淺談梯級泵站的調(diào)度管理系統(tǒng)

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1、淺談梯級泵站的調(diào)度管理系統(tǒng)［摘要］本文針對梯級泵站調(diào)度管理復雜等特點，從檢驗各種設計和控制方案、為應急調(diào)度方案的制訂提供技術支撐、工程安全運行和保證水源供給等方向提出了合理建設調(diào)度管理系統(tǒng)的必要性。［關鍵詞］南水北調(diào)東線；梯級泵站；調(diào)度管理系統(tǒng)［中圖分類號］TV68［文獻標識碼］A［文章編號11005-6432(2013)34-0056-021工程概況南水北調(diào)東線一期工程從江蘇省揚州市附近的長江干流引水，通過13級、34座泵站逐級提水，輸水干線泵站總裝機臺數(shù)160臺，總裝機容量366.2MW,總裝機流量4448m3/s0工程利用京杭運河以及與其平行的輸水河道輸水，經(jīng)洪澤

2、湖、駱馬湖、南四湖和東平湖調(diào)蓄后，分兩路輸水，一路向北，調(diào)水過黃河，經(jīng)小運河接七一六五河到大屯水庫，另一路向東到東湖和雙王城水庫，并與現(xiàn)有引黃濟青輸水渠相接。調(diào)水線路總長1466.50km,英中長江至東平湖1045.36km,黃河以北173.49km,膠東輸水干線239.78km,穿黃河段7.87km。供水范圍包括蘇北、皖東北、魯西南、魯北和山東半島，多年平均抽江水量87.66億m3,調(diào)入下級湖29.70億m3,過黃河4.42億m3,送到膠東8.83億m3。工程運行具有流量大、年利用小時數(shù)高等特點［1］。為了規(guī)范、深化和細化泵站運行管理，提高運行水平，實現(xiàn)全線連續(xù)穩(wěn)定輸

3、水的工作H標，需要對梯級泵站的調(diào)度管理系統(tǒng)進行合理設置。2梯級泵站調(diào)度系統(tǒng)建設的必要性南水北調(diào)東線一期工程輸水河道所處位置地勢較低，供水區(qū)以黃河為脊背，分別向南北兩側(cè)傾斜，工程全線最高處東平湖的蓄水位高于長江水位約40m,因此根據(jù)地形條件，東線丁程的輸水方式東平湖以南需建泵站逐級提水北送，從東平湖向魯北、向膠東可采用自流輸水。泵站梯級的設置，主要根據(jù)地形條件和各級湖泊水位差確定。從長江至南四湖上級湖形成了10個航運梯級，南四湖上級湖至東平湖采用3級提水，東平湖以南共設13個調(diào)水梯級，總揚程約65m,南四湖以南為雙線輸水，共設泵站樞紐22處，具體見下圖。梯級自動化調(diào)度系統(tǒng)

4、由應用系統(tǒng)、應用支撐平臺、數(shù)據(jù)存儲與管理系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、系統(tǒng)運行實體環(huán)境六大部分組成，包括水量調(diào)度、閘站監(jiān)控、視頻監(jiān)視、安全監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、工程防洪等核心生產(chǎn)應用系統(tǒng)，還包括與企業(yè)運行相關的辦公運營應用系統(tǒng)，以及通信網(wǎng)絡等信息化基礎設施［2,3］?？趧踊{(diào)度系統(tǒng)對工程的科學調(diào)度、可靠監(jiān)控、高效運行、安全管理具有十分重要的作用，通過提供調(diào)度運行管理信息化作業(yè)平臺和決策會商支撐環(huán)境，實施自動化調(diào)度與監(jiān)控，能夠有效保證按時、按質(zhì)、按量輸配水目標的實現(xiàn)。2.1工程現(xiàn)代化管理的需要隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，用水戶對調(diào)水工程管理的實時性、調(diào)水量的準確性和工程運行的

5、安全性等方面提出了更高的要求。要滿足這些耍求，必須實行現(xiàn)代化管理，以信息化推動調(diào)水工程調(diào)度運行管理的現(xiàn)代化。2.2檢驗各種設計和控制方案南水北調(diào)東線一期工程輸水干線由多級泵站、控水和引水系統(tǒng)組成。中間為了流量平衡和調(diào)節(jié)而設置了中間調(diào)節(jié)水庫。工程規(guī)模較大，投資較多。工程串級運行，各渠池互相影響，這樣的工程建成后，運行調(diào)度也比較復雜。工程本身設計的合理性檢驗、設計參數(shù)及結(jié)構的確定、調(diào)度運行方案的選擇、整體監(jiān)測控制系統(tǒng)的設計和實施、調(diào)控操作規(guī)范的制定等均是需要詳細研究的內(nèi)容，最冇效和節(jié)省投資的方法就是對系統(tǒng)進行調(diào)度管理系統(tǒng)設計，從而揭示系統(tǒng)運行的機理，提出并檢驗各種設計和控制

6、方案。2.3為應急調(diào)度方案的制訂提供技術支撐南水北調(diào)東線一期工程具有多種運行工況，各工況間還存在著工況切換的問題，而且對工況切換有時間要求，多級泵站的自動化運行、與環(huán)路上的閘閥-起控制，使得控制系統(tǒng)更加復雜。況且輸水具有相當大的時間延遲，要了解系統(tǒng)的動態(tài)特性非常困難，所以需要構建全系統(tǒng)水力學仿真模型，研究全系統(tǒng)在各種T況下的動態(tài)水力過渡過程，詳細制定各種丁況下梯級泵站的起泵和停泵操作程序，為應急調(diào)度系統(tǒng)的制定打下基礎。2.4工程安全運行的需要—?般梯級泵站調(diào)水工程屮的輸水渠道調(diào)蓄能力較小，當某級泵站運行機組發(fā)生事故而停機，如果前一級泵站不能在較短的時間內(nèi)緊急停機，那么其

7、繼續(xù)抽來的水量將會抬高該泵站的進水池水位，當水位超過泵站進水側(cè)最高水位時就會造成水淹泵房電機層事故；而后一級泵站會在較短時間內(nèi)將其進水池水位降至最低運行水位而強迫停機，渠道中的水位在短時間內(nèi)變化太大，對其邊坡穩(wěn)定不利。因此，從梯級泵站調(diào)水工程安全，特別是單線輸水系統(tǒng)安全的角度考慮，有必要研究分析梯級泵站正常開機、正常停機、事故停機等不同工況特別是最不利工況下輸水全線的水力過渡過程，因此提出科學合理的調(diào)度方案和建設調(diào)度管理系統(tǒng)是必耍的。2.5保證水資源安全的需要如何在突發(fā)事故的條件下做出快速有效的應急響應，在最短的時間內(nèi)對突發(fā)事件做出準確的