一体化站闸自动化优化调度系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种一体化站闸自动化优化调度系统及方法，本发明专利技术包括信息监测模块、系统调度模块、站闸控制模块和安全预警模块，通过信息监测模块对站闸相关信息进行监测，通过系统调度模块对监测到的信息数据进行分析，并得出调度策略，通过站闸控制模块对优化调度方案进行实施，站闸控制模块对站闸各部分进行控制，指挥站闸的实际运行，并对站闸的实时工作状态进行监测，判断是否存在异常，将监测信息进行反馈，通过安全预警模块在站闸出现异常时，发出安全预警并进行相应处理，并根据监测反馈信息判断是否能够达到预期效果，进而判断是否需要对调度方案进行调整，减少了设备空耗，降低运行成本，增发了水电电量，提高了管理的可靠性与效率。的可靠性与效率。

【技术实现步骤摘要】
一体化站闸自动化优化调度系统及方法


[0001]本专利技术涉及站闸调度
，具体为一种一体化站闸自动化优化调度系统及方法。

技术介绍

[0002]水电作为目前开发技术最为成熟、开发规模最为庞大的可再生能源，以其低廉的运行成本、良好的调节性能和快速的负荷响应能力，在中国电力能源格局中发挥着重要作用，随着中国水能资源开发的推进，水库水电站调度的角色正逐渐由理论走向实际，由服务于规划转为服务于运行，并向着多目标化和规模化发展。我国是农业大国，水利设施分布众多且范围广，站闸设备是水利工程的核心，水利设施的安全运行至关重要，因此，需要对站闸设备进行巡检维护，以保证该设施能够长期安全运行，但是因为水利设施常常地处偏远，长期派遣人工对其进行维护存在不稳定等隐患；随着科技的发展和社会的进步，远程监测逐渐代替了人工巡检，将传感器嵌入到水利设施中，通过计算机技术将水利与物联网进行整合。现有的远程监测系统中，对各项设备的运行控制等参数进行全面采集，受到站闸设备结构布局的限制，施工难度高，维护受到局限，在一定程度上影响了站闸设备的安全运行。水库水电站优化调度研究兴起于20世纪50年代，迄今在优化理论和调度模型上己取得了一系列丰硕的理论成果。然而，受水库来水不确定性、径流预报不确定性、水库综合利用需求约束和电网调度等因素共同影响，水库水电站优化调度理论和成果往往很难在实际运行中得以应用，实际调度水平与优化调度理论之间的鸿沟普遍存在。因此，人们需要一种一体化站闸自动化优化调度系统及方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种一体化站闸自动化优化调度系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一体化站闸自动化优化调度系统，所述系统包括：信息监测模块、系统调度模块、站闸控制模块和安全预警模块；
[0005]所述信息监测模块用于对站闸相关信息进行监测；
[0006]所述系统调度模块用于对监测到的信息数据进行分析，并得出调度策略；
[0007]所述站闸控制模块用于根据调度策略对站闸进行控制，指挥站闸的实际运行；
[0008]所述安全预警模块用于在站闸出现异常时，发出安全预警并进行相应处理；
[0009]所述信息监测模块的输出端连接所述系统调度模块和所述安全预警模块的输入端，所述系统调度模块的输出端连接所述站闸控制模块的输入端，所述安全预警模块的输出端连接所述系统调度模块和所述站闸控制模块的输入端。
[0010]所述信息监测模块包括站闸内外水位监测单元、闸门高度监测单元、降雨量监测单元、水泵状态监测单元和发电状态监测单元；
[0011]所述站闸内外水位监测单元用于对站闸输入和输出的水量进行监测；
[0012]所述闸门高度监测单元用于对闸门的实时高度进行监测；
[0013]所述降雨量监测单元用于根据气象和水文的预测情况，结合实际水量对降雨情况进行实时监测；
[0014]所述水泵状态监测单元用于对站闸内的水泵状态进行实时监测，保证水泵处于可用状态，预防紧急事件，以便于保障站闸内的实际需求；
[0015]所述发电状态监测单元用于对站闸的发电机组情况进行实时监测，以便于保证站闸发电功能的正常运行。
[0016]进一步的，所述系统调度模块包括任务管理单元、状态分析单元、调度决策单元；系统调度根据规划设计的意图和规定，结合实际情况，充分利用库容，调节水源，在满足工程安全的前提下，妥善处理水力资源，保证了发电用水的要求和下游农业灌溉的用水需求；
[0017]所述任务管理单元用于根据当前的实际需求管理站闸的任务内容；
[0018]所述状态分析单元用于根据监测到的相关信息对站闸状态和水文状态做出分析；
[0019]所述调度决策单元用于根据任务需求和当前实际状态对站闸控制模块发出调度指令，并将调度指令进行存储。
[0020]通过调度，能够解决径流与用水变化的矛盾，存蓄多余水量，提高用水效率。
[0021]进一步的，所述站闸控制模块包括闸门控制单元、水泵控制单元和发电机组控制单元；所述闸门控制单元用于对站闸的各个闸门进行控制，包括进水闸、排水闸、分洪闸、挡
[0022]潮闸、冲沙闸和节制闸等；用于控制水位和流量，保护两岸及河床；
[0023]所述水泵控制单元用于对站闸内的各个水泵进行控制；
[0024]所述发电机组控制单元用于对站闸内的水力发电机组进行控制，用以实现能量置换。
[0025]由于闸门底部存在杂物或淤泥等影响因素，对闸门的上升、下降进行精确测量，当出现异常情况时及时断电，发出告警，以保证站闸的运行安全。
[0026]在远程终端上部署自动化监控软件，使用图形化设计，便于工作人员能够便捷的远程操作，终端界面实现信息可视化，满足一体化站闸的自动化要求。
[0027]进一步的，所述安全预警模块包括异常报警单元和异常处理单元；
[0028]所述异常报警单元用于当监测到站闸内出现异常情况时发出报警提示；如水位、闸门高度、雨量、电流电压超出预设范围；
[0029]所述异常处理单元用于溯源异常出现的具体原因并对其进行相应处理；
[0030]系统采用双网络冗余容错结构，在系统发生故障或失效时，能够正常或以降低性能为代价继续完成任务，以便于保障系统的工作可靠性；在正常运行时利用双通道实现主网和备用网络的协同工作，具体为：系统通过双通道与各种采集设备相连接，系统可以实现两通道的自由切换，当检测到主通道存在异常时，系统会自动启用备用通道从而完成数据采集，同时，系统主通道则停止数据采集工作。
[0031]一体化站闸自动化优化调度方法，包括以下步骤：
[0032]S1：根据站闸的实时状态和业务需求，开始进行优化调度，
[0033]S2：根据优化调度算法得到优化调度方案；
[0034]S3：通过站闸控制模块对优化调度方案进行实施；
[0035]S4：对站闸的实时工作状态进行监测，判断是否存在异常，将监测信息进行反馈；
[0036]S5：根据反馈信息判断是否达到预期效果，判断是否需要对方案进行调整。
[0037]进一步的，在S1中，通过信息监测模块获取站闸的实时状态和业务需求，将获取到的信息预处理后传输到系统调度模块。
[0038]进一步的，在S2中，利用粒子群优化算法对接收到的数据进行分析计算，通过调度决策单元向站闸控制模块发出调度指令，并对指令信息进行记录。
[0039]所述粒子群优化算法PSO初始化为一群随机粒子(随机解)，然后通过迭代找到最优解，在每一次的迭代中，粒子通过跟踪两个极值(pbest，gbest)来更新，在找到这两个最优值后，粒子根据以下公式来更新本身的速度和位置：
[0040]v
i
＝ω
×
v
i
+c1×
rand()
×
(pbest本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化站闸自动化优化调度系统，其特征在于：所述系统包括：信息监测模块、系统调度模块、站闸控制模块和安全预警模块；所述信息监测模块用于对站闸相关信息进行监测；所述系统调度模块用于对监测到的信息数据进行分析，并得出调度策略；所述站闸控制模块用于根据调度策略对站闸进行控制，指挥站闸的实际运行；所述安全预警模块用于在站闸出现异常时，发出安全预警并进行相应处理；所述信息监测模块的输出端连接所述系统调度模块和所述安全预警模块的输入端，所述系统调度模块的输出端连接所述站闸控制模块的输入端，所述安全预警模块的输出端连接所述系统调度模块和所述站闸控制模块的输入端。2.根据权利要求1所述的一体化站闸自动化优化调度系统，其特征在于：所述信息监测模块包括站闸内外水位监测单元、闸门高度监测单元、降雨量监测单元、水泵状态监测单元和发电状态监测单元；所述站闸内外水位监测单元用于对站闸输入和输出的水量进行监测；所述闸门高度监测单元用于对闸门的实时高度进行监测；所述降雨量监测单元用于根据气象和水文的预测情况，结合实际水量对降雨情况进行实时监测；所述水泵状态监测单元用于对站闸内的水泵状态进行实时监测；所述发电状态监测单元用于对站闸的发电机组情况进行实时监测。3.根据权利要求1所述的一体化站闸自动化优化调度系统，其特征在于：所述系统调度模块包括任务管理单元、状态分析单元、调度决策单元；所述任务管理单元用于根据当前的实际需求管理站闸的任务内容；所述状态分析单元用于根据监测到的相关信息对站闸状态和水文状态做出分析；所述调度决策单元用于根据任务需求和当前实际状态对站闸控制模块发出调度指令，并将调度指令进行存储。4.根据权利要求1所述的一体化站闸自动化优化调度系统，其特征在于：所述站闸控制模块包括闸门控制单元、水泵控制单元和发电机组控制单元；所述闸门控制单元用于对站闸的各个闸门进行控制；所述水泵控制单元用于对站闸内的各个水泵进行控制；所述发电机组控制单元用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏勇，
申请(专利权)人：江苏鸿利智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：