贵州安顺市龙宫水电站标准化运行管理云平台

2018-07-11周国民张连刚

水电站机电技术 2018年6期

周国民，张连刚

（浙江禹贡信息科技有限公司，浙江杭州 310000）

1 引言

龙宫水电站位于贵州省安顺市国家5 A级龙宫风景区境内，是隶属于贵州省龙宫风景名胜区管委会的一座农村小水电，是龙宫风景区的主要供电电源和应急备用电源。龙宫电站始建于1973年，1975年建成投产，2007年6月因连续暴雨造成山体滑坡，电站被泥石流掩埋毁坏，2011年初龙宫电站在原址上开始了修复工程，电站设计恢复为装机2×0.6 MW，出口电压0.63 kV，采用“无人值班、少人值守”的计算机监控自动方式进行的“科普观光型小水电站”，设计总投资1 388.18万元，并列入2013年全省“100个旅游景区”建设项目之一。

新恢复的电站投用后，我们更加注重安全生产方面工作，切实落实了各项安全生产主体责任，严格按照行业安全生产规范，把安全生产贯穿到电站的各个生产环节，确保为龙宫风景区提供安全、可靠的电力保障。在安全投入方面，近两年来就投入了150万元用于安全生产建设，同时邀请供电、设备厂家及消防等相关人员，加大对员工安全培训，不断提高安全生产意识，切实从“要我安全”向“我要安全”和“我会安全”的转变。

2015年，按照水利部的相关安全要求，龙宫电站积极申请上报安全生产标准化一级达标单位，经过3个月查缺补漏，深入持续整改和资料汇总自评等工作，通过了资料评审、专家现场外部评审等相关工作。2015年12月2日，经过水利部评审专家对该电站的13个核心要素进行现场评审，龙宫电站以935分的总成绩，达到了农村水电站安全生产标准化一级单位的标准要求，同时于今年3月进行网上公示并通过，获得了“农村水电站安全生产标准化一级单位”的殊荣。

龙宫水电站通过农村水电站安全生产标准化一级单位后，制度、台帐进行了查漏补缺，现场面貌也焕然一新。但是在评审过程中，国际小水电联合会专家组也提出了很多的宝贵意见，尤其是信息化管理的建设方面还依然需要提高，还需要依据国家安全生产标准化的要求进行可持续改进和发展，为5年后的《农村水电站安全生产标准化一级单位复审》做好准备工作。

为此，有必要开展“三化”建设，一是要“固化”，固化原来的农村水电站安全生产标准化一级单位创建成果；二是要“强化”，要按照国际小水电联合会专家组的评审意见，强化国家安全生产标准化的可持续改进各个方面；三是要“精化”，通过信息化的手段，精益求精，精化安全生产标准化的各个环节，做到基础信息电子化、实时信息集成化、管理环节流程化。

2 总体目标

系统建设的总体目标是：通过建设“贵州省安顺市龙宫水电站标准化运行管理云平台”，对龙宫水电站安全生产标准化管理在管理责任、安全评估、运行管理、维修养护、监督检查、隐患治理、应急管理、教育培训、制度建设、考核验收等各环节提供全面支撑。新建上下游水位实时监测系统，全面把握水电站上下游水位的运行情况，对水电站的安全生产标准化的流程进行定制，形成龙宫水电站统一管控平台，满足龙宫水电站国家级标准化运行管理的要求，保障水电站的安全、提高水电站发电效益和工作效率，切实提高水电站的管理水平。

系统建设的具体目标如下：

（1）建成标准化运行管理平台，以“龙宫水电站标准化运行管理制度规程汇编”为基础，健全管理工作流程，为龙宫水电站管理提供工作平台，实现龙宫水电站管理信息的全景可视，实现与上级监管平台的无缝连接，为龙宫水电站标准化管理在管理责任、安全评估、运行管理、维修养护、监督检查、隐患治理、应急管理、教育培训、制度建设、考核验收等各环节提供全面支撑。

（2）新建上下游水位实时监测系统，完成从人工观测到自动实时监测的转变。

（3）实现龙宫水电站自动化系统数据对接到运管平台，为综合管理服务。

（4）实现龙宫水电站视频监视系统的数据对接，为龙宫水电站主要设施和管理区域实现全面的动态综合监视服务。

3 系统软件

采用公有云计算平台作为系统运行环境，节约服务器购置费用，同时也减轻了系统建成后的硬件系统的运维压力。系统将采用公网带宽5 M，云存储500 G云盘数据云平台作为系统运行的基础平台。系统安全依据国家相关网络安全的法律法规采取严格的网络安全措施保证系统安全，防止网络入侵。

3.1 数据建设

包括数据的收集、整理、校对、入库、更新等工作，数据范围包括龙宫水电站的属性信息（包括地理位置、工程图片、水电站特征等）、空间地理信息、管理单位信息、人员信息、管理制度、资料档案、预案方案等。

其它工程相关数据如巡查、检查、台帐等数据在工程日常运行中产生的数据在工程运行管理平台中随系统的使用在日常工作中产生，水电站自动化监测、水位、视频等实时数据由基础设施建设中的采集系统提供或已建系统中进行接入。

（1）数据收集及整理

基于水位监测、视频监视、自动化监测、安全监测等各类实时系统的数据按照通信协议要求进行统一采集处理，并按标准接口要求写入综合数据库。

工程特性、工程图纸、人工观测、人工操作等静态数据按照数据标准进行收集、筛选、整理、校核后采用人工录入的方法录入综合数据库。

空间数据预处理采用GIS桌面软件和空间数据库引擎建立空间数据库，以权威测绘单位（如国家测绘局）提供的电子地图或公用网络地图为基础，根据水利地理信息分类与编码标准，利用空间数据库提供的多用户空间数据模型组织复杂的空间数据，以GIS桌面工具为开发平台，建立一个开放的、灵活的基础空间数据库。

（2）数据集成及综合数据库

系统建设采用一体化平台化的设计思路，综合集成现有和新建系统，打通信息孤岛，建立统一的综合数据库，并提供统一的访问机制，实现不同权限用户的数据访问和业务应用，达到信息资源共享和业务协同的目标。

建立综合数据库，数据库主要由水位监测数据、工程运行数据、工程安全监测数据、视频图像数据、工程管理业务数据等内容组成。对各已建系统数据综合分析后按照一定规则对数据进行同步、抽取，对各系统数据进行集成。

（3）数据管理及数据服务

建立统一的数据资源管理和数据服务平台，提供对实时数据库、关系数据库、文件数据库等标准接口，从而实现水电站监控、安全监测、视频等各类信息的存储、管理及与应用系统、信息采集平台的交互。

形成统一的数据存储与交换和数据共享访问机制，提供数据共享服务，为一体化应用平台建设及水位、安全监测等应用系统提供统一的数据支撑。

3.2 软件平台模块建设

（1）信息总览

对水电站运行数据进行统计分析，使管理人员能够了解水电站实时运行情况，从而为水电站运行管理提供参考，为水电站管理的优化、效益分析提供数据分析基础，具体包括水电站上下游水位情况、水电站发电量情况、巡查情况统计和岗位任务情况等。

（2）综合地图

综合地图是系统应用平台最基本，也是最重要最常用的功能。综合地图基于地理信息，提供对水电站工程情况、水位点情况、视频等各类信息的集中统一展示，实现水电站情况的实时监视和历史数据查询等功能。

基础地图基于公网地图，局部重要区域结合大比例尺地图（来源于无人机飞测）和工程布置图。通过地图对水电站的上下游水位、视频等实时监测数据进行分层集中统一展示，直观地反映水电站基本信息和运行实时情况，方便运行管理。

（3）组织管理

人事组织管理主要对人事信息、组织机构、职责分工，岗位变动等信息进行采集、管理及辅助鉴定整理。对考勤情况、教育培训等进行管理。实现用户管理和用户权限管理。

结合管理事项对岗位职责进行细化分解，对人员岗位任务实现日常提醒和工作完成提交，将岗位职责和日常工作相结合，全面反映人员工作情况。

组织管理具体包括管理机构、管理人员、岗位管理、事项管理、管护经费、培训管理、制度手册、物业化管理等内容。

（4）工程信息

工程信息主要包括水电站基本信息、水电站工程特性、图纸图表、标识标牌、警示牌、工程图片等模块。

（5）设备管理

提供水电站内各类工程的设计指标、技术参数、缺陷及其设备养护处理设施状态、设备评级、水电站更新改造情况、水电站大记事等信息进行分类管理。

将水电站设备按水电站水轮机及辅助设备、水电站一次、二次、计算机监控等进行分类管理，能够进行信息的添加、编辑、修改等，提供按不同组合条件的查询功能。

（6）安全检查

按照水电站的日常检查、汛前检查、年度检查、特别检查要求，实现检查表的填写、审核和自动生成检查报告。

对日常巡查情况进行统一管理，包括巡查路径、巡查时间、巡查人、巡查情况上报及处理等信息的管理。

巡查检查主要包括水工巡查、水电站值班巡查、定期检查、特别检查等模块。巡查检查结果应和相关设施相关联，并和移动应用进行结合。

（7）维修养护

以预算管理为控制手段，全过程管控设备日常维护和检修工作，提高设备检修资金利用率；对每年的所有工程的维修、养护项目进行管理，方便进行查询统计。能够对每年的维修养护项目的立项批复、实施方案、实施过程、验收等过程管理，并形成维修、养护项目管理卡。针对水电站日常维修资金（人工费、日用劳保）的管理。

建立设备编码系统和电子设备台账，反映设备的基本情况以及变化的历史记录，通过对设备的管理和维护，使设备处于良好的运行状态，展示设备基本信息、设备重要参数、备品备件定额以及设备的启停情况、设备的重要故障、设备的评级情况、设备的历次检修情况、设备的异动情况、设备缺陷情况，为设备的运行信息、检修信息、变更信息等方面的综合分析和日常设备的管理和检修提供相应的依据。

维修养护包括年度维修养护计划、维养项目、设备管理、技术推广等模块。

（8）应急管理

管理各类预案，包括预案录入和报批及查询；按照预先设定各种参数的报警值，当设备参数超限时向相关人员报警，在线统计实时数据的超限情况，在线提供超限的开始时间，结束时间，最大值时间，累计时间等，并将数据保存到数据库中。

对防汛抢险物资进行登记及管理。在汛期时，通过该系统可以迅速按相关预案开展工作，协调相关部门，并调度相应物资，保证防汛工作的有序进行。

对巡查检查中发现的隐患和异常情况进行记录，并跟踪处理情况，实现闭环控制。

应急管理主要模块包括防汛物资、应急预案、隐患管理、异常管理等模块。

（9）运行操作

对水电站运行进行管理。根据接收到的调度指令，按照相关规定管理手册规定的操作指南能够记录、跟踪调度指令的流转和执行过程。

操作运行主要包括运行规程、开停机计划、调度令、运行记录、操作票、工作票等管理模块。

（10）档案管理

档案管理包含工程技术档案管理和年度数据整编文档管理。发布完善的档案管理制度，支持档案信息的检索，可以根据档案名称、存档编号、存档日期，保管期限等检索所需的信息。

各类文档管理可根据不同要求分别进行目录管理。如可根据水库标化管理专题将相关文档按达标要求进行分类，形成水库标化管理文档目录。目录应可根据需要进行定制。

（11）备品备件管理

通过系统实现备品备件的综合管理，备品备件信息查询、缺少报警、出入库管理、盘点、信息登记等。

（12）安全工器具管理

通过系统实现安全工器具的综合管理，实现信息查询、借用管理、归还管理、检测到期报警、出入库管理、盘点、信息登记等。

（13）移动应用

移动巡查应用支撑是在巡检值班人员的手机设备上安装。巡查人员可以通过移动巡检应用完成巡检工作，包括根据巡查任务的内容，按照指定的路线、时间、巡查节点和检查项目，填写巡查日志。对于发现的情况可以拍摄照片、录制视频并上传到数据中心。移动巡查应用中还可以实现对系统和设备的运行状态进行实时的监视，调用视频监控画面查询。

4 硬件建设

4.1 上下游超声波水位实时监测系统

（1）型号：YG2015-JSJBJ3.0

（2）性能特点：可以在手机终端和中控室的电脑终端上实现前池和下游的水位曲线。

实时水位的查询操作；历史水位的查询操作；可在后台设置警戒水位；一旦超过警戒水位可以在中控室以告警声音；一旦超过警戒水位可以在手机端以短信或微信方式通知电站运行值班人员或领导；超声波探测距离超过5 m；GPRS无线超声波；输出20 mA电流；量程5 m；测量精度0.5%～1.0%；分辨率 3 mm或0.1%（取大者）；显示：中文液晶显示；模拟输出4～20 mA/510 Ω负载；继电器输出：单通道为2组或双通道是4组AC250 V/8 A或DC30 V/5 A；供电220V AC+15% 50 Hz；环境温度显示仪表 -20～+60℃；探头 -20～+80℃；通信 485；防护等级显示仪表IP65，探头IP68；探头电缆可达100 m，标配10 m；探头安装根据量程和探头的选型。

（3）测量原理（见图 1）