徐金英，胡明庭（.華電電力科學研究院，浙江杭州30030；.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江杭州3）

以信息化建設實現(xiàn)集團水電站大壩安全一體化管理

徐金英1，胡明庭2
（1.華電電力科學研究院，浙江杭州310030；2.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江杭州311122）

借助信息化手段，全面收集、整理集團內所有水電站大壩安全管理的相關信息，在此基礎上進行深層次的數(shù)據(jù)分析，給出合理的大壩監(jiān)測預警信息，以期實現(xiàn)全集團水電站大壩安全一體化管理的目的。

信息化建設；大壩安全；一體化管理；數(shù)據(jù)分析；預警信息

0 引言

水電站大壩安全直接關系到社會公共安全與人民生命財產安全，已得到了政府和水電站業(yè)主的高度重視[1]。隨著上世紀八十年代水利電力部水電站大壩安全監(jiān)察中心的成立，一系列監(jiān)管監(jiān)察工作不斷開展，顯著改善了我國大壩安全狀況。然而，相當數(shù)量的水電站大壩安全管理技術落后，沒有及時跟上整個社會的信息化建設的步伐?；诖?，為了加快電力系統(tǒng)水電站大壩運行安全信息化建設，有效提高大壩安全管理水平，原國家電力監(jiān)管委員會于2006年發(fā)布了《水電站大壩運行安全信息報送辦法》和《水電站大壩運行安全信息化建設規(guī)劃》[2]。自上述兩文件發(fā)布以來，各發(fā)電企業(yè)投入了大量人力、物力和財力，積極推動大壩安全信息化建設工作。

近年來，發(fā)電企業(yè)已開始或正在考慮對水電站實行集中（控制）管理[3]。在大壩安全管理方面，通過組建專門的集中管理組織機構，明確職責劃分，從而有效推動了流域水電站大壩安全信息化建設，已實現(xiàn)了流域水電站大壩安全信息管理的有:雅礱江流域[4]；大渡河梯級[5]；清江流域梯級[6]等。然而，現(xiàn)有水電站大壩安全集中管控管理模式主要以流域梯級集控模式為主，尚未出現(xiàn)基于集團層級的一體化集中管控模式。為此，本文以中國華電集團公司（以下簡稱“華電集團”）構建一體化大壩安全管理系統(tǒng)為例，就如何基于全集團大壩安全信息化建設實現(xiàn)一體化大壩安全管理工作，給出了具體實施思路。

1 集團概述

華電集團是2002年底國家電力體制改革組建的全國性五家國有獨資發(fā)電企業(yè)集團之一，屬于國務院國資委監(jiān)管的特大型中央企業(yè)。近年來，華電集團加快電源結構和資產布局優(yōu)化，大力發(fā)展水電和風電，截至2015年底，集團水電總裝機超過2500萬k W，位列五大發(fā)電集團首位。

1.1 集團水電站大壩安全一體化管理必要性分析

截至目前，華電集團已建成水電站128座，單獨建有大壩的電站有113個。根據(jù)統(tǒng)計，集團所轄電站中配有安全監(jiān)測設施大壩電站有78個，配有自動化監(jiān)測系統(tǒng)或部分監(jiān)測項目裝有自動化監(jiān)測設備的大壩占總數(shù)的40%?？偨Y起來，華電集團大壩安全管理工作存在以下問題:大壩量大類多、分布廣泛，各電站獨立開展大壩安全管理；專業(yè)管理及技術人員偏少，安全分析評估能力有待加強等。如何通過建成全集團一體化大壩安全管理系統(tǒng)，提升全集團的大壩安全管理水平，是華電集團亟待解決的關鍵工作。

1.2 大壩安全信息化建設

為了統(tǒng)籌全集團大壩安全管理，建立健全集團一體化大壩安全管理體系，華電集團于2016年初啟動了中國華電集團大壩安全管理系統(tǒng)（簡稱“華電大壩系統(tǒng)”）建設。華電大壩系統(tǒng)定位為全集團水電站大壩安全管理的統(tǒng)一平臺，主要功能是對集團所轄全部水電站以安全監(jiān)測為主，包括對設備臺賬、圖紙文檔、巡檢維護、自動監(jiān)測、人工觀測、定檢注冊等大壩安全信息進行全面管理，并為施工期大壩安全監(jiān)測管理提供信息化抓手，最終實現(xiàn)全集團所有水電站一體化大壩安全管理。

2 華電大壩系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)分成電廠層、分公司層和集團公司層三級架構，電廠部署工作站、客戶端和通信服務器各一臺，分公司部署通信服務器一臺、工作站兩至三臺，集團公司(水電技術中心)部署通信服務器、W E B服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、備份服務器各一臺，另外向能源局大壩中心傳輸數(shù)據(jù)需部署一臺集線器，具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架結構、網(wǎng)絡及服務器部署圖

2.2 實施思路

系統(tǒng)建設的主要目的是構建三級安全管理和技術管理的統(tǒng)一平臺，規(guī)范并優(yōu)化大壩安全管理各級機構和人員的工作流程與職責，降低基層技術人員的工作強度和難度，提升大壩管理的整體水平，實現(xiàn)集團一體化大壩安全管理理念。不同層級根據(jù)職責、權限需開展的工作內容也有所不同，具體的實施思路如下:

（1）電站側（數(shù)據(jù)源）

負責水電站大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)、巡視檢查、定檢注冊等數(shù)據(jù)資料的錄入，包括:日常巡視檢查；人工觀測；監(jiān)測設施及監(jiān)測自動化系統(tǒng)運行、維護管理，保證數(shù)據(jù)精度；及時準確地錄入以上工作相關數(shù)據(jù)資料；數(shù)據(jù)審核等。

（2）分公司側（數(shù)據(jù)處理和分析）

負責數(shù)據(jù)的審核、整編和基本的計算分析，包括:數(shù)據(jù)及資料的對標統(tǒng)計（常用的考核指標有:主要水工建筑物完好率、監(jiān)測儀器完好率、監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失率和完整率以及監(jiān)測自動化系統(tǒng)平均無故障工作時間、有效數(shù)據(jù)檢查率、監(jiān)測自動化系統(tǒng)運行率、巡視檢查完成率、有效巡視檢查審核率等[4]）；監(jiān)測數(shù)據(jù)的整編和統(tǒng)計分析；對監(jiān)測項目異常情況及報警數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析；對區(qū)域所轄大壩基本狀況進行評估分析。

（3）集團側

負責編制華電集團的大壩安全管理辦法，并對各區(qū)域公司及電站大壩安全監(jiān)測運行狀態(tài)和效果的對標統(tǒng)計和考核；負責華電大壩系統(tǒng)的建設、運行、維護和推廣應用；負責集團大壩安全信息的統(tǒng)一對外報送等。

2.3 系統(tǒng)組成

根據(jù)華電大壩系統(tǒng)的總體架構和實施思路，確定系統(tǒng)的軟件結構采用客戶機服務器（C/S）和瀏覽器服務器（B/S）混合結構。前者用于大壩安全監(jiān)測信息的分析處理和人工觀測數(shù)據(jù)錄入，以滿足監(jiān)測專業(yè)人員對一次調用上萬條記錄的大信息量處理、人機交互靈活和信息處理快速的需求。后者用于集團各大壩安全信息的查詢、統(tǒng)計、考核、管理和評價，以滿足各級領導和大壩安全相關人員隨時隨地查詢各大壩安全信息和運行狀況。

圖2 C/S軟件結構圖

表1 華電大壩集團（B/S）功能架構

3 典型應用

以華電浙江分公司烏溪江水電廠為例，闡述華電大壩系統(tǒng)的實現(xiàn)效果。

3.1 工程概況

浙江華電烏溪江水電廠湖南鎮(zhèn)電站是錢塘江上游支流烏溪江流域梯級開發(fā)的水力樞紐，工程以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、航運等綜合利用效益。湖南鎮(zhèn)大壩為混凝土重力式梯形支墩壩，壩頂高程242m，最大壩高129m。壩頂全長440m，由23個壩段組成，設有5孔壩頂溢洪道和4個深式泄水孔。電站裝機5臺，總裝機容量為320MW。

3.2 大壩安全監(jiān)測概況

湖南鎮(zhèn)水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)包括變形、滲流、環(huán)境量等項目，系統(tǒng)運行正常穩(wěn)定。

3.3 系統(tǒng)展示

3.3.1 C/S軟件

（1）軟件架構

C/S軟件主要包含:軟件界面、業(yè)務服務功能、數(shù)據(jù)類型等，如圖2所示。

數(shù)據(jù)層:負責存儲監(jiān)測、水情、氣象等大壩安全相關的各類信息和文檔資料。

業(yè)務邏輯層:業(yè)務邏輯層是用戶界面層和數(shù)據(jù)層之間的橋梁，它封裝了界面層操作的一組動作邏輯，并對界面層提供操作接口，在一組動作邏輯中，根據(jù)邏輯規(guī)則，操作流程統(tǒng)一執(zhí)行數(shù)據(jù)訪問，并保證數(shù)據(jù)完整性、一致性。

界面層:直接與用戶進行交互的部分，負責向用戶提供操作的界面，用戶通過在界面上的操作，界面層接收到用戶的指令后調用邏輯層接口，實現(xiàn)和數(shù)據(jù)層的互動，完成用戶的操作，返回操作結果。

（2）界面展示如圖3所示。

3.3.2 B/S系統(tǒng)

（1）功能架構

B/S系統(tǒng)用于展示數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測數(shù)據(jù)和各類圖像、文件資料，并具備報告上傳審核的流程管理功能，見表1。

（2）界面展示如圖4所示。

圖3 大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)接入與展示a）大壩外觀觀測b）大壩滲流觀測c）大壩水位觀測

圖4 大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與展示a）系統(tǒng)首頁b）監(jiān)測功能界面

4 結語

隨著“遠程集控、少人維護”管理模式深入推進，華電集團以實現(xiàn)對多數(shù)電站大壩的集控管控為目標，通過網(wǎng)絡化、信息化遠程管理和信息共享等手段，構建統(tǒng)一的大壩安全管理系統(tǒng)，集中專業(yè)人員，優(yōu)化提升集團整體大壩安全管理、安全監(jiān)測分析等工作，大大降低電站側的工作量和工作難度，提升工作效率，最終實現(xiàn)全集團水電站大壩安全監(jiān)測工作的專業(yè)化、標準化、簡單化、科學化、一體化管理。

[1]沈海堯，蔣波.推進大壩安全信息化建設提高大壩安全管理水平[J].大壩與安全，2007，（5）:7-9.

[2]張春生，王金鋒，陳振飛.電力系統(tǒng)大壩運行安全信息化建設進展[C].電力行業(yè)信息化優(yōu)秀論文（2014）:1309-1314.

[3]馮濤，李小偉.流域水電站大壩安全信息化建設特點[J].大壩與安全，2016，（1）:6-8.

[4]聶強，張曉松.以信息化建設推動雅礱江流域大壩安全管理創(chuàng)新[J].大壩與安全，2016，（1）:1-5.

[5]張澤彬，黃會寶，沈定斌.談談梯級水電站庫壩管理中的科技創(chuàng)新-以大渡河梯級水電站為例[J].水電與新能源，2012，（6）:5-8.

[6]貢建兵.清江流域梯級水電站大壩運行安全管理的實踐與探索[J].大壩與安全，2012，（1）:27-31.

Dam Safety Integrated Management of the Power Generation Group with Information Construction

B a s e d on t h e in f ormation tec h nolo g y，t h e collectin g an d or g ani z in g d am s a f ety relate d in f ormation f or all t h e d am s o f t h e p o w er g eneration g rou p are reali z e d b y in f ormation con s truction.Furt h er,d ee p analy s i s i s carrie d out f or d ata analy s i s，d ata minin g an d f ore w arnin g in f ormation.Finally ac h ie v e d t h e d am s a f ety inte g rate d mana g ement o f t h e p o w er g eneration g rou p.

in f ormation con s truction；d am s a f ety；inte g rate d mana g ement；d ata analy s i s；f ore w arnin g in f ormation

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.03.015

T V698

A

2095-3429（2017）03-0056-04

2017-04-17

修回日期：2017-06-13

徐金英（1989-），女，濟南人，碩士，工程師，主要從事水利水電工程專業(yè)相關研究。

XU Jin-ying1，HU Ming-ting2

（1.Huadian Electric Power Reserch Institute，Hangzhou 310030，China；2.PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited，Hangzhou 311122，China）