CN113408861A - 一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：包括工程数据采集模块、实时配水方案制定与指令模块、数据处理模块，用户管理模块；本发明通过实测数据的接入，实现引调水工程配水方案的数值化，以数字化指令信息模拟代替人工手动操作，实现配水方案的快速制定与实施，并且通过对调度指令、监测数据的管理，有效提升了工程运行管理效率，并利用滤波模型实现干扰数据的剔除，数据可存储、可查询，提升数据的处理效率。

Description

一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台
技术领域
本发明涉及水利工程引调水系统控制信息化领域，具体涉及一种重力流引调水工程调度方案实时制定及实施的应用系统，主要适用于水利工程引调水系统配水方案信息化管理。
背景技术
引调水工程作为解决水资源分布和分配不平衡的重要工程措施，其配水方案的合理性、可靠性、及时性是其效率的重要体现。但配水方案的选择涉及水利、机械、控制理论等多学科系统性的分析工作，技术含量高，对工程运行管理人员而言，技术难度较高。现有引调水工程控制技术多为工程运行数据的采集与存储，不涉及调度方案的优选与控制，实际工程运行过程中遇到需要进行调度时，多为人工手动操作，自动化程度不高，特别是多用户、多目标的引调水工程，需要反复调整，不仅费时费力，而且最终效果也可能无法满足需求，影响工程效益的发挥。
发明内容
本发明的目的是：针对上述存在的问题，提供一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台。
本发明所采用的技术方案是：一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：包括工程数据采集模块、实时配水方案制定与指令模块、数据处理模块，用户管理模块；
所述工程数据采集模块读取水库、管道、设备的实时数据，以及对所述实时数据的滤波处理，获取工程实时边界数据信息，包括实时水位、压力等，传输至实时配水方案制定与指令模块；
所述实时调度方案制定与指令模块负责配水方案稳态计算、调节过程中过渡过程状态计算、配水方案发布，结合配水目标数据，实现配水方案模拟及优选，进行配水方案制定与向被调控设备的信息传递；
所述数据处理模块用于实时监测数据、模拟计算数据、配水方案及指令的存储、计算与监测数据的对比、方案优化等；
所述用户管理模块显示用户信息、权限、数据，用于为平台管理员提供报表、监视数据。
作为本技术方案的一种优选技术方案，所述数据滤波处理采用二阶滤波器，其算法表达式如下：
y＝G(s)x
G(s)为二阶滤波器的传递函数，当实时采用信号x经过滤波后得到信号y，并将y存储于所述数据处理模块中。
作为本技术方案的一种优选技术方案，所述工程数据采集模块、实时调度方案制定与指令模块、数据处理模块之间数据实现关联，快速匹配调控目标、系统实时数据，有助于提高方案制定效率。
作为本技术方案的一种优选技术方案，所述实时调度方案制定与指令模块中，配水方案的快速制定依据以下算法：
S0201：根据目标配水方案用全系统数值模型计算出所有可调节设备的稳定状态，每个配水方案目标流量对应系统中指定设备的调节参数，并通过调度指令一次性调节到位，基本模型如下：
Q＝f(τ1,τ2,τ3…)
其中，Q为目标流量，τ1、τ2、τ3……为系统中不同阀门对应开度。
S0202：根据系统实测数据偏差及波动情况，进行开度微调。
作为本技术方案的一种优选技术方案，所述步骤S0201中，流量与开度对应关系可预先计算保存于数据处理模块中。
作为本技术方案的一种优选技术方案，所述步骤S0201中，流量与开度对应关系可根据工程数据采集模块实测数据存储在数据处理模块中。
作为本技术方案的一种优选技术方案，通过所述用户管理模块，权限管理员能指定任意部位的压力、流量监测、计算数据显示。
本技术方案的应用于水利工程引调水系统实时配水方案控制，也可用于其他配水方案的制定。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、本发明的引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，通过实测数据的接入，实现引调水工程配水方案的数值化，以数字化指令信息模拟代替人工手动操作，实现配水方案的快速制定与实施。
2、本发明的引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，通过对调度指令、监测数据的管理，有效提升了工程运行管理效率，并利用滤波模型实现干扰数据的剔除，数据可存储、可查询，提升数据的处理效率。
附图说明
图1为本发明实施例的整体模块框图。
图2为实施例的平台结构示意图。
图3为实施例的目标流量微调框图。
图4为实施例配水方案实施流量变化过程。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示，本实施例提供一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台系统，包括工程数据采集模块S01、实时配水方案制定与指令模块S02、数据处理模块S03、用户管理模块S04。工程数据采集模块S01，利用二阶滤波器将数据传输至实时配水方案制定与指令模块S02用于配水方案模拟，工程数据采集模块S01、实时配水方案制定与指令模块S02数据传输至数据处理模块S03用于数据存储，用户管理模块S04可对数据处理模块S03中数据进行查询、监视操作。
本实施例中，工程数据采集模块S01采集的数据包括上库水位(39.44m)、水厂1水位(0.00m)、水厂2水位(0.00m)、水厂3水位(4.00m)、水厂1的调流阀开度(0.18)、水厂2的调流阀开度(0.32)、水厂3的调流阀开度(0.36)、水厂1的调流阀阀前压力(37.86m)、水厂2的调流阀阀前压力(37.89m)、水厂3的调流阀阀前压力(35.84m)、水厂1的调流阀阀后压力(0.00m)、水厂2的调流阀阀后压力(0.00m)、水厂3的调流阀阀后压力(4.00m)。
本实施例中，实时配水方案制定与指令模块S02所确定的配水目标为水厂1流量(4000m3/h)、水厂2流量(2500m3/h)、水厂3流量(2500m3/h)，根据流量-开度的确定的一次调节开度S0201分别为水厂1的调流阀开度(0.27)、水厂2的调流阀开度(0.26)、水厂3的调流阀开度(0.29)。进行目标流量微调S0202。
本实施例中，对工程数据采集模块S01、实时配水方案制定与指令模块S02的数据在数据处理模块S03进行存储。
本实施例中，平台管理员监测数据用户管理模块S04读取数据处理模块S03，并实时显示。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：包括工程数据采集模块、实时配水方案制定与指令模块、数据处理模块，用户管理模块；
所述工程数据采集模块读取水库、管道、设备的实时数据，以及对所述实时数据的滤波处理，获取工程实时边界数据信息，传输至实时配水方案制定与指令模块；
所述实时调度方案制定与指令模块负责配水方案稳态计算、调节过程中过渡过程状态计算、配水方案发布，结合配水目标数据，实现配水方案模拟及优选，进行配水方案制定与向被调控设备的信息传递；
所述数据处理模块用于实时监测数据、模拟计算数据、配水方案及指令的存储与处理；
所述用户管理模块显示用户信息、权限、数据，用于为平台管理员提供报表、监视数据。
2.根据权利要求1所述的一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：所述数据滤波处理采用二阶滤波器，其算法表达式如下：
y＝G(s)x
G(s)为二阶滤波器的传递函数，当实时采用信号x经过滤波后得到信号y，并将y存储于所述数据处理模块中。
3.根据权利要求1所述的一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：所述工程数据采集模块、实时调度方案制定与指令模块、数据处理模块之间数据实现关联，快速匹配调控目标、系统实时数据，有助于提高方案制定效率。
4.根据权利要求1所述的一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：所述实时调度方案制定与指令模块中，配水方案的快速制定依据以下算法：
S0201：根据目标配水方案用全系统数值模型计算出所有可调节设备的稳定状态，每个配水方案目标流量对应系统中指定设备的调节参数，并通过调度指令一次性调节到位，基本模型如下：
Q＝f(τ1,τ2,τ3…)
S0202：根据系统实测数据偏差及波动情况，进行开度微调。
5.根据权利要求4所述的一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：所述步骤S0201中，流量与开度对应关系可预先计算保存于数据处理模块中。
6.根据权利要求4所述的一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：所述步骤S0201中，流量与开度对应关系可根据工程数据采集模块实测数据存储在数据处理模块中。
7.根据权利要求1所述的一种实现重力流引调水工程实时调度方案的技术和应用平台，其特征在于：通过所述用户管理模块，权限管理员能指定任意部位的压力、流量监测、计算数据显示。
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