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摘 要 论述了水口电站洪水调度仿真系统的原理、作用，并阐述了该系统在水库调度中的应用。
关键词 洪水仿真调度；水库调度；应用
中图分类号：TV122 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0020-02
水电站的水库调度工作十分重要，特别是洪水的调度直接影响电厂的安全和经济效益。洪水仿真调度系统的应用可以帮助水库调度人员对历史的洪水进行仿真调度演练，把握水库流域特点，积累水库调度经验，提高水库调度水平，从而保证水库的经济、安全的运行；调度人员在洪水调度过程中可以根据设置的特征条件搜索查询历史相似洪水过程，借鉴历史洪水调度经验，指导当前实际洪水调度工作。
1 洪水调度仿真系统架构
水口洪水调度仿真系统由数据服务功能模块、调度仿真功能模块、历史相似洪水检索功能模块、洪水资料整编功能模块和人机界面展示功能模块组成，旨在为水库调度提供积累水库调度经验和提高水库调度水平的工具。洪水调度仿真系统架构如图1所示。
图1 洪水调度系统架构图
2 洪水调度仿真系统模块及功能
2.1 数据服务功能模块
本功能模块使用中间件技术实现系统与本地或异地的同构或异构数据源的数据交换。
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。执行中间件的一个关键途径是信息传递。通过中间件，应用程序可以工作于多平台或OS环境。
中间件在逻辑上是独立的，通过数据源客户端API范围数据源系统，负责处理与异构网络和操作系统的通信处理，并最终通过统一的接口向客户端应用系统提供服务。在系统中，客户端直接通过中间件接口访问所需数据，无需关心数据源系统是在本地还是在远程服务器上，也无需关心数据源系统运行的操作系统和所处的网络结构，实现了数据的透明访问。
图2 中间件功能示意图
2.2 調度仿真功能模块
主要功能是根据用户选择的洪号、操作者以及仿真洪水时段间隔等条件读取该场洪水的历史数据，模拟仿真调度。该功能模块提供单时段演练、水位控制演练以及出库流量控制演练等多种方式帮助调度人员对历史洪水进行模拟调度，增强操作者洪水调度的感性认识以及调度经验。
2.2.1 单时段控制
该方式根据每个时段的库水位、尾水位、入库流量、预报入库流量判断下一时段的水库该如何调度、闸门该如何起闭，开度为多少等，最终给出逐时段的出库流量的具体数值；系统根据输入的调度数据，演算调度可能的结果，帮助调度人员作出正确判断。
2.2.2 水位控制
该方式是指操作者设定某时间段所要控制的目标水位值，然后根据水量平衡计算出该时间段内所需要的出库流量值。最终时段末时将水库水位控制到理想值，该模块提供边界条件限制如：出库流量限值、水位过程限值等。
2.2.3 出库流量控制
该方式指的是根据操作者所设定的时间段内发电流量、各闸门的开度计算出该时间段内的出库流量值。用此出库流量推算各时段的库水位，从而了解整个库水位控制过程。
2.3 历史相似洪水检索功能模块
模块可以根据本次洪水起水阶段的基本特征（如降雨量、来水量），设置搜索条件及误差范围，查找历史相似洪水过程，系统支持交叉条件查询；另外系统支持调度人员在历史相似洪水结果集中，根据自己经验判断哪场洪水更接近当前洪水，并以该场洪水为调度演练对象，研究最佳调度方案，从而指导当前洪水的实际调度工作。
图3 相似洪水检索流程图
2.4 洪水资料整编功能模块
主要功能是将各场历史的洪水基础水情数据资料进行整编入库。考虑到时间较久远的水文资料大多没有电子版本，所以系统提供了数据手工录入功能；同时系统还提供了EXCEL表格形式的历史洪水数据直接导入功能；由于水口建立了水调自动化系统，所以近期发生洪水的水情资料，可以由数据导入模块直接进行数据读取导入。
2.5 人机界面展示功能模块
主要功能是以列表或图形的方式展示数据。图形基于ActiveX控件技术，ActiveX是Microsoft对于一系列策略性面向对象程序技术和工具的称呼，其中主要的技术是组件对象模型（COM）ActiveX 控件是一种可重用的软件组件，通过使用 ActiveX控件，可以很快地在网址、台式应用程序、以及开发工具中加入特殊的功能。
3 应用实例
在“20130508洪水”退水段调度过程中，调度人员按照同时满足“水口洪峰、土壤湿润程度、降雨中心、降雨天数”四个条件进行历史洪水资料检索，搜索出“19940426洪水”满足要求。调度人员依据当时的实时洪水预报结果和参考“19940426洪水”退水段流量过程进行“20130608洪水”退水段调度，并用该系统的出库流量控制模块推算各时段的库水位，成功将库水位回蓄至规定的64.50米，保证水库的经济、安全的运行。
4 结束语
本文介绍的水口电站洪水仿真调度系统已经投入运行，该系统作为水口水调自动化系统的一个补充功能软件系统，实际使用后对水库调度人员把握水库流域特点，积累水库调度经验，提高水库调度水平很有帮助。
参考文献
[1]陈防震.GIS技术在龙河口水库洪水预报中的应用[J].科技资讯，2011（21）.
作者简介
陈福强（1970-），男，福建福清人，工程师，从事水库调度工作。
陈春英（1977-），女，福建闽清人，工程师，从事水库调度工作。
关键词 洪水仿真调度；水库调度；应用
中图分类号：TV122 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0020-02
水电站的水库调度工作十分重要，特别是洪水的调度直接影响电厂的安全和经济效益。洪水仿真调度系统的应用可以帮助水库调度人员对历史的洪水进行仿真调度演练，把握水库流域特点，积累水库调度经验，提高水库调度水平，从而保证水库的经济、安全的运行；调度人员在洪水调度过程中可以根据设置的特征条件搜索查询历史相似洪水过程，借鉴历史洪水调度经验，指导当前实际洪水调度工作。
1 洪水调度仿真系统架构
水口洪水调度仿真系统由数据服务功能模块、调度仿真功能模块、历史相似洪水检索功能模块、洪水资料整编功能模块和人机界面展示功能模块组成，旨在为水库调度提供积累水库调度经验和提高水库调度水平的工具。洪水调度仿真系统架构如图1所示。
图1 洪水调度系统架构图
2 洪水调度仿真系统模块及功能
2.1 数据服务功能模块
本功能模块使用中间件技术实现系统与本地或异地的同构或异构数据源的数据交换。
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。执行中间件的一个关键途径是信息传递。通过中间件，应用程序可以工作于多平台或OS环境。
中间件在逻辑上是独立的，通过数据源客户端API范围数据源系统，负责处理与异构网络和操作系统的通信处理，并最终通过统一的接口向客户端应用系统提供服务。在系统中，客户端直接通过中间件接口访问所需数据，无需关心数据源系统是在本地还是在远程服务器上，也无需关心数据源系统运行的操作系统和所处的网络结构，实现了数据的透明访问。
图2 中间件功能示意图
2.2 調度仿真功能模块
主要功能是根据用户选择的洪号、操作者以及仿真洪水时段间隔等条件读取该场洪水的历史数据，模拟仿真调度。该功能模块提供单时段演练、水位控制演练以及出库流量控制演练等多种方式帮助调度人员对历史洪水进行模拟调度，增强操作者洪水调度的感性认识以及调度经验。
2.2.1 单时段控制
该方式根据每个时段的库水位、尾水位、入库流量、预报入库流量判断下一时段的水库该如何调度、闸门该如何起闭，开度为多少等，最终给出逐时段的出库流量的具体数值；系统根据输入的调度数据，演算调度可能的结果，帮助调度人员作出正确判断。
2.2.2 水位控制
该方式是指操作者设定某时间段所要控制的目标水位值，然后根据水量平衡计算出该时间段内所需要的出库流量值。最终时段末时将水库水位控制到理想值，该模块提供边界条件限制如：出库流量限值、水位过程限值等。
2.2.3 出库流量控制
该方式指的是根据操作者所设定的时间段内发电流量、各闸门的开度计算出该时间段内的出库流量值。用此出库流量推算各时段的库水位，从而了解整个库水位控制过程。
2.3 历史相似洪水检索功能模块
模块可以根据本次洪水起水阶段的基本特征（如降雨量、来水量），设置搜索条件及误差范围，查找历史相似洪水过程，系统支持交叉条件查询；另外系统支持调度人员在历史相似洪水结果集中，根据自己经验判断哪场洪水更接近当前洪水，并以该场洪水为调度演练对象，研究最佳调度方案，从而指导当前洪水的实际调度工作。
图3 相似洪水检索流程图
2.4 洪水资料整编功能模块
主要功能是将各场历史的洪水基础水情数据资料进行整编入库。考虑到时间较久远的水文资料大多没有电子版本，所以系统提供了数据手工录入功能；同时系统还提供了EXCEL表格形式的历史洪水数据直接导入功能；由于水口建立了水调自动化系统，所以近期发生洪水的水情资料，可以由数据导入模块直接进行数据读取导入。
2.5 人机界面展示功能模块
主要功能是以列表或图形的方式展示数据。图形基于ActiveX控件技术，ActiveX是Microsoft对于一系列策略性面向对象程序技术和工具的称呼，其中主要的技术是组件对象模型（COM）ActiveX 控件是一种可重用的软件组件，通过使用 ActiveX控件，可以很快地在网址、台式应用程序、以及开发工具中加入特殊的功能。
3 应用实例
在“20130508洪水”退水段调度过程中，调度人员按照同时满足“水口洪峰、土壤湿润程度、降雨中心、降雨天数”四个条件进行历史洪水资料检索，搜索出“19940426洪水”满足要求。调度人员依据当时的实时洪水预报结果和参考“19940426洪水”退水段流量过程进行“20130608洪水”退水段调度，并用该系统的出库流量控制模块推算各时段的库水位，成功将库水位回蓄至规定的64.50米，保证水库的经济、安全的运行。
4 结束语
本文介绍的水口电站洪水仿真调度系统已经投入运行，该系统作为水口水调自动化系统的一个补充功能软件系统，实际使用后对水库调度人员把握水库流域特点，积累水库调度经验，提高水库调度水平很有帮助。
参考文献
[1]陈防震.GIS技术在龙河口水库洪水预报中的应用[J].科技资讯，2011（21）.
作者简介
陈福强（1970-），男，福建福清人，工程师，从事水库调度工作。
陈春英（1977-），女，福建闽清人，工程师，从事水库调度工作。