电力系统大坝运行安全信息化建设进展.pdf

水 力 发 电 第4 O卷第8期 2 0 1 4 年 8 月 电 力 系 统 大 坝 运 行 安 全 信 息 丫 巴建 设 r遗 展 张春 生 ，王金锋 ，陈振飞 ， ( 1 ． 国家 能源局大坝安全监察 中心 ，浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4 ； 2 ． 中国电建 集团华东勘测设计研 究院有 限公 司，浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4 ； 3 。 浙江省工程数 字化技术研 究中心 ，浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4 ) 摘 要 ：电力系统水 电站 大坝运行安全信息 系统 由运行单位子系统 、发 电公 司分系统和大坝 中心主系统组成 。整个 系统由基础信息平台、数 据层 、数据集成层 、业务管理与分析层 、信息发布层和 门户 网站等组成 ，系统采用信息化 技术对大坝安全进行 日常管理和实时监控 。结合 当前 的计算机软件技术 、网络通信 、智能终端和三维技术等方面的 发展 ，对大坝安全信息化建设 的发展方向进行 了展望 。 关键词 ：大坝安全 ；信息化 ；进展 ；电力 系统 P r o g r e s s e s o n Da m S a f e t y I n f o r m a t i o n S y s t e m Co n s t r u c t i o n i n El e c t r i c Po we r S y s t e m Z HANG C h u n s h e n g ． WANG J i n f e n g ． C HEN Z h e n f e i ( 1 ． L a r g e D a m S a f e t y S u p e r v i s i o n C e n t e r , N a t i o n a l E n e my A d m i n i s t r a t i o n ， H a n g z h o u 3 1 0 0 1 4 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ； 2 ． P o w e r C h i n a H u a d o n g E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ， H a n g z h o u 3 1 0 0 1 4 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ； 3 ． Z h e j i a n g E n g i n e e r i n g D i g i t a l R e s e a r c h C e n t e r , Ha n g z h o u 3 1 0 0 1 4 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t T h e d a m o p e r a t i o n s a f e t y i n f o r ma t i o n s y s t e m o f e l e c t r i c p o we r s y s t e m c o n s i s t s o f t h e s u b s y s t e ms o f o p e r a t i o n u n i t s ， t h e s u b s y s t e ms o f p o w e r c o mp a n i e s a n d t h e ma i n s y s t e m o f La r g e Da m S a f e t y S u p e r v i s i o n C e n t e r ． T h e i n f o r ma t i o n s y s t e m s t r u c t u r e c o ns i s t s o f b a s i c i n f o r ma t i on pl a t f o r m, da t a l a ye r ,d a t a i n t e g r a t i o n l a ye r ,ma n a g e me n t a n d a na l y s i s l a y e r ,i n f o r ma t i o n r e l e a s e l a y e r a n d w e b s i t e ， a n d t h e r o u t i n e ma n a g e me n t a n d r e a l - t i me mo n i t o r i n g o f d a m s a f e t y i s c a r r i e d o u t b y t h i s s y s t e m．T h e f u t u r e d e v e l o p me n t o f d a m s a f e t y i n f o r ma t i z a t i o n i s a l s o d i s c u s s e d b a s e d o n c u rre n t d e v e l o p me n t o f c o mp u t e r s o f t w a r e t e c h n o l o g y , n e t wo r k c o mmu n i c a t i o n , s ma r t t e rm i n al a n d t h r e e - -d i me n s i o n a l t e c h n o l o g y ． Ke y W o r d s ： d a m s afe t y ； i n f o r ma t i z a t i o n ； p r o g r e s s ； e l e c t ri c p o w e r s y s t e m 中图分 类号 ： T P 3 9 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 0 5 5 9 - 9 3 4 2 ( 2 0 1 4 ) 0 8 - 0 0 1 8 — 0 3 为 加 快 电 力 系 统 水 电 站 大 坝 运 行 安 全 信 息 化 建 设 。 有 效 提 高 大 坝 安 全 管 理 水 平 ，原 国 家 电 力 监 管 委 员 会 于 2 0 0 6年 发 布 了《 水 电 站 大 坝 运 行 安 全 信 息 报 送 办法 》 和《 水 电站 大 坝运 行 安 全信 息 化建 设 规 划 》 。报 送 办 法 对 水 电 站 大 坝 运 行 安 全 信 息 的 报 送 内 容 、方 式 、时 间 要求 等 进行 了规 定 ，信 息 化 建设 规 划 对 当时 注册 的 1 6 9座 大 坝 的信 息化 建 设 提 出 了具 体 要 求 和建 设 计 划 。 自上 述 两个 文 件发 布 以来 ．各 大 坝 主 管 单 位 和 运 行 单 位 投 人 了 大 量 人 力 、物 力 、 财 力 ， 与 国 家 能 源 局 大 坝 安 全 监 察 中 心( 以 下 简 称 “ 大 坝 中 心 ” ) 一 起 积 极 推 进 大 坝 安 全 信 息 化 建 设 _T 作 ， 截 至 2 0 1 4年 6月 ， 已 经 建 成 了 覆 盖 全 国 4 0 0多 座 水 电站 ，上 百 家 发 电公 司 以 及多 家 监 管单 位 的全 l 圈l W(r l e r r 0 f ． 4 0 N o ． 8 国 水 电 站 大 坝 安 全 远 程 管 理 统 一 平 台 ， 并 实 现 了 2 8 0余 座 大 坝 运 行 安全 监 测 信 息 上 报 主 系 统 ，大 坝 安 全信 息 化 建设 取 得 了重要 成 效 ，为水 电 站大 坝 安 全运 行管 理 和远程 监控 提供 了重 要 的技 术保 障 。 1 系统建设及应用情况 1 ． 1 系统 组成 电 力系统 水 电 站 大坝 运 行安 全 信 息 系 统 南运 行 收稿 日期 ：2 0 t 4 — 0 6 — 1 0 作者简介：张春生 ( 1 9 6 4 一 ) ，男 ，山东莱州人 ，教授级高 l ‘ ， 硕 f = ， 主要 从 事水 电站 没计 、大 坝安 全管 理 、岩石力学方 面 的研 究 工 作 ． ／ J ＼ ／ J及电 ZU1 4砗 月 大 坝 安 全 的 统 一 管 理 ， 现 场 站 主 要 实 现 数 据 的 采 集 和 录 入 校 核 工 作 ，通 过 公 司 的大 坝 安 全 信 息 化 建 设 与 应 用 提 高 了工 作 效 率 ，有 效 整 合 了 公 司 的 水 _ [专 业人 力 资源 ，提 升 了公 司 的大 坝安 全 管 理 水平 。 雅 若江 公 司建立 了公 司 的大 坝 中心 ，并 通 过 建 设 公 司 统 一 的 大 坝 安 全 管 理 信 息 系 统 实 现 对 已 经 投 运 和 正 在 建 设 的 水 电 站 的 大 坝 安 全 管 理 。 整 个 系 统 采 用 S OA架 构 ，全 部 信 息 存 储 在 公 司 总 部 集 控 中 心 ，在 二 滩 电 厂设 有 异地 备 份 。通 过 大 坝安 全 信 息 系统 ，实现 了对各 水 电站 的安全 监测 、水情 、强震 、 泄 洪 、巡 视 检 查 、注 册 、定 期 检查 等 信 息 的统 一 管 理 ，大 大提 高 了工 作 的标 准 化 和规 范 化 水平 ，成 为 公 司流域 化 管理 的重要 支撑平 台。 大坝 安全 信息 化建设 成果 在大 坝安 全 日常管 理 、 日常 监控 、定 期检 查 、应 急 处 置等 工 作 中发 挥 了 重 要 作用 。据 最新统 计 ，主 系统 网站访 问量 已达 1 0 3 ． 5 万 余 次 。在 宣 传 大 坝 安 全 政 策 、交 流 大 坝 安 全 信 息 、 了 解 大 坝 安 全 状 态 等 方 面 正 在 发 挥 积 极 作 用 2 0 1 3 年 ， 主系 统 监 控 平 台共 有 8万 余 条 异 常 报 警 信 息 ， 经 大 坝 中 心 专 业 人 员 甄 别 分 析 ，将 其 中 的 1 0 5 8条 信 息 反 馈 给 1 9 3座 大坝 运行 单 位 ，及时 发 现 了大 坝 结 构 性 态 或监 测 系 统存 在 的 问题 。信 息 化建 设成 果 为 定检 专 家组 及 时 了解 和掌 握 大坝 最新 运行 性 态 、综 合 分 析评 判 大 坝 结构 安 全 性发 挥 了重 要 的作用 ，还 为地 震 及特 大 洪 水 等极 端 工况 下 的大 坝运 行 调度 和 科学 决策 提供 了重要 技 术支持 。 2 0 1 0年 6月 ．福 建 闽 江 流 域 发 生 特 大 洪 水 ，沙 溪 口 大 坝 遭 到 挖 沙 船 撞 击 并 发 生 挖 沙 船 卡 阻 在 泄 洪 孑 L口 、阻碍 孔 溢 洪 道 泄洪 的险情 ，大 坝 中心 利 用 主系统 监控 大坝 的安全 状况 ，分 析可 能 的安全 风 险 ， 指 导排 险工作 在 2 01 0年 7月 底到 8月 初 的第二 松 花江 洪 水期 间 ，大 坝 中心通 过 监 控 白山 、丰满 大 坝 的 运行 安 全状 况 ．对 丰满 大 坝 5号 坝 段 下 游 涌 水 、 局部 坝 段 渗流 量 加 大等 情 况 进行 分 析 ，及 时 判 断 出 大坝 可 以 承受 正 常 蓄水 位 和校 核 洪水 位 的荷 载 ，为 安全 度汛 提供 了决策 依据 。 2 发展方向 2 ． 1 集中管理模式的发电公司大坝安全信息系统 随 着 国 内流 域 梯级 水 电 站 的建 设及 投 运 越 来越 多 ，水 专业 人 员越来 越 紧缺 ，为 了整合 人力 资 源 ， 提 供 工作 效 率 ，部 分 发 电公 司成 立 了专 门的水 工 运 行管 理 部 门 ．对整 个 发 电公 司或 流 域 内水 电站群 的 大坝 安 全进行 统 一集 中管 理 。为此 ，采用 S OA架构 的 大坝 安 全信 息 系 统是 实 现 发 电公 司 级大 坝 安 全信 l 函 疆 g ／ a t e r P o e r V o z ． 4 D N o ． 8 息 统 一 集 中 管 理 的 趋 势 和 必 要 手 段 。 大 坝 安 全 相 关 的 所 有 信 息 集 中 部 署 在 公 司 统 一 的 服 务 器 上 ，通 过 远 程服 务进 行发 布 ，P C客 户端 应用 、We b浏 览器 应 用 以及移 动 客 户 端 的应 用都 通 过访 问统 一 的远 程 服 务来 实 现 ，能 够 更好 地 简化 系统 的开 发 与 维护 ．对 于实 现跨 硬 件 平 台 和跨 操作 系统平 台应 用起 到 重 要 的 作 用 。 通 过 统 一 的 公 司 大 坝 安 全 信 息 系 统 的 建 设 和 应 用 ，能 够 优 化 人 力 资 源 配 置 ，提 高 大 坝 安 全 管 理 工 作 的 标 准 化 和 规 范 化 水 平 ．有 利 于 流 域 梯 级 电 站 的统 一调 度 和 管理 ，是 提高 公 司大 坝 安 全管 理 水 平 必 不 可 少 的 技 术 手 段 2 _ 2 基 于 云计算 平 台的大坝 安全 信息 系统 云计 算是 分 布 式计 算 、网 络存 储 、虚拟 化 、负 载 均 衡 等计 算 机 以及 网络技 术 发展 融 合 的 产物 ．在 近年 来 发展 迅 速 ，并 开 始在 一 些 大型 企 业集 团得 到 应 用 。云计 算 平 台具 有 虚 拟化 、可靠 性 高 、通 用 性 强 、扩 展 性 好 、 按 需 服 务 等 特 点 ，是 大 型 企 业 建 立 数 据 中 心 的 首 要 选 择 ．而 大 坝 安 全 信 息 是 大 型 发 电 公 司 数 据 中 心 运 营 信 息 的 一 个 重 要 组 成 部 分 ， 冈 此 基 于云 计算 平 台 的大坝 安 全 信息 系 统 也将 成 为 未 来 的 重 要 发 展 方 向 。 2 ． 3移动 平 台大坝 安全信 息 系统 随 着 智 能 手 机 、平 板 电 脑 的 应 用 越 来 越 多 ， 基 于 移 动通 信 网络 的移 动平 台大 坝安 全 信 息 系统 将 是 未来 应 用 的 一个 重 要 方 向 。 目前 应 用 最 多 的移 动 平 台包 括 i OS和 An d r o i d，要 基 于 这 两 款 移 动 平 台 开 发 大 坝 安 全 信 息 系 统 ，方 便 用 户 随 时 随 地 使 用 移 动 终 端 来 访 问 大 坝 安 全 信 息 。 2 ． 4 基 于三 维 GI S平 台 的大坝 安全全 生命 周期 管理 系统 目前 国 内在 建 水 电 工 程 众 多 ，而 且 很 多 属 于 大 型 工 程 甚 至 巨 型 工 程 ．对 于 这 类 _T 程 的 安 全 如 何 有 效 管 理 面 临 巨 大 挑 战 。 由 于 建 设 期 的 1 二 程 安 全 影 响 因素众 多 ， 比如地 质 条件 、施 工 方法 、支 护方 式 与 时间 、气象 等等 ，因此 需要 将工 程勘 探与 地 质信 息 、 1 二 程 设计 信息 、工 程施 _T信 息和 监测信 息 进行 集成 ， 实 现 从 工 程 勘 探 、工 程 设 计 、工 程 施 丁 及 支 护 、 监 测 仪 器埋 设 到 监测 数 据 采集 与 管 理 以及 工 程安 全 综 合 分 析 与 反馈 为 一体 的丁 程安 全 信 息 系统 ，不仅 能 够对 建 设期 工 程 安 全进 行 监控 与管 理 ，还 能 有 利 于 工 程 设 计 优 化 。 传 统 的大 坝安 全 信 息 系统 主要 面 向水 电站 运行 阶段 在 水 电站 建 设 阶段 大 量 的设 计 、建造 信 息 以不 同 的方 式进 行 管 理 ，在 电站 建成 并投 入运 行 过 程 中与大 坝 安 全相 关 文 档 资料 的 移交 是 一 项重 要 T 作 ．但 是在 建设 期这些 文 档资料 的( 下 转 第 3 2页 )