国电海南大广坝发电有限公司水情测报系统升级改造 技术协议
闸门工况以及大坝水情等实现实时在线监视和整合。
i) 数据编辑：提供人工录入数据整编界面，实现人工录入数据的整编以及自动采集数据的整编。
j) Web数据查询：通过web发布软件以Web方式发布实时水雨情、预报成果等信息。
k) 基本资料：提供各种曲线、调度规则、历史运行资料等的查询。
l) 优化调度：根据预报成果实现短期发电优化调度，根据中长期预报成果制定中长期调度计划指导生产，以提高水能利用率。利用报表编辑器实现相关报表的自动或手动生成。
m) 数据交换：与电厂信息中心实现信息的交换，同时预留不同接口，以备将来企业的发展需要。
n) 会商系统：可手动修改洪水预报过程或库水位变化过程等，对大洪水等关键事件实现系统会商。
o) 系统管理：对系统进行权限级别设置，不同权限的人员只能在各自权限范围内实施操作。所有关键部件运行和关闭以及报警设置等均实施加密控制等。 2.1.3.2 中心站设备清单
由于大广坝水情自动测报系统经过多次改造，中心站硬件设备已经趋于完善，故本次只需为中心站添配与GSM（GSM/GPRS）通信方式有关的硬件设施、1台服务器以及部分软件的开发。中心站设备清单如下表2.1-2。
表2.1-2 中心站设备一览表
序号 一 1 2 3 4 二 1 2 硬件 服务器 GSM/GPRS通信模块 稳压电源（12V） 安装配件及线缆 软件 洪水预报 优化调度 设备名称 单位 台 台 台 批 套 套 数量 1 1 1 1 1 1 备注 21
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2.1.3.3 中心站主要设备选型及性能
a) 服务器
本系统服务器选用HP DL388p Gen8。该产品性能指标完全满足询价书要求。其主要性能参数如下：
产品类别：2U机架式
CPU：四核Intel Xeon E5506处理器(四核 1.8 GHz,10MB共享三级缓存,80W) 内存：4GB (1x4GB)PC3L-10600R寄存式低电压内存，最大支持24个DDR3内存插槽(单C使用一半插槽），最多768GB内存
硬盘：HP 300GB 6G SAS 10K rpm SFF (2.5-inch) SC 热插拔硬盘 光驱：HP 12.7mm Slim SATA DVD ROM JackBlack 光驱 网卡：4端口千兆网卡
扩展槽：3个PCI-Express3.0扩展槽
b) GSM/GPRS通信模块 同2.1.2节第b)条。
c) 稳压电源
中心站接收数据稳压电源选用广东省顺德顺和通信设备厂有限公司生产的SD1732基地台电源，该电源专为基地台通信设备直流供电而设计，质量较好，故障率低，输出过流、过压保护，电池过放电保护，停电自动切换成电瓶供电，自然冷却，适宜于长时间
不间断运行。中南院在所有承建的工程中均选用该产品，效果良好。产品性能参数如下：
输入电压：单相AC220V±10％50Hz±5Hz 或三相AC380V±10％50Hz+5Hz 稳压性能：电压调整率≤0.05％ 负载调整率≤0.05％ 纹波有效值≤0.05％
温度系数：300PPM/℃(典型值)
输出电压：固定式，连续可调式(0-额定值)
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工作时间：长期连续工作 环境温度：-20℃-+40℃ 相对湿度：<90％
2.2 水调自动化系统升级改造技术要求
2.2.1 洪水预报方案部署
2.2.1.1 水情预报方案编制原则
根据询价书，本次系统升级改造包含洪水预报系统软件的开发和入库洪水预报方案的编制。
中南院将根据大广坝坝址及以上流域的实际情况进行该电站水情预报方案编制，水情预报方案配置具体遵循以下原则和要求：
a) 水情预报方案符合该流域水文气象特性和降雨洪水特性； b) 根据实际情况，合理进行单元流域划分和预报模型选定；
c) 设置不同预见期方案，做到长短结合，层层设防，逐步校正，提高精度； d) 采用滚动预报方式，对洪水全过程提供预报。
e) 方案配置上，分析多种洪水预报方法和预报模型进行预报计算，交互处理以及与历史洪水（含插补、推算资料）进行对比分析；
f) 预报方案应包括不同预见期的洪水期、枯水期预报方案；
g) 每种预见期的预报方案，在条件具备的情况下可有两个或两个以上的方案作为对照，互相参考方案。
h) 预报精度和有效预见期满足符合《水文情报预报规范》(GB/T22482-2008)的相应条款要求等。
2.2.1.2 降水径流特性及洪水传播时间
大广坝以上流域属于大陆性热带岛屿气候，西太平洋及南海生成的热带气旋影响是造成本流域暴雨洪水的主要天气系统。暴雨强度大、雨量多、历时长、范围广。同时，受本流域内多山的地理特性影响，暴雨分布极不均匀，其中库区支流南巴水、南浇水上游的天池、三派为常见的暴雨高值区。
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大广坝坝址及以上流域面积为3498km2，本流域洪水具有明显的山区性河流洪水特点：汇流速度快，暴涨暴落。一般全流域性的大洪水主峰涨水过程为5~8h左右，而暴雨中心在库区时涨水过程则更短。一次洪水过程历时一般为2~5天。 2.2.1.3 预报方案总体部置
大广坝水情自动测报系统始建于1994年4月，2006年曾升级改造过一次，期间洪水预报模型分别采用过新安江模型和坦克模型（亦称水箱模型），并在实际作用中取得了较好的预报成果，表明新安江模型和水箱模型在本流域的水文模拟中是适用的，因此，本次系统升级改造预报方案部署仍初步选用三水源新安江模型等。采用水情自动测报系统建成后所采集的较完整的水雨情资料，基于原模型的参数，通过模型局部改进和参数调试，提高预报方案的精度。
在编制预报方案时，将评定精度高和使用效果好的方案作为骨干方案，其他作为一般或辅助方案，切实保证预报精度。相应方案实现滚动预报和连续预报，以获得各长度预见期预报成果，做到层层设防，以满足电站日常运行和安全防洪及优化调度等的需要。
a) 预报方案部署
在大广坝电站上游建有一座装机容量较小的友谊电站，泄水闸门为水力自控翻板式（俗称活动坝），当库水位达到一定值时, 闸门自动启动，具有一定的调蓄作用。友谊电站集水面积内有什运、公馆、毛阳、通什、毛瑞、毛枝等雨量站。友谊电站的调蓄作用显著地改变了下游大广坝水库的天然来水情况，使其控制流域范围内的天然来水至大广坝库区的汇流过程在时间上向后推移，且中、高流量集中，特别是当上游发生较大降雨时，友谊电站的最大下泄流量约占大广坝水库入库洪峰流量的70%。此外, 大广坝流域洪水主要由台风雨形成，而台风雨登陆大广坝流域路径的不同,会造成流域内各子区域降雨强度分布不均匀，形成不同的暴雨中心。上游暴雨中心主要在公馆一带,降雨影响面积较小，加上河道汇流的平坦作用，往往形成的洪峰流量较小；下游暴雨中心主要在三派与天池一带，常造成流域普降暴雨，局部地区特大暴雨。因此，此次大广坝水库洪水预报方案的部署将充分考虑友谊电站对下游来水的调蓄作用和暴雨中心对入库洪水的影响。具体部署如下：
鉴于系统友谊站位于友谊电站下游，为其出库控制站，且大广坝电站目前并没有获取友谊电站的库水位变化信息，因此，大广坝入库洪水预报方案总体布置采用全流
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域降雨径流预报方案，即利用大广坝坝址及以上流域所有雨情信息部署电站入库洪水降雨径流预报方案，方案预见期平均为5～8h。在发生大洪水时，友谊电站的调蓄作用基本可以忽略，此时可用出库量代替入库量。因此，在大洪水期间，可以首先利用友谊电站坝址以上水雨情信息组建友谊入库洪水预报方案，然后以友谊入库预报成果作为上游来水，结合友谊坝下～大广坝坝上区间降雨径流预报，组建大广坝入库洪水混合降雨径流预报方案，以获取大广坝入库洪水较长预见期预报成果。
以上方案参数率定时，充分考虑暴雨中心位置对洪水的影响，必要时可分暴雨中心进行洪水预报方案多套预报参数的率定。
中南院在为电站制作预报方案时，将通过滚动预报的实现以弥补河道传播时间短的不足，以获得不同长度预见期的预报成果，同时加入实时校正方案，切实做到层层设防，切实保证预报精度。此外，中南院开发的预报软件已经集成了模型参数自动率定功能，模型参数自动率定的原理主要为遗传算法（Genetic Algorithm）。遗传算法是一类借鉴生物界的进化规律（适者生存，优胜劣汰遗传机制）演化而来的随机化搜索方法。它由美国的J.Holland教授1975年首先提出，其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方法，能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确定的规则。它是现代有关智能计算中的关键技术。
另外，预报方案制作还将考虑短期天气影响，提供预估雨量预报计算模块，通过人工输入未来降水过程等影响因素，以获取更长预见期，满足电站安全运行和优化调度等的综合要求。
b) 预报模型
1）三水源新安江降雨径流预报模型
三水源新安江模型是概念性模型，其产汇流模型均以物理成因为基础，概念清晰，其分散性的结构适于模拟降雨分布不匀、下垫面情况各异的流域。该模型使用方便，精度较高，在我国湿润和半湿润地区的水文模型和预报中有着广而有效的应用。本流域地处南方湿润地区，土层较厚，植被良好，满足新安江模型的应用条件。由于大广坝及以上流域面积较大、分布较广，可以选用具有分散性结构的三水源新安江模型。
分散性结构的三水源新安江模型按流域形状，考虑流域内地形、地貌、下垫面等条件的变化，将区间流域按等流时线的概念划分成若干个汇流时间基本相等的子河段。
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