为少数几个综合指标, 既能使各主成分相互独立, 舍去重叠的信息, 又能更集中更典型地表明研究对象的特征, 还能避免大量的重复工作。具体步骤如下:
(1) 用Z-score方法对分指标进行无量纲化处理。设原始数据矩阵为X= (xij) m×n, 标准化后的矩阵为Y= (yij) m×n, 则:
sj为第j个指标的标准差:
(2) 求标准化数据矩阵的相关系数矩阵:
式中rik为指标i与指标j相关系数。
(3) 计算相关系数矩阵的特征根和特征向量:
令|λI-R|=0, 可以求出R的全部特征值:λ1, λ2, …λn, 其中λ1>λ2>…, >λn;再求出各特征值所对应的单位正交特征向量 aj= (a1j, a2j, …, anj) T
(4) 计算各主成分的贡献率, 并按累积贡献提取主成分, 一般以累积贡献率达到85%为准则, 提取前k个主成分。由于相关系数矩阵R的特征值λ1, λ2, …, λn, 正是对应主成分F1, F2, …, Fn的方差, 而方差越大, 包含的信息就越多, 对综合评价的贡献就越大。因此定义主成分Fi的贡献率bi为:
当前k个主成分的累积贡献率达到85%时, 就可以确定该系统分指标的主成分为:F= (F1, F2, …, Fk)
(5) 分别计算人口、资源、环境和经济4个子系统的综合得分值ui:
2.2 协调度的评估
协调发展是一个内涵明确而外延不明确的模糊概念, 可以应用模糊集合论进行研究。在模糊数学中, 描述论域中某一元素x隶属于模糊集A程度的是隶属度指标, 它是一个[0, 1]闭区间上的实数, 称之为协调系数。协调系数可以用与协调值的接近程度来表示, 根据模糊数学建模的指派方法, 借用隶属度函数中的分布密度函数对协调性进行描述, 其计算公式为
C (i/j) =exp[-k (ui-u′i/j) 2]
式中C (i/j) 表示第i系统对第j系统的协调系数, 即第i系统的实际观测值与第j系统对其所要求的协调值接近程度的定量描述;ui表示第i系统的实际发展水平;u′i/j表示第i系统与第j系统协调发展时, 第i系统的协调发展水平, 换句话说, 为了与第j系统的发展相匹配, 第i系统所应达到的理想值;k=2/S2, S2为ui的方差。
根据上述公式, 我们可以发现:
当ui越接近u′i/j时, 协调系数越大, 协调程度C (i/j) 越高;
当ui越远离u′i/j时, 协调系数越小, 协调程度C (i/j) 越低。
根据模糊数学原理, 可以将收集到的表1中的数据利用SPSS软件选择建立人口系统与经济社会系统、资源系统与经济社会系统、环境系统与经济社会系统及人口系统与环境系统的回归分析模型, 根据两系统间的回归模型计算出系统间的比例关系, 再根据公式计算出协调系数, 可以得到某一区域人口、资源、环境系统和经济社会系统的协调度情况。再根据经济社会发展与人口增长的协调度, 资源、环境系统与经济社会系统的协调度, 人口与资源环境的协调度, 对政府如何实现区域人口、资源、环境、经济社会的协调可持续发展提出建议。
参考文献
[1].周哲, 熊黑钢, 韩茜.中国区域PRED系统研究进展[J].干旱区地理, 2004, 27 (2)
[2].曹利军, 王华东.区域PRED系统可持续发展判别原理和方法[J].中国环境科学, 1998, 18 (S1)
[3].李志辉, 罗平主编.SPSS for Windows统计分析教程[M].北京:电子工业出版社, 2005
[4].何晓群.多元统计分析[J].北京:中国人民出版社, 2004
煤矿视频指挥调度综合系统解决方案 篇5
煤矿安全已经成为我国经济发展中的热点和难点问题，人们对煤矿安全给予了越来越高的关注。每一起重大的安全生产事故，都引起了政府和社会各界的极大关注，综合运用信息技术提高煤矿的生产安全已经迫在眉睫。
从煤矿的实际应用考察，现代厂矿企业生产是人员、物资、设备等各种要素相互作用的复杂过程。在生产安全管理中，其中一个极为重要的环节就是会议。通常情况下，煤矿依靠面对面的会议形式来完成诸如交接班、生产讲评、工作总结等人员交互性内容。而另一个重要环节是对涉及到安全的设备和场所进行监控管理，例如煤矿的绞车房、风机房、仓库、井口、巷道等事关生产安全的重点部位，这些部位的温湿度、气体浓度、电流、电压等都需要持续地进行动态监视，企业通过监控系统来完成这部分工作。
传统的解决方案是通过建设二套独立的视频会议系统和监控系统来实现上述功能。但这种两套独立的系统的做法存在着兼容性差、共享性差、重复投资、操作复杂等诸多缺陷。
由此可见，综合运用视频通信系统已经成为当前安全生产建设的关键。为此，北京华纬讯电信技术有限公司推出了视频指挥调度系统，其融视频监控、视频会议和指挥调度于一体，为厂矿企业的安全生产提供“三合一”的整体解决方案。
1．系统建设目标
1)实现统一管理
建立统一的视频指挥调度系统，实现具有单向远程视频监控及音、视频双向交互视频指挥调度平台。实现市局对城区分局、县区分局、以及各分局下辖的各派出所（业务部门）实施应急可视化指挥调度和日常值勤管理指示的下达和下级情况的汇报。
2)实现已建系统数字化接入
视频指挥调度系统应具有视频监控系统接入能力，实现对监控点可视和可控，实现对重要目标、重要场所、危险地段进行动态监视，随时了解现场情况，以便采取相应的预防和补救措施确保社会的安定。
3)实现指挥调度分级管理
用户可根据自身隶属关系进行灵活的级别管理，实现指挥权、监视权和控制权的管理配置，满足各级部门建立有效的指挥调度关系。
4)提供图像信息接口
平台应提供与市政府应急指挥平台的图像信息接口，满足其他系统的图像调用和接入。
2．系统结构
煤矿综合视频指挥调度系统从结构上应与煤矿生产管理体系相吻合，这样才能真正发挥视频指挥调度系统的作用。一般煤矿的生产管理组织结构可分为：矿务局生产调度中心、煤矿生产调度中心、矿井工作面三级结构，所以煤矿综合视频指挥调度系统也要按照以上结构来部署。系统分为主控中心子系统、分控中心子系统、监控前端子系统、移动监控子系统，结构如下图：
图1 煤矿综合视频指挥调度系统结构图
1）主控中心子系统
由综合视频交换机、视频录像服务器、网络视频矩阵、数据/报警服务器、指挥调度终端、音视频切换矩阵和音视频输入输出设备等组成，部署在矿务局生产调度中心。主要作用是：完成信令和控制信息交换、调度以及系统管理；实现视频指挥调度、远程视频浏览、视频录像、电视墙显示以及视频报警联动等功能。
2）分控中心子系统
分控中心子系统由指挥调度终端、音视频输入设备（摄像机、话筒等）和音视频输出设备（电视机、音箱）等组成，部署在各煤矿生产调度中心。主要作用是：通过指挥调度终端与矿务局生产调度中心进行音视频双向沟通，参加视频会议，对所辖监控现场进行监控管理；根据实际网络环境要求实现视频录像。根据需要可增加网络视频矩阵与电视墙、大屏幕系统配合使用。
3）监控前端子系统
监控前端子系统由监控前端、音视频输入设备（摄像机、云台、云台解码器、防护罩、话筒）、环境信号采集传感器等设备组成，部署在各监控点现场。主要作用是：现场音视频采集，并把采集的数据上传；实现已建视频监控系统的物理接入。监控前端子系统为智能视频处理终端和环境采集设备接入系统提供联网接口。
4）移动监控子系统
移动监控子系统由专业一体化摄影机、背负式无线宽带图像发射机、无线宽带图像接收机等组成。主要作用是：在突发情况时，由专业一体化摄影机、背负式无线宽带图像发射机构成的移动监控前端可在移动环境中对任意指定现场进行高清晰图像采集传输。
3．系统功能
1）生产调度指挥功能
借助于煤矿综合视频指挥调度系统独具的多种级别和权限模式设置，上级管理者通过指挥调度终端可以向下级发布指挥和调度命令，上下级各个部门、各级领导与下属之间可以实时地进行音、视频信息的双向交流，可实现点对点指挥、点对多点指挥、多组指挥、插入指挥等多和指挥调度方式。
另外，被指挥调度者可随时加入和退出指挥调度组；可调用和监视任意监控点的图像，并可广播该图像；多组指挥调度可同时调用监控任意监控点的图像；支持指挥调度者对被指挥者，在指挥调度前的预览；通过配置，可显示任意联动报警点的图像；指挥调度者对多个监控前端进行语音广播。
2）视频会议功能
矿务局管理层可根据需要适时召开视频会议，实现交班会、生产会、总结会等各种会议，进行多点多方双向音视频交流互动。主席可以设定多个例会，每个例会包含相对固定的成员，主席可以方便地组织会议。会议成员可随时加入和退出会议组。主席可以对各个会场的发言权进行控制，并可广播某一分会场。
3）生产过程视频监控功能
区域PERD综合协调度评价探析 篇6
[关键词] 区域PERD 协调发展模式 评价指标体系
PERD是指人口（Population）、环境 （Environment）、资源（Resource）与发展（Development）的缩写。在人类社会走向现代化的过程中，由于人类改造自然的能力不断提高，生产力得以快速地发展，促进了人口的过快增长，由此又导致资源的过度开发，造成资源短缺、环境恶化，影响了经济发展，危及到了人类生存。PERD问题是当今世界关注的焦点，2005年9月在北京召开的“21世纪论坛”，会议的主题是“可持续发展——中国与世界”，会议的主题旨在突出发展中国家发展模式和发展理念转换的迫切性和重要性。会议提出了“21世纪中国面临6大挑战”，六大问题都与PERD问题息息相关，只有解决好区域PERD协调发展的问题，才能保持区域经济的可持续发展，而且这些问题也是我们“十一五”规划需要解决的主要问题。因此，通过对影响人口、环境、资源与发展的因素分析，构建一套完整的、动态的、可操作的区域PERD的综合评价指标体系，对于准确地测度区域PERD的发展状况具有重要的理论和现实意义。
一、PERD系统及区域PERD协调发展模式
1.PERD系统
PERD系统是指以人口（P）、环境（E）、资源（R）与发展（D）四个问题为中心，并由此形成PERD问题的各种因素相互作用、相互影响和相互制约，并在一个具体的区域内复合而形成的一个紧密联系的统一体。
我们解决PERD问题时，不能孤立地研究某一方面问题，而应将人口、环境、资源与发展四个问题及其形成的因素，结合不同的地域，系统地纳入一个统一的框架内进行全面的研究，局部的问题纳入全局中协调解决，共同达到协调发展的目的。例如：我们研究人口数量时，只有把人口数量与区域环境、资源、经济和社会发展，及人口本身的年龄结构、性别结构、文化构成等问题联系起来，人口数量的分析才具有现实意义。当人口数量与上述因素之间的关系协调时，人口数量就不是一个大问题；反之，如果它们之间的关系不协调，人口问题就成了一个重大问题。
2.区域PERD协调发展模式
区域PERD发展模式是指在一定空间和一段时期内，人口、资源、环境与社会经济系统发展的总的方式。区域PERD协调发展模式包括以下几个方面：
第一，人口增长模式:从人口总规模、劳动力需求、老年人口的比重以及人口生育政策等方面协调人口、环境、资源的发展；
第二，环境保护模式:保持区域生态环境向良性循环方向转化;
第三，资源利用模式;
第四，经济与社会发展模式：保持经济增长速度与满足人民需要和增强区域综合实力相适应，保持宏观经济结构与区域资源结构、环境结构、经济发展阶段相协调;
第五，区域开发模式：保持区域发展空间结构的优化，工业、农业、交通、城市等合理布局，并且它们之间在功能关系上相互协调；
第六，时间推进模式：保证区域PERD协调发展在时间发展阶段上的循序渐进。
影响区域发展的因素很多，而且也存在着明显的地域差别。不同区域的协调发展模式由于区域PERD的状况不同而千差万别。PERD问题是一个综合性的问题系统，任何一个因素的变动必定影响其他因素的变动。另外，在区域发展实践中，发展模式也并不是孤立的，而是相互交融共同发生作用的。
二、区域PERD协调发展的综合评价指标体系
评价指标体系是指由若干个相互联系的评价指标组成的有机整体。它可以全面、系统、科学和准确地反映一定时期内区域PERD多个侧面的变化特征和发展规律。评价指标体系作为一个系统，其结构和组成要素的科学组合会直接影响系统功能的发挥。区域PERD评价指标体系的构建必须要对其结构和评价指标的组合进行科学研究，建立一套科学的区域PERD综合评价体系。
1.综合评价指标体系的构成框架
每一个评价指标都可以从一个侧面评价区域PERD的变化状况，但是由于各个评价指标的类型、性质不同，其评价的功能也不同。因此，要形成对区域PERD的综合评价，必须通过评价体系对评价指标进行科学组合，发挥其整体的评价功能。建立指标体系，常用的一种方法就是首先将目标分成具体的目标层和准则层，然后再细分成更小的、可以建立指标的小系统，通过对这些小系统建立指标，从而确立整个指标体系。见下图。
区域PRED综合协调度
区域PERD综合协调发展评价指标体系框架结构图
2.区域PERD协调发展综合评价指标体系的内容
区域PERD协调发展综合评价指标体系的内容包括三个层次：第一层是，人口、资源、环境、社会经济与外部系统五个方面的指标体系；第二层是，五个方面的指标体系交互作用形成24个方面的子指标体系；第三层是，24个方面的子指标体系的每一单个指标。
(1)人口系统指标
①PP人口系统内部结构指标：人口数；劳动适龄人口数；老龄人口比例；学龄人口比例；育龄妇女文化程度；出生率；死亡率；自然增长率；人口性别比例等。
②PE人口→环境系统指标：环保事业从业人员数等。
③PR人口→资源系统指标：从事地质普查及各种资源勘探的劳动力数量；水利业从业人员数等。
④PD人口→社会经济系统指标：各行业劳动力人数（如：农林牧渔业、工业、建筑业、金融保险业、房地产公共服务业等行业的劳动力人数）；各产业劳动力人数等。
⑤PO人口→外部系统指标：劳动力输出数量及构成等。
(2)环境系统指标
①EE环境系统内部结构指标：生态环境状况；大气质量水平；水环境质量水平；固体废弃物堆放量等。
②EP环境→人口系统指标：各种人均环境指标，如：人均绿地面积；城市人均综合用地等。
③ER环境→资源系统指标：环境对资源的损害指标，如：地下水污染；海洋污染；海水入侵面积；耕地盐碱化面积；开采矿产塌陷地面积等。
④ED环境→社会经济系统指标：单位环保资金效益指标
⑤EO环境→外部系统指标：各种污染物输出等。
(3)资源系统指标
①RR资源系统内部结构指标：各种资源储量及构成；各种资源利用率等，如：水资源总量；水资源利用率；耕地面积；土地利用率；煤炭储量；石油储量；森林资源量等。
②RP资源→人口系统指标：各种人均资源指标，如：人均耕地；人均煤炭资源量；人均森林资源量；人均水资源量；人均石油资源量；人均其他矿产资源量等。
③RE资源→环境系统指标：环境使用资源量指标，如：环境用水量等。
④RD资源→社会经济系统指标：资源可供社会经济用量，如：可供工业用水量；可供农业用水量；煤炭资源年开发量；石油年开采量；天然气年开采量等。
⑤RO资源→外部系统指标：各种资源输出指标。
(4)社会经济系统指标
①DD社会经济系统内部结构指标：历年三次产业结构比重；工业部门结构；主导产业所占比重；区域竞争力；国民收入使用额；积累率；经济发展速度；资金利税率；经济发展过程的波动状况等。
②DP社会经济→人口系统指标：各种人均社会经济指标，如：人均GDP；人均钢铁产量；人均粮食产量；人均石油产量；人均棉花产量；人均主要工业品产量；人均服务设施拥有量；人均服务人员拥有人数；城市居民消费水平；农村居民消费水平等。
③DE社会经济→环境系统指标：环保资金投入量；废水排放总量；废气排放总量；固体废弃物排放总量；万元产值废水排放量；万元产值废气排放量；万元产值固体废弃物排放量等。
④DR社会经济→资源系统指标：地质勘探资金投入量；各种矿产资源探明储量增量等。
⑤DO社会经济→外部系统指标：资金输出；各种产品输出数量及构成等。
(5)外部系统指标
①OE外部系统→环境系统指标:各种外部污染物流入量及构成等。
②OR外部系统→资源系统指标：各种外部资源的输入量及构成等。
③OD外部系统→社会经济系统指标：外部资金输入数量等。
④OP系统环境→人口系统指标:外部劳动力输入量及构成等。
3.区域PERD协调度综合评价方法
综合评价方法即多变量综合评价方法，基本思想是将多个指标转化为一个能够反映综合情况的指标来进行评价。在评价过程中，一般要根据指标的重要性进行加权处理。评价结果是以指数或分值的形式表示被评价单位的“综合状况”。综合评价的步骤如下:
第一步、确定综合评价指标体系。指标的选择方法有定性方法和定量方法两类。定性方法中常用的也是效果较好的方法是专家评判法。专家评判法是通过研讨会或征询意见的方式，集各位专家的智力优势和经验来选择指标；定量方法有试算法和通过相关系数并借助于系统聚类法来对指标进行选择。不管使用哪种方法，都要根据理论和经验及指标在历史资料中的表现加以确定。在指标选择余地较大时，要从类似的指标中删除个性不太强的指标，以简化指标体系，减少分析过程中的计算工作量。
第二步、搜集指标数据，并对不同计量单位的指标数值进行同度量处理，以消除量纲的影响。消除量纲的方法目前常用的有相对化处理、函数化处理和标准化处理三种方法。
第三步、根据指标的重要性确定其权重。指标权重的确定方法有定性赋权的专家评判法、定量赋权的指标比较法和比率标度法等。实际中常常将定性和定量方法相结合运用来确定各指标的权重。
第四步、对经过加工处理后的指标值进行汇总，计算综合评价指数或综合评价分值。
对多个区域同时评价，可根据综合评价指数或综合评价分值的大小进行排序。在建立评价指标体系时，还应遵循科学性、全面性、系统性、有效性、可行性、动态性和稳定性相结合、定性与定量相结合等原则。
三、结束语
如何准确测量区域PERD的综合协调度，为实施人口、环境、资源与社会经济的综合协调发展战略提供参考依据是一个难点问题。本文对区域PERD评价指标体系的构建进行了初步探索，并建立了一个系统框架。但区域PERD各个评价指标的权重确定、指标的具体量化、评价方法的选择等许多问题还需要做进一步的研究。区域PERD评价指标体系的构建是一门实践性很强的理论，需要在实践中不断改进和完善。
参考文献:
[1]冯仁国:“区域协调发展模式的理论与实证分析”（硕士论文），1994
[2]崔伟宏:《区域可持续发展决策支持系统研究》.宇航出版社1995年版
[3]王黎明:“面向PRED的人地关系系统构型理论与方法研究”，《地理研究》，1997（2）
[4]彭佩云:“人口增长必须同资源利用和环境保护相协调”，《中国人口·资源与环境》1993（1）
含储热的电力系统电热综合调度模型 篇7
当前,如何消纳“三北”地区冬季供暖期巨额弃风电量已经成为全社会关注的问题[1]。 鉴于弃风的主要原因在于系统调峰能力不足,为此,诸多省网建立了热电机组在线监测与调度支持系统[2-4],并将之纳入到调度决策当中[5],以期通过精细化管理充分挖掘热电机组的调峰潜力。 然而,上述方式并没有改变热电机组“以热定电”的运行方式,其最大、最小出力依然受制于热负荷约束,所挖掘的调峰潜力有限。
要进一步提高热电机组的调峰能力,就需要解耦热电机组“以热定电”运行约束。 为此,文献[6]对旁路补偿供热、电加热补偿供热以及储热补偿供热3 种解耦方式进行了对比分析,结果表明,由于热电厂配置储热的方式可实现弃风电力对非弃风时段凝汽式发电的替代,因此具有最好的节煤效果。
事实上,在国外风电并网比例较大的国家中,例如丹麦、德国等,在实时电价的引导下,很多热电机组已经或正在考虑配置储热装置来解耦 “以热定电”约束,以通过提高其运行灵活性和调峰能力而在电力市场环境中获利[7-18]。 特别是在丹麦,热电厂通过储热等方式参与系统调峰,实现灵活运行,已经成为实现其未来100% 可再生能源系统的重要手段[19-20]。
与国外不同,我国目前没有实时电价引导热电企业主动配置储热装置,因此尚无应用案例。 但由于弃风问题越来越严重,我国已经逐渐开始出台一些政策激励火电企业参与风电调峰,如当前蒙东电网实行的“风火替代交易”机制[21]。 随着激励机制的不断完善,热电厂通过配置储热参与风电调峰,实现二者友好发展,必将是解决当前我国大量弃风问题的一个趋势。
在我国当前集中调度环境下,由于没有实时电价的引导,要充分发挥热电厂配置储热装置消纳风电的效益,就需要将配置储热后的热电机组模型纳入到当前电力调度当中,形成电热综合调度体系,以从系统层面实现最优经济运行。
为此,本文首先分析了配置储热后热电机组的运行特性和调峰能力变化情况,在此基础上讨论了热电机组通过储热消纳弃风电力的基本运行机理,进一步,建立了含储热装置、热电机组、纯凝式机组和风电场的电热综合调度模型,并使用CPLEX软件的OPL语言进行了求解。
1 热电机组利用储热消纳弃风电力机理
1.1 热电厂配置储热方案
储热装置通常建设在供热系统的热源侧,连接在热电厂与供热网络之间。 储热装置通常是热量短期存储的大型蓄热罐,利用水作为存储介质,依据不同温度的水其密度有差异的冷热水分层原理进行蓄热。 我国热电厂可采用承压式蓄热罐蓄存温度高于100 ℃ 的热水,配置方案如图1 所示[7]。
储热装置的运行成本主要为其热损失,且其值很小,日损失不足1%[22],故本文建模时不作考虑。
1.2 配置储热前后热电厂的运行特性变化
a.配置储热前热电机组的运行特性。
热电机组的发电功率Pel和对外供热功率Ph间的关联耦合关系,即“电热特性”,可很好地体现热电机组的运行外特性。 目前,我国的供热机组大多为大容量抽汽式热电机组,为此,本文以该类机组为例进行分析。 图2 给出了抽汽式机组的电热特性[23],图中,cm= ΔPel/ ΔPh为背压运行时的电功率和热功率的弹性系数(即背压曲线的斜率,可近似认为是常数),其中 ΔPel为BC段电功率变化量,ΔPh为BC段热功率变化量;cv为进汽量不变时多抽取单位供热热量下发电功率的减小量,其中cv1为最大电出力对应值,cv2为最小电出力对应值;Ph，med为机组发电功率最小时的汽轮机供热功率;Ph T，max为机组的最大供热出力;Pel ，min、Pel ，max分别为机组在纯凝工况下最小、最大有功出力。
b. 配置储热后热电机组的运行特性。
抽汽式机组在配置储热装置后,电热特性将发生变化。 对于某个发电功率(如PB),设其汽轮机最大抽汽供热功率为Ph T，max,通过储热装置放热, 其整体最大供热功率Ph会在Ph T，max的基础上提高Ph，fmax,即达到Ph T，max+ Ph ，fmax。 因此, 这相当于图2 中的AB段和BC段整体向右偏移了Ph，fmax,如图3 所示。 此外,由于当汽轮机发电功率在Pel，min~PC之间时,存在最小供热功率(图2 中CD段),因此在配置储热后,其最小供热功率向左平移Ph ，cmax, 图中Ph ，K= Ph ，med-Ph，cmax。 故而,配置储热后抽汽式机组的整体运行区间为图3 中AGIJKLA所围区间。
可以看出,对于某个供热水平Ph,配置储热前,机组发电功率只可在PF~PE之间调节。 配置储热后,由储热装置的补偿作用,可允许汽轮机的发电功率在PM~ PH之间调节,而由此导致的供热不足或供热剩余部分,则由储热装置进行补偿供热或蓄热以维持热负荷的稳定供应,从而提高机组的调峰能力。
1.3 利用储热消纳弃风电力的基本运行机理
当前,我国供热机组主要为大型燃煤抽汽供热机组,这类机组启停费用很高,为风电进行启停调峰并不经济,因此配置储热装置后,也可采用低负荷运行方式进行调峰。 其消纳弃风电力的基本运行机理是:在白天电负荷腰荷(及峰荷)期间,增大汽轮机进汽功率和抽汽功率进行储热;而在电负荷低谷时段(特别是风电过剩时段),则同时减少发电功率和供热功率进行电负荷的下调峰,供热不足部分由储热进行补充。
2 电热综合调度模型
上述仅是利用储热消纳风电的基本运行机理。在我国集中调度的背景下,由于没有实时电价的引导,各热电厂无法获取系统中风电的过剩情况信息,因此,要充分发挥储热功能消纳风电,就必须建立一个含储热装置、热电机组、纯凝式机组和风电场的电热综合调度模型。
配置储热后,电力系统运行示意图如图4 所示。
2.1 目标函数
在含有风电的经济调度中,弃风量最小、运行成本最低以及系统煤耗量最小是最常见的调度模式。 我国当前施行节能发电调度模型,因此本文选择以系统煤耗量最小为目标函数。 其中,风电机组的发电成本相对于火电机组很小,忽略不计;储热装置的短期热损失也忽略不计。
对于纯凝式火电机组,其煤耗量Cc可以表示为发电功率的二次形式:
其中,ai、bi、ci为机组i的煤耗系数;Ptel,i为机组i在t时刻的发电功率。
背压式热电机组利用汽轮机排出的乏力蒸汽作为热源进行供热,因此其煤耗量Cb与式(1)相同。
根据抽汽式机组的运行原理,若t时刻其纯凝工况下的发电功率为Pit, 则随着抽汽量的增加, 供热功率Pth，i与发电功率Ptel，i满足如下关系:
将式(2)代入式(1),即可得到抽汽式机组的煤耗量Ce与机组的热功率Pth ，i及电功率Ptel，i之间的关系[24]:
其中,Ai、Bi、Ci、Di、Ei、Fi为热电机组i的煤耗系数,可由ai、bi、ci和cv计算得到。
综合以上几种机组的成本函数形式,可建立如下目标函数:
其中,T为总时段数;Gc为纯凝式火电机组集合;Gb为背压式机组集合;Ge为抽汽式机组集合。
2.2 约束条件
a.系统约束。
电力平衡约束:
其中,N为该地区火电机组的集合,N = Gc+ Gb+ Ge;Pwt为系统中t时刻并网的风电功率;Ptex> 0 表示该区域在t时刻向外输送电量,Ptex< 0 表示该区域在t时刻向该地区输入电量;PtD，el为系统t时刻电负荷。
供热约束:
其中,k = 1,2,…,M,M为供热分区的总数;PtD，h，k为t时刻第k个分区热电厂需要承担的总热负荷;Sth，k为第k个分区储热装置t时刻的储热量;Gek、Gbk分别为第k个分区的抽汽式、背压式机组的集合。
与其他电网功率交换约束:
其中,Pex，max、Pex，min分别为该区域与其他电网功率交换的上、下限值。
风电出力约束:
其中,Ptw，fore为t时刻风电场的风电预测功率。
b. 机组约束。
由于纯凝式机组和背压机组均可看作抽汽式机组的特殊工况,故而本文以抽汽式机组为例建立机组约束,利用图2 的电热特性,建立机组约束式(9)、(10)如下。
机组有功出力上、下限约束:
其中,Pel，min，i、Pel，max，i分别为机组i在凝汽工况下最小、最大有功出力;cm，i为机组i的cm值;cv，i为机组i的cv值;Ki为常数。
机组热出力上、下限约束:
其中,Ph，max，i为机组i热出力的最大限值,该值主要取决于热交换器容量的大小。
机组爬坡速率约束:
其中,Pup ，i、Pdown ，i分别为机组i向上、向下爬坡速率约束。 一般火电机组的出力变化需通过改变锅炉状态来实现,故将机组的电、热出力所对应的爬坡速率约束折算为抽汽前纯凝工况下的电功率约束。
当cv= 0、cm= 0 时,为纯凝式机组,约束不变。
当cv= 0、cm≠0 时,为背压式热电机组,其约束需将抽汽式机组约束式(9)、(10)调整为式(12),其他约束不变,即为背压式机组约束。
c. 储热装置运行约束。
储热装置的蓄、放热能力约束:
其中,Ph ，k ，cmax、Ph ，k ，fmax分别为储热装置最大蓄、放热功率。
储热装置的容量约束:
其中,Sh，k，max为储热装置的储热容量。
此外,本模型中为保证周期内发热量不变,假设一个周期内结束时刻储热装置的储热量STh，k等于其初始时刻的储热量S0h，k,即:
3 算例分析
3.1 基础数据
为验证本文模型的有效性以及储热对消纳风电的效益,本文根据当前我国“三北”电网实际电源结构比例,简化取某地区电网电源装机结构如表1 所示,机组参数如表2 所示。
其中,热电机组共6 台,均为大型抽汽式机组,设1—3 号机组隶属热电厂A,对区域Ⅰ进行供热,4—6 号机组隶属于热电厂B,对区域Ⅱ进行供热,每个热电厂均建有一个储热容量为1 000 MW·h的蓄热罐,最大蓄、放热功率为100 MW;7 号、8 号机组为大型纯凝式机组。 设系统中只有1 个风电场。
算例中,取某日09:00 至次日08:00 的电负荷和风电场发电功率预测值如表3 所示。 其中,假设该日内热负荷基本不发生变化[25](均为900 MW),系统与其他电网也无电功率交换。
本算例中,算例选取参考(无储热装置)和储热2 种方式进行仿真对比。 其中,取调度周期为1 d,单位调度时长为1 h。 采用目前流行的CPLEX软件中OPL语言进行编程求解。
3.2 调度结果分析
3.2.1 调度结果
2 种方式下的调度结果如图5 、6 所示, 风电消纳结果如图7 所示。 可以看出,与参考方式相比,热电厂配置储热装置后,各类型机组发电功率发生变化:在负荷低谷的21:00—24:00、01:00—08:00 时段,热电机组降低了其发电功率,而与此同时,风电上网功率得到增加。 这是因为,在这些时段热电机组通过储热装置补偿供热的方式,使得热电机组可以降低其供热功率,从而降低了其发电功率接纳风电。
3.2.2 风电消纳机理分析
图8、9 给出了储热方式下热电厂B的电、热出力曲线和储热装置储热量变化曲线。 可以看出,参考方式下,由于热电厂B中的机组供热出力需要始终等于其热负荷,因而其机组的最小电出力因“以热定电”的运行约束也始终保持在675 MW以上,从而给负荷低谷时段的风电消纳造成困难,导致大量弃风。
同时可以看出,在热电厂配置储热后,其电功率在负荷低谷时段(21:00 — 24:00、01:00 — 08:00)有了显著的下降,从而为风电上网提供了消纳空间。 而与此同时,由图8 可以看出,此时机组供热功率无法满足热负荷需求,但供热不足部分,通过储热装置进行了补偿;同时可以看出,储热装置在非低谷时段(09:00—20:00) 进行了蓄热, 从而导致其白天的电功率波动性较小。
3.2.3 风电替代发电效用分析
2 种方式下,日内各类型发电量如表4 所示。
可以看出,配置储热后,风电消纳电量增加了987 MW·h,实现节煤量287.617 t。 然而,系统中热化发电量并没有减少,减少的全部为凝汽发电量,这说明弃风电量所替代的发电量全部为凝汽发电量。 这是因为尽管系统中配置了储热装置,但一天内的总热负荷量依然全部是由热电机组以热电联产方式生产,储热装置只是改变了热的生产时间,并没有改变热的生产量,因此热化发电量并没有改变。
3.3 储热装置参数对风电消纳的影响
从图7 可以看出,在负荷低谷时段并未完全消纳风电,仍存在243 MW·h弃风电量。 这说明,配置储热后,热电厂所能提高的调峰能力依然没有满足消纳弃风的调峰需要。 这是因为,如图3 所示,配置储热后,热电机组所能提高的调峰能力取决于蓄热罐的最大放热功率、蓄热容量等参数。 受此限制,在本算例中,热电厂A、B均只能增加75 MW的调峰能力,二者之和低于参考方式下的最大弃风电力204 MW,故无法全部消纳风电。
当热电厂配置蓄热罐的最大蓄放热功率调整为200 MW、储热容量调整为2 000 MW·h时,再次进行调度仿真,结果表明,风电可实现完全消纳,且节煤量更大。 但此时储热装置的投资成本也将随之增大,可能出现所增加的消纳风电的收入小于所增加的成本。 因此,在确定配置储热装置的最优参数时,还需要做具体的经济性分析。
3.4 3 种运行方式经济调度结果比较
为检验储热方式的优越性,本文将其与电锅炉方式进行了对比。 电锅炉方式消纳弃风电力的基本原理是:在热电厂中配置一定容量的电锅炉,这样,当系统中存在弃风时,供热汽轮机降低发电功率接纳一部分风电上网,而相应所减少的供热部分,则由电锅炉消耗另一部分风电进行满足[6]。 该方式下的系统电热综合调度模型如下。
在电力系统中配置电锅炉是消纳“过剩”风电的另一种可行方式,可以通过电锅炉来满足供暖需求,达到增加热电机组调峰能力的目的。 在建立电锅炉方式的调度模型时,目标函数假设不考虑电锅炉的启动、维修等成本(因其很小[22]),仅考虑系统中火电机组的煤耗量,因此与储热方式相同。 约束中需要除去式(13)—(15)约束,并将部分约束进行如下变换。
电力平衡约束式(5)变为:
供热平衡约束式(6)变为:
其中,Ptboiler为电锅炉t时刻耗电量;η 为电锅炉电热转换效率。
参数选取时,电锅炉的配置容量取200 MW,其电热转换效率取1。
分别对参考、储热(储热最大蓄放热功率200 MW、储热容量2000 MW·h)、电锅炉3 种方式仿真,煤耗量、风电消纳量及火电机组各类型发电量结果见表5。
由表5 可以看出,电锅炉方式与储热方式均实现了对风电的完全消纳。 然而,与参考方式相比,所消纳的弃风电量在储热方式中替代的是凝汽发电量,在电锅炉方式中则替代的是热化发电量,因此,储热方式比电锅炉方式多节煤174.88 t。 由此可知,储热方式比现在国家积极推行的风电供热方式[26]节煤效果要更好。
4 结论
本文根据我国当前电力系统集中调度体制,建立了含热电机组、储热、风电场、纯凝式机组的电力系统电热综合调度模型。 该模型既可作为调度机构合理安排配置储热后系统运行计划的决策工具,亦可作为研究者分析储热在我国电力系统未来实际应用的研究工具。
算例验证了模型的有效性。 同时结果表明,热电厂配置储热可显著提高热电厂的调峰能力以消纳弃风电力;且鉴于该方式下所消纳的弃风电力替代的是系统中的凝汽发电部分,而电锅炉方式所消纳的弃风电力替代的是系统中的热化发电部分,因此消纳单位风电量时所节约的煤耗要高于电锅炉方式。这说明在热电厂中配置储热方式比现在国家积极推行的风电供热方式消纳风电具有更好的节煤效果;且由于其依然采用现有集中调度方式,无需增加其他智能通信和控制设备,更适合于在我国当前电力系统中推广。
摘要：分析了热电机组配置储热前后运行特性与调峰能力的变化情况,讨论了利用储热消纳弃风的基本运行机理,建立了含储热的电力系统电热综合调度模型。与传统模型相比,新模型增加了系统热平衡约束、热电机组的热电耦合约束、储热装置运行约束等,且模型目标扩展为供电和供热总煤耗最低。算例分析表明:所提模型是有效的;在热电厂中配置储热可有效提高电网的风电消纳水平,且消纳单位电量风电的节煤量要高于电锅炉消纳方案。
调度综合管理系统 篇8
一、系统设计与系统构成
(一) 系统总体结构。
如图1所示, 淮北市供水总公司供水调度系统由取水泵房、供水厂的自动控制系统, 输水管线测压点, 公司办公大楼中央控制室的内部网构成。以太网用于系统的管理层, 无线通讯用于各PLC控制器子端及计算机操作站之间的控制层通讯。管理层与控制层通过基于客户/服务器HMI组态监控软件MCGS-WWW实现信息交互。采用无线数传电台进行通讯, 具有连接方便、通讯距离远的特点, 是PLC通讯广泛应用的工业网络。无线通讯采用HostLink主从通讯协议, PLC通过其标准RS232与数传电台相连实现无线通讯, 通讯速率可达9600bps。
(二) 供水厂自控系统组成。
根据水厂设备分类和控制要求水厂自控系统包括:投药加氯消毒站、滤池过滤站、供水泵站和中心控制室组成。水厂自控系统由管理层、控制管理层、现场控制层三层组成, 控制系统结构采用集散型控制系统。以便于实现“集中管理、分散控制”的三级控制。指挥权集中, 控制权分散, 注重功能分散, 以求控制灵活, 提高整个系统的可靠性。水厂从站可同时监控水厂内投药加氯消毒站、滤池过滤站、供水泵站用于控制和监测厂内所有设备的运行状况。水厂中心控制室可配置两台HMI操作站, 用于对整个水厂生产过程和输水管线运行情况的监视和控制。配置打印机打印报警、生产报表和曲线等。在中心控制室、公司调度室还可以配置一套投影模拟屏, 以便直观、动态显示水厂、泵站和管线运行情况 (包括所有设备的状态、主要工艺参数) 。
(三) 取水泵站控制系统组成。
在本系统中, 用于取水泵站生产运行数据和设备运行状态的PLC采用高可靠的中小型可编程控制器C200H, 采集泵站监测点的参数数据并作为调度系统的泵房从站。
1.公司属下输水管线测点组成。
在SCADA系统中, 用于输水管网参数监测的PLC采用高可靠的中小型可编程控制器CPM2A, 采集监测点的参数数据并作为SCADA系统的水厂从站。
2.公司监视站组成。
系统的主站安装于公司办公楼调度中心, 选用工控机作为中心调度机, 用于监测输水管线测压点参数, 水厂、泵站设备运行状态和生产运行数据, 以实现在公司进行供水调度及在内部网上对水厂、泵站生产运行参数、设备运行状况和管线的运行情况的实时监视。通过无线调度系统将水厂自控系统、泵站自控系统、调度系统和公司内部网络联成一体化网络。在经理室和有关职能部门配置监视终端, 作为系统的客户机与公司网络上的其他任何终端一样只需安装Web Browser, 在授权的情况下均可以监视水厂、泵站和输水管线的运行情况。系统具有Internet/Intranet接口, 可方便实现在任何地点、任何时候通过上互联网的方式监视生产运行情况, 即远程监视。
3.系统软件的组成。
系统软件是整个系统的核心, 直接关系到整个系统的成败。系统软件主要包括操作系统监控软件平台等。水厂中控室操作站采用主流的Windows 2000 Professional操作系统和MCGS人机监控组态软件。而公司总调度室采用MCGS人机监控组态软件作为内部网上的工作站安装Windows 2000 Professional操作系统 (或者安装Windows 2000 Server作为内部网上的独立服务器) 运行。MCGS客户端可以安装Windows95/98、NT和Windows 2000等操作平台。MCGS采用开放的技术, 以MFC (微软基础级) 、DCOM (分布元件对象) 组件技术为基础的人机监控软件, 提供了监视、控制和数据采集等全部功能, 是一个使用方便、可扩展性强、监控性能高的监控组态软件。MCGS软件可扩展为客户/服务器结构。系统安全策略利用Windows 2000和MCGS提供的双重安全功能, Windows 2000在内部网络系统层负责管理操作人员或系统管理员的登录, 而MCGS通过设置不同的安全级别在应用层对各用户的操作权限进行控制, 从而保证系统的正常操作, 防止越权操作。
4.系统协议。
OMRON公司的C200H/CPM2A可编程控制器具有内置的多功能标准RS232接口通道, 该接口的系统方式支持HostLink通讯协议。HostLink协议是omron公司PLC系统广泛支持的通讯, 包括omron各系列PLC, 通过该协议可以构成基于PLC的点对多点系统。淮北市自来水供水调度系统采用点对多点半双工通讯模式, 主站采用半双工主通讯方式, 其他PLC子站控制器作为从站采用半双工从通讯方式, 主站采用对各子站轮询方式实现数据交换。
二、本供水调度系统功能与特点
(一) 集中管理、分散控制。
在水厂控制室能集中对全系统各种设备和生产运行数据进行监视和控制, 主要的工艺参数和设备的状态在模拟屏上显示。能实现三级控制, 即:就地手动控制、分站PLC控制、中控室集中控制。在控制室具有自动控制和远程手动控制 (遥控) 两种方式。 (1) 就地手动控制:就是能在就地通过控制箱或柜上的按钮或控制器对设备进行手动控制。 (2) 分站PLC控制:就是各分站PLC执行自己的控制程序, 处理该站现场I/O信号。在与中心控制室脱机或通讯出现故障时各分站能独立利用自己的PLC进行控制及PLC之间的通讯。 (3) 中控室集中控制:就是在中心控制室能对水厂、泵站生产过程和输水管线进行监测控制和数据处理, 对所控设备进行自动或遥控控制。在自动控制方式下能对水厂、泵站的相关设备进行联动控制或故障保护, 如开泵过程 (对降压启动方式而言) 为先开泵后, 5秒后未转到运行状态则强制停泵, 否则视为启动成功回传成功信号。
(二) 通讯能力强。
水厂、取水泵站PLC组成一个广泛主从网络, 无线电通讯速率可达9600bps。主站轮询时间可以根据实际需要设定, 以达到数据的实时有效。公司采用100M以太网, 保证了整个系统可以快速稳定和可靠的运行。
(三) 系统可扩展性和开放性强。
该系统采用的硬件和软件都是符合国际标准, 世界主流、应用广泛的产品。例如:监控系统是基于微软公司的WindowsNT、2000或9X平台, 支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。为过程控制系统与管理信息系统交互信息, 实现管理控制一体化提供了坚实接口基础。
(四) 丰富的画面显示功能。
计算机操作站显示的画面有管网监控图、泵房动态模拟图、高压配电图、设备操作画面、趋势图、报警画面等。操作人员通过调用这些画面可以全面的掌握整个系统的运行情况, 并且很方便地对设备进行操作。
(五) 报警和保护处理功能。
系统记录设备和软件报警发生时的有关信息, 如故障标签名称、报警信息、故障报警时间等, 并可以对报警信息进行管理。系统还可提供对重要设备的保护功能, 如过载、超温及三相电流不平衡等保护。
(六) 报表功能。
本系统输出报表有生产日志、生产日报表、月报表、季度报表、年报表与管网压力报表等。
(七) 远程监控功能。
在公司办公大楼的以太网络采用基于客户/服务器HMI组态软件网络版, 实现对整个系统的远程监视。操作人员可在中心控制室对生产过程进行监控, 公司领导在办公室也可以监视查询水厂、泵站及输水管线的运行情况, 及时掌握生产情况以便更快作出决策和调度, 提高了生产效率。
(八) 系统组态功能。
该系统可根据用户需要, 对RTU参数, 采集变量及计算公式等任意组态。
1.数据库管理功能。
该系统自动形成历史数据文件, 用户可对历史数据按多种条件进行查询、修改, 对不可测得的参数可人工输入, 对历史数据进行各种统计、处理等。
2.图形显示功能。
可显示各种平面分布图;数据可实时地在画面上动态显示;图上的参数及其显示位置可在线修改。
3.多种形式的曲线。
可绘制和打印:历史曲线、直方图、拼图、机泵运行图等多种形式的曲线。数据与图像输出功能:能驱动大型投影屏显示功能。
三、结语
本系统自调试成功, 投入运行以来, 工作正常, 性能稳定, 实现了对生产的自动控制, 保障了供水管线的正常运行和管理。更重要的是利用最新的网络和软件技术, 基本完成了信息管理系统与自动控制的一体化, 实现在公司内部网乃至通过国际互联网对控制系统的监控, 为公司管理层提供了供水调度监控系统的大量信息, 使整个企业的运转效率和管理水平跨上了一个新的台阶。
摘要：本文主要介绍了安徽省淮北市供水总公司供水无线调度系统的开发与应用。本系统以OMRON公司的C200H及CPM2A为可编程子站, 以无线通讯方式和以太网为通讯网络, 以MCGS为监控组态软件, 实现取水泵站、供水厂、输水管网的自动控制、远程监控和管理。
关键词：无线调度,可编程控制器,通讯网络,MCGS组态软件
参考文献
[1].MCGS应用手册
调度综合管理系统 篇9
甘肃省景泰川电力提灌工程距兰州市187 km, 东临黄河, 北倚腾格里沙漠, 沿明长城呈东西走向横跨景泰、古浪, 延伸至民勤县, 是一项高扬程、大流量、多梯级电力提水灌溉工程。景电一期工程于1969年开工, 1974年竣工, 设计提水流量10.6 m3/s, 加大流量12.0 m3/s, 建成泵站11座, 总扬程472 m, 装机容量6.78万kW, 实现灌溉面积2.04万hm2。
景电一期工程的建设因受当时技术和经济条件的制约, 存在诸多局限。泵站供配电和主设备均采用少油断路器, 电磁式继电保护;人工观测前池水位, 依据铭牌流量由泵站运行人员就地开停机;支斗口水位和闸门由水管人员根据调度下达的配水指令调节和启闭;灌区采用电话调度, 管理方式落后, 自动化程度低下;加之30多年的运行, 其主要设施已严重老化, 运行中故障频繁, 区间流量经常失衡, 供水能力逐年下降, 灌区的适时适量灌溉已得不到保证。为此, 景电工程管理局进行了“景电一期灌区续建配套与节水改造项目”的实施, 其中, 更新改造的主要内容之一就是泵站的自动化建设, 并于2002年开始研制开发适合景电一期电力提灌工程的新型泵站综合调度自动化系统。
1 景电一期工程泵站综合调度自动化系统总体结构
系统分成间隔层、泵站监控系统层和远方调度中心监控系统3层, 集保护、测量、控制于一体, 汇交流采样技术、网络技术、现场总线技术于一身, 见图1。
1.1 间隔层
主要由综合自动化测控装置分散设置在每台开关柜就地安装, 总共11座泵站, 128台, 完成对泵站三相异步/同步电动机、母线的保护、测量及控制。
1.2 泵站现场监控系统层
泵站现场后台监控系统由泵站后台计算机、通信管理机、交换机组成。综合自动化微机测控装置采用CAN总线与通信管理机。泵站现场后台计算机通过交换机与通信管理机相连, 采用局域网技术组成泵站现场后台监控系统。
1.3 远方调度中心监控系统层
调度中心系统采用双网络、双前置机、双服务器热备结构。通过2 M通信速率与泵站通信管理机相连, 通过103规约进行数据交换。系统采用这样的结构极大地提高了系统的可靠性, 是目前较为先进的监控系统结构。
2 景电一期工程综合调度自动化系统功能
本系统计算机采用Windows 2000操作系统, 充分保证系统的开放性;采用标准的网络通信协议, 使得不同系统间可直接互联。其应用软件数据库系统分为2部分:其中实时数据库RTDB的设计是以Windows NT操作系统的共享内存技术为基础, 以满足扬黄灌溉工程系统实时性的要求;另一部分则是将实时数据库与商用关系数据库SQL Server相结合, 以实现开放性的要求。应用软件的主体部分是SCADA系统, 完成基本的数据采集和系统监视控制功能, 以达到强大的数据处理能力以及更高的安全性、可靠性和实时性。它主要包括以下功能模块。
2.1 数据采集及处理
(1) 开关量输入信号:遥信功能, 即机组断路器合分、蝶阀全开/全关等。
(2) 模拟量输入信号:遥测功能, 电压、电流等电量的测量, 压力、拦污栅压差、流量等非电量数据的测量。
(3) 温度量的远程测量:包括电动机、水泵轴瓦、电动机绕组、电动机定子铁心温度的远程测量。
(4) 事件顺序记录:分站上报的SOE事件。
(5) 保护装置发送的信息:保护信号, 电流速断、差动保护、故障动作、装置自诊断信息等。
2.2 运行控制及操作功能
(1) 开关量输出信号:遥控功能, 即机组远方/就地开停。
(2) 保护定值的远程修改。
(3) 保护系统远方投/退。
2.3 事项及报警处理
遥信量变位处理;遥测值越限处理;事件顺序记录 (SOE) 处理;操作事项处理。
2.4 数据计算
用户化的各类计算及控制, 如水量、开停机时间、次数统计。
2.5 报表管理及打印
机组运行时数、开停次数和总干一泵站提水量、日期、旬报查询及打印。
3 系统运行
在高扬程、大流量的梯级泵站采用这种结构调度自动化系统为数不多, 以往调度采用人工调度, 一是通过电话下达命令, 二是泵站值班人员根据本站前池水位凭经验开停机组, 开停机时间长, 经常造成一个泵与一个泵站前池水位衔接不起来, 造成大面积溢流, 引起级间流量不匹配。本系统实施后, 能够在远程调度中心、泵站值班室、泵站厂房3地对泵站现场的所有监控量进行监控;同时, 因采用以高压屏柜 (机组、进线等各一套) 为现地监控单元的分散监控结构, 使得整个总体泵站的运行可监控性大大增强。
在泵站的运行中, 前池水位是泵站安全经济运行的关键。本系统能够实时监测泵站前池水位的变化, 克服了人为因素造成的水位观测误差, 避免了因前池水位过高而引起溢流造成的水量损失, 或因前池水位太低而引起泵站装置效率的降低。调度员根据各级泵站机组水位运行趋势图及时做出运行处理预案, 随时对机组进行远方遥控, 使级间流量达到平衡, 确保适时适量灌溉。
4 结 语
景电一期工程综合调度自动化系统2003年投入使用, 通过几年的生产运行, 证明该系统安全可靠、经济实用、操作方便, 其结构先进、技术性能指标领先。在大流量、高扬程梯级泵站中, 调度主要依靠各泵站前池水位进行机组开、停, 景电一期工程综合调度自动化系统虽然没有实现闭环运行, 但是实现了单机远控, 在我国的高扬程梯级泵站工程中还是为数不多的, 适合推广应用。系统的数据处理软件, 能据实自动生成相关报表, 使得泵站机组运行时数、开停次数和泵站提水量、日期、旬报随时可查询。该系统的使用, 改善了景电供水系统响应能力, 较好地做到了级间流量的配合, 减少了溢流弃水, 节约了水资源, 大大增强了水工建筑物和机电设备运行的安全可靠性, 提高了工程运行效率和渠系水利用率, 基本实现了水资源的量化管理, 为灌区水资源自动化管理创造了条件。
摘要：为了保证景电一期工程泵站水工建筑物和机电设备的安全、可靠运行, 较好地做到级间流量的配合, 使景电提灌工程自动化程度得以提高, 对景电一期工程泵站进行了综合调度自动化改造。介绍了自动化系统的总体结构、功能及其运行方式。
关键词：泵站,综合调度,自动化
参考文献
[1]比胜春.电力系统远动及调度自动化[M].北京:中国电力出版社, 2004.
调度综合管理系统 篇10
随着国家坚强智能电网建设的进度不断加快,信息、网络系统飞速发展,信息机房设备剧增,现信息调度监控设备数量已超过一千台,单靠人工巡检已无法完成对设备运行情况的实时监控。信通调控中心借助综合网管系统,通过snmp协议,SSH协议,实现对设备运行数据的实时采集,并通过分析服务器稳定运行CPU、内存、磁盘空间冗余等参数的最大门限值和设备网络连通性及路由器端口运行状态特征指标。对每台设备进行多参数告警配置,并通过与短信平台进行接口集成实现告警信息实时发送至调控和运维人员,大幅提高信息系统异常处置效率,为信息系统稳定运行提供保障。
1 系统功能及实现方法
综合网管基本架构自下而上分为三层,数据采集层、应用服务层和页面展示层。系统管理员通过拓扑发现或通过拓扑设备管理功能,通过IP添加需监控设备,并建立设备台账,设定数据采集方式。Windows系统和核心网络设备,均通过SNMP协议进行数据采集,为确保设备安全,禁止使用系统默认团体名,同时对数据发送对象进行限制,只对网管应用服务器IP开发权限,防止设备信息被窃取。对Linux、HP-Unix、IBM-AIX、Center OS等基于Unix内核操作系统的主机,均采用SSH协议进行数据采集,并在对应主机上建立专用的数据采集账号,并配置最低权限,确保系统账号安全。数据采集采用多进程并行处理,避免出现串行采集中,因为一个节点数据无法成功采集导致其他节点数据采集无法进行的情况发生,大幅提高数据采集效率。
应用服务层是综合网管的核心层,主要实现设备拓扑管理、拓扑链路管理、采集数据分析、告警配置管理、语音告警生成、报表管理、用户权限管理、与短信平台及信息运维综合监管系统(IMS)系统的接口集成等功能。通过设备拓扑管理与拓扑链路管理实现对所有设备及各地州单位与国网新疆公司本部核心机房广域网链路,本部核心网络链路的自动监控,并通过设备批量告警设置和对个别设备的特例告警配置,对设备运行健康状态进行监控,在触发告警阀值时通过Window声音合成器,生成音频告警,同时按照预设短信发送组,通过与短信平台接口向调度监控人员发送告警短信。报表服务根据用户自定义报表功能完成各类数据的统计功能。用户权限管理实现用户角色权限管理,用户分组管理和用户账号管理三级,可灵活分配用户权限。告警通知结合用户分组管理,对不同告警事件精确定位通知到相关检修负责人员,避免群发短信造成检修人员疲劳,未能及时发现故障,对信息系统稳定运行造成威胁。
为提高监控效率,实现多数据集中展现,特别设计的综合网管与IMS监管系统数据接口,并通过信通调控中心可视化大屏展现,方便信息调度员实时监控信息系统运行情况。
展示层通过图形控件实现对应用服务层数据的综合展现,实现各类监控数据的查询展现。
2 告警规则设定
通过对历史监控数据与设备故障的分析,制定出基础告警基线,设备CPU、内存告警门限为90%。对直接影响系统运行的如磁盘空间,文件系统、数据库表空间剩余大小等关键参数,在综合系统安全运行条件和告警有效性、及时性等因素后,告警门限采用阶梯告警门限,分别设置为85% 和90% 确保信息系统不发生因磁盘空间满造成业务系统中断。针对一些业务量较大的数据库服务器,因数据库归档日志增长较为迅速,在对原来两个阶梯门限的基础上,又增加80% 预警告警门限,已确保在归档日志激增的情况的提前预警,实现提前发现,提前治理。
设备联通性告警,采用ping丢包率监测,监测时长为60秒,为防止因瞬时网络拥塞,造成对应设备ping丢包率过高发生误告警。ping不通告警确认次数设置为3次,即在三个监测周期内设备都ping丢包率都未100% 则触发告警。对核心网络设备在ping丢包率监测的基础上,增加了设备端口状态告警策略,对设备端口的“up”、“down”状态进行监测,如发现原启用设备端口状态变为“down”则触发告警。
3 用户权限配置
根据调度监控和运维检修人员对网管系统使用的侧重点不同,在用户管理层面将用户分为调控巡检组、主机组、网络组和管理员四组。调度监控巡检组用户,除无修改告警配置和系统配置权限外,可查看所有系统界面 ;主机组用户只开放主机相关系统界面,网络组也只开放网络设备和链路相关界面,方便各专业人员查看相关设备运行信息。管理员组只保留系统超级管理员和系统负责人两个账号,系统负责人使用个人账号进行系统日常维护。超级管理员账号主要用于系统审计,已满足国网公司信息系统账号权限管理要求。
4 总结
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