以信息化建设实现集团水电站大坝安全一体化管理

徐金英，胡明庭（.华电电力科学研究院，浙江杭州30030；.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州3）

以信息化建设实现集团水电站大坝安全一体化管理

徐金英1，胡明庭2
（1.华电电力科学研究院，浙江杭州310030；2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州311122）

借助信息化手段，全面收集、整理集团内所有水电站大坝安全管理的相关信息，在此基础上进行深层次的数据分析，给出合理的大坝监测预警信息，以期实现全集团水电站大坝安全一体化管理的目的。

信息化建设；大坝安全；一体化管理；数据分析；预警信息

0 引言

水电站大坝安全直接关系到社会公共安全与人民生命财产安全，已得到了政府和水电站业主的高度重视[1]。随着上世纪八十年代水利电力部水电站大坝安全监察中心的成立，一系列监管监察工作不断开展，显著改善了我国大坝安全状况。然而，相当数量的水电站大坝安全管理技术落后，没有及时跟上整个社会的信息化建设的步伐。基于此，为了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2006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》[2]。自上述两文件发布以来，各发电企业投入了大量人力、物力和财力，积极推动大坝安全信息化建设工作。

近年来，发电企业已开始或正在考虑对水电站实行集中（控制）管理[3]。在大坝安全管理方面，通过组建专门的集中管理组织机构，明确职责划分，从而有效推动了流域水电站大坝安全信息化建设，已实现了流域水电站大坝安全信息管理的有:雅砻江流域[4]；大渡河梯级[5]；清江流域梯级[6]等。然而，现有水电站大坝安全集中管控管理模式主要以流域梯级集控模式为主，尚未出现基于集团层级的一体化集中管控模式。为此，本文以中国华电集团公司（以下简称“华电集团”）构建一体化大坝安全管理系统为例，就如何基于全集团大坝安全信息化建设实现一体化大坝安全管理工作，给出了具体实施思路。

1 集团概述

华电集团是2002年底国家电力体制改革组建的全国性五家国有独资发电企业集团之一，属于国务院国资委监管的特大型中央企业。近年来，华电集团加快电源结构和资产布局优化，大力发展水电和风电，截至2015年底，集团水电总装机超过2500万k W，位列五大发电集团首位。

1.1 集团水电站大坝安全一体化管理必要性分析

截至目前，华电集团已建成水电站128座，单独建有大坝的电站有113个。根据统计，集团所辖电站中配有安全监测设施大坝电站有78个，配有自动化监测系统或部分监测项目装有自动化监测设备的大坝占总数的40%。总结起来，华电集团大坝安全管理工作存在以下问题:大坝量大类多、分布广泛，各电站独立开展大坝安全管理；专业管理及技术人员偏少，安全分析评估能力有待加强等。如何通过建成全集团一体化大坝安全管理系统，提升全集团的大坝安全管理水平，是华电集团亟待解决的关键工作。

1.2 大坝安全信息化建设

为了统筹全集团大坝安全管理，建立健全集团一体化大坝安全管理体系，华电集团于2016年初启动了中国华电集团大坝安全管理系统（简称“华电大坝系统”）建设。华电大坝系统定位为全集团水电站大坝安全管理的统一平台，主要功能是对集团所辖全部水电站以安全监测为主，包括对设备台账、图纸文档、巡检维护、自动监测、人工观测、定检注册等大坝安全信息进行全面管理，并为施工期大坝安全监测管理提供信息化抓手，最终实现全集团所有水电站一体化大坝安全管理。

2 华电大坝系统介绍

2.1 系统架构

系统分成电厂层、分公司层和集团公司层三级架构，电厂部署工作站、客户端和通信服务器各一台，分公司部署通信服务器一台、工作站两至三台，集团公司(水电技术中心)部署通信服务器、W E B服务器、数据库服务器、备份服务器各一台，另外向能源局大坝中心传输数据需部署一台集线器，具体如图1所示。

图1 系统框架结构、网络及服务器部署图

2.2 实施思路

系统建设的主要目的是构建三级安全管理和技术管理的统一平台，规范并优化大坝安全管理各级机构和人员的工作流程与职责，降低基层技术人员的工作强度和难度，提升大坝管理的整体水平，实现集团一体化大坝安全管理理念。不同层级根据职责、权限需开展的工作内容也有所不同，具体的实施思路如下:

（1）电站侧（数据源）

负责水电站大坝监测数据、巡视检查、定检注册等数据资料的录入，包括:日常巡视检查；人工观测；监测设施及监测自动化系统运行、维护管理，保证数据精度；及时准确地录入以上工作相关数据资料；数据审核等。

（2）分公司侧（数据处理和分析）

负责数据的审核、整编和基本的计算分析，包括:数据及资料的对标统计（常用的考核指标有:主要水工建筑物完好率、监测仪器完好率、监测数据缺失率和完整率以及监测自动化系统平均无故障工作时间、有效数据检查率、监测自动化系统运行率、巡视检查完成率、有效巡视检查审核率等[4]）；监测数据的整编和统计分析；对监测项目异常情况及报警数据进行统计和分析；对区域所辖大坝基本状况进行评估分析。

（3）集团侧

负责编制华电集团的大坝安全管理办法，并对各区域公司及电站大坝安全监测运行状态和效果的对标统计和考核；负责华电大坝系统的建设、运行、维护和推广应用；负责集团大坝安全信息的统一对外报送等。

2.3 系统组成

根据华电大坝系统的总体架构和实施思路，确定系统的软件结构采用客户机服务器（C/S）和浏览器服务器（B/S）混合结构。前者用于大坝安全监测信息的分析处理和人工观测数据录入，以满足监测专业人员对一次调用上万条记录的大信息量处理、人机交互灵活和信息处理快速的需求。后者用于集团各大坝安全信息的查询、统计、考核、管理和评价，以满足各级领导和大坝安全相关人员随时随地查询各大坝安全信息和运行状况。

图2 C/S软件结构图

表1 华电大坝集团（B/S）功能架构

3 典型应用

以华电浙江分公司乌溪江水电厂为例，阐述华电大坝系统的实现效果。

3.1 工程概况

浙江华电乌溪江水电厂湖南镇电站是钱塘江上游支流乌溪江流域梯级开发的水力枢纽，工程以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运等综合利用效益。湖南镇大坝为混凝土重力式梯形支墩坝，坝顶高程242m，最大坝高129m。坝顶全长440m，由23个坝段组成，设有5孔坝顶溢洪道和4个深式泄水孔。电站装机5台，总装机容量为320MW。

3.2 大坝安全监测概况

湖南镇水电站大坝安全监测系统包括变形、渗流、环境量等项目，系统运行正常稳定。

3.3 系统展示

3.3.1 C/S软件

（1）软件架构

C/S软件主要包含:软件界面、业务服务功能、数据类型等，如图2所示。

数据层:负责存储监测、水情、气象等大坝安全相关的各类信息和文档资料。

业务逻辑层:业务逻辑层是用户界面层和数据层之间的桥梁，它封装了界面层操作的一组动作逻辑，并对界面层提供操作接口，在一组动作逻辑中，根据逻辑规则，操作流程统一执行数据访问，并保证数据完整性、一致性。

界面层:直接与用户进行交互的部分，负责向用户提供操作的界面，用户通过在界面上的操作，界面层接收到用户的指令后调用逻辑层接口，实现和数据层的互动，完成用户的操作，返回操作结果。

（2）界面展示如图3所示。

3.3.2 B/S系统

（1）功能架构

B/S系统用于展示数据库中的监测数据和各类图像、文件资料，并具备报告上传审核的流程管理功能，见表1。

（2）界面展示如图4所示。

图3 大坝监测数据接入与展示a）大坝外观观测b）大坝渗流观测c）大坝水位观测

图4 大坝监测数据管理与展示a）系统首页b）监测功能界面

4 结语

随着“远程集控、少人维护”管理模式深入推进，华电集团以实现对多数电站大坝的集控管控为目标，通过网络化、信息化远程管理和信息共享等手段，构建统一的大坝安全管理系统，集中专业人员，优化提升集团整体大坝安全管理、安全监测分析等工作，大大降低电站侧的工作量和工作难度，提升工作效率，最终实现全集团水电站大坝安全监测工作的专业化、标准化、简单化、科学化、一体化管理。

[1]沈海尧，蒋波.推进大坝安全信息化建设提高大坝安全管理水平[J].大坝与安全，2007，（5）:7-9.

[2]张春生，王金锋，陈振飞.电力系统大坝运行安全信息化建设进展[C].电力行业信息化优秀论文（2014）:1309-1314.

[3]冯涛，李小伟.流域水电站大坝安全信息化建设特点[J].大坝与安全，2016，（1）:6-8.

[4]聂强，张晓松.以信息化建设推动雅砻江流域大坝安全管理创新[J].大坝与安全，2016，（1）:1-5.

[5]张泽彬，黄会宝，沈定斌.谈谈梯级水电站库坝管理中的科技创新-以大渡河梯级水电站为例[J].水电与新能源，2012，（6）:5-8.

[6]贡建兵.清江流域梯级水电站大坝运行安全管理的实践与探索[J].大坝与安全，2012，（1）:27-31.

Dam Safety Integrated Management of the Power Generation Group with Information Construction

B a s e d on t h e in f ormation tec h nolo g y，t h e collectin g an d or g ani z in g d am s a f ety relate d in f ormation f or all t h e d am s o f t h e p o w er g eneration g rou p are reali z e d b y in f ormation con s truction.Furt h er,d ee p analy s i s i s carrie d out f or d ata analy s i s，d ata minin g an d f ore w arnin g in f ormation.Finally ac h ie v e d t h e d am s a f ety inte g rate d mana g ement o f t h e p o w er g eneration g rou p.

in f ormation con s truction；d am s a f ety；inte g rate d mana g ement；d ata analy s i s；f ore w arnin g in f ormation

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.03.015

T V698

A

2095-3429（2017）03-0056-04

2017-04-17

修回日期：2017-06-13

徐金英（1989-），女，济南人，硕士，工程师，主要从事水利水电工程专业相关研究。

XU Jin-ying1，HU Ming-ting2

（1.Huadian Electric Power Reserch Institute，Hangzhou 310030，China；2.PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited，Hangzhou 311122，China）