项目名称推荐单位意见.PDFVIP

一、项目名称 金沙江下游梯级水电站“调控一体化”控制系统研究及工程应用 二、推荐单位意见 “调控一体化”是实现梯级水电站防洪、发电、航运综合优化调 度，提高水电站安全运行管理水平和综合效益的重要举措，其控制系 统是实现“调控一体化”的重要技术手段。该项目深入研究了巨型梯 级水电站“调控一体化”远程控制运行出现的高可靠、高实时、海量 数据的采集、传输与处理以及复杂防洪、航运、发电约束条件下梯级 水电站运行与控制等问题。以安全、可靠、高效为目标，采用理论分 析、模拟测试和真机验证相结合的方法，提出了梯级水电站“调控一 体化”运行模式、控制系统架构及控制方法，首创了无主从、广域分 层分布、多重不对称冗余等高可靠性控制系统架构；实现了基于集群 的远程数据通信系统架构，成功解决了巨型梯级水电站海量小包数据 高速竞争传输的可靠性及实时性问题；创建了面向对象智能报警的模 型和方法，显著提升海量数据环境下的报警效率；提出了复杂运行边 界条件下梯级水电站远程安全运行与控制的理论和方法，有效解决了 水电站发电运行工况剧烈变化对下游航运安全影响的难题。成果在梯 级水电站控制系统理论与方法取得重要突破，获省部级科技进步一等 奖4 项，二等奖2 项，出版专著3 部，发表论文168 篇，获专利授权2 项，软件著作权20 项。研究成果已在金沙江下游、吉林白山、黄河上 游、五凌跨流域等梯级水电站得到应用，为我国梯级水电站安全、稳 定、高效运行和“调控一体化”提供技术支撑，取得了显著的社会效 益和经济效益。 推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。 1 三、项目简介 为了水能的高效利用，我国建设了一系列大型水电基地，实现了 流域梯级滚动开发，并实现了梯级水电站远程集中控制、现地无人值 班、少人值守。梯级水电站工程具有电站装机容量大、机组台数多、 广域分布、时空关联等特点，属于典型的高可靠性、高实时性、复杂 边界条件、广域时空分布耦合的复杂系统控制问题，安全控制难度和 复杂性前所未有，极易出现因数据采集或控制策略偏差而导致盲控、 误控、失控等安全事故。开展梯级水电站“调控一体化”控制系统研 究，对于保障流域梯级水电站的安全和高效运行具有重要的现实意义 和科学价值。 本项目以现代自动控制、网络通信、集散控制、可靠性设计、运 筹学为理论基础，以保障梯级水电站安全、高效运行及“调控一体化” 为目标，取得了一系列创新性成果。 （1）提出了梯级水电站“调控一体化”运行模式、控制系统架构 及控制方法。深入研究了“调控一体化”运行模式下梯级水电站的控 制规律和关键技术，创建了无主从、广域分层分布、多重不对称冗余 等高可靠性控制系统的软件、硬件及功能设计新架构，首创研制了无 主从、开放控制系统软件平台，奠定了“调控一体化”梯级水电站现 代控制系统的理论基础。 （2 ）提出了基于集群的高可靠性、高性能远程数据通信系统架构 和设计方法。创建的四重冗余服务器多通道非对称集群通信架构、通 道间互检互校、多规约冗余、通信双缓存、单边通信点表、通信包标 识与事件补传等技术，完善了梯级水电站远程控制通信系统可靠性设 计的理论和方法，显著提高了系统可靠性和通信效率，开发了远程数 据通信软件包，通信能力提升约10 倍，成功解决了远程控制系统中海 2 量小包数据高速竞争传输的可靠性及实时性问题，传输数据完整率和 正确率达 100%，为梯级水电站远程控制及安全运行奠定了坚实的基 础。 （3 ）创建了海量数据处理与面向对象智能报警的模型和方法。系 统研究了梯级水电站海量报警信息的规律和内在特性，创建了面向对 象智能报警数学模型，结合相关量分析、逻辑闭锁和组报警等技术， 提出了有效甄别机组开机、停机等过程信号的方法，自动识别事故源 信号，开发了面向对象的智能报警平台软件，提高报警效率90% 以上， 显著提高了海量数据环境下电站事故处理能力。 （4 ）提出了复杂运行边界条件下梯级水电站远程安全运行与控制 的理论和方法。深入研究梯级水电站多重上级调度、防洪-发电-航运耦 合、水与电时空耦合等复杂边界条件及运行规律，提出了复杂上级调 度环境下梯级水电站远程自动发电控制模型和自适应调节算法，实现 了远程自动发电控制及梯级联合优化控制；首创发电-航运安全实时联 合控制方法与策略，开发实时联合控制软件，解决了水