国家互联网信息办公室准许从事互联网新闻信息服务业务的网站 互联网新闻信息服务许可证 编号:10120170019
   
         
 
 
         

“智能医生”问诊巨型水电站

第5119期 新闻版   出版日期:2022-07-14

  □本报记者 杨莹 通讯员 雷蕾 牛广利


  给大型水电站做一次“全身体检”需要多久?答案是:5分钟!


  在溪洛渡水电站,工作人员轻轻一点鼠标,就“指挥”着大坝安全监测自动化系统在5分钟内完成了7000多台监测仪器的巡回测量与异常分析工作。在此前,这项工作需要近20人的专业班组耗费1周才能完成。


  破解水电站安全监测技术瓶颈


  传统水电站工程安全监测主要以人工观测为主,少量开展了监测自动化系统建设的水电站,大多采用RS485总线“轮询访问”的采集传输方式,传输速率慢、采集稳定性不佳;采用进口的采集设备,维护服务和技术支持受限。


  针对行业现状与难点痛点,长江科学院工程安全监测研究团队持续开展科研攻关与产品研发,基于物联网技术研制了安全监测自动化成套设备及智能传感器,并开发了大坝安全监测数据管理及分析云服务系统,实现了大坝安全信息的智能感知、开放物联与智慧应用,形成了大坝安全智能监控软硬件一体化解决方案。


  基于物联网技术,自主研发安全监测智能采集终端,集成基于谱分析算法的振弦仪器频率信号智能采集技术,实现了稳定可靠的监测数据采集感知;同时,构建了分布式、多级连接的网络结构型式与物联网采集平台,实现了并行通讯与同步采集模式,大幅提高了大型安全监测自动化系统的采集稳定性和响应速度。另外,开发安全监测信息管理与监控预警系统,实现了采集、管理、整编、分析与监控预警全业务应用,能够为水电站运行安全提供信息化支撑和决策支持平台。


  工程安全稳定运行的“耳目”


  溪洛渡水电站是世界首座千万千瓦级高拱坝水电站,具有“河谷窄、高拱坝、孔口多、泄洪功率大,高边坡、大跨度地下洞室群”等特点。水电站在建设期就安装了近万支各类传感器,随着安全监测自动化系统的不断建设,目前已建成1个中心管理站、3个监测管理站、83个监测站,累计安装各类采集设备397台,接入安全监测测点7720个,是国内已建成规模最大的基于以太网组网的安全监测自动化系统。


  安全监测“三分看设备、七分靠施工”,施工质量往往是安全监测自动化系统能否成功的关键。溪洛渡水电站作为世界级高拱坝,工程规模大、监测仪器种类繁多、监测点位布置分散,监测自动化系统的建设难度远高于普通电站,尤其是溪洛渡所采用的安全监测自动化系统还没有过如此大规模的应用,因此更需要严格管控施工质量。


  针对溪洛渡振弦式仪器占比较多的特点,研发团队创新应用振弦仪器频率信号智能采集技术,实现了稳定可靠的监测数据采集感知;针对仪器种类繁多,并已埋设了近十年,部分仪器参数可能发生了变化,研发团队要求对每支仪器都进行详细测试、标定检验和编号归类后才能接入系统,确保分析结果精准可靠;大坝基础廊道没有电梯直达,只能通过近50米高的狭窄步梯到达,建设者们不打折扣,通过“蚂蚁搬家”的方式将检验仪器设备搬运到测站,确保所有测点检验测试合格接入系统。


  2017年5月至10月,在系统正式实施之前,为确保自主研发设备的性能和稳定性,进行了首台设备应用示范和耐久性测试。长达半年的测试显示,长江科学院自主研发设备在测量准确度、测量速度、通信的稳定性和速度以及易用性等方面均优于市面常规设备。


  2019年6月17日,四川宜宾市长宁县发生6.0级地震,溪洛渡水电站震感明显。地震发生时,溪洛渡水电站安全监测信息管理系统实时接收强震监测信息,通过判别实测峰值加速度大于系统预设阈值,自动化系统立即启动了系统巡测预案,实时获取地震期间大坝安全监测数据,为震后大坝安全状态分析评价提供了有力的数据支撑。实践证明,安全监测自动化系统能在地震突发、水位骤升骤降等情况下,发挥有效的实时监控预警作用,成为了溪洛渡水电站工程安全稳定运行的“耳目”。


  为大国重器安全稳定运行保驾护航


  2020年11月,溪洛渡水电站安全监测自动化系统开始投入试运行。经过为期一年多的试运行考核,各项评估指标远高于规范标准要求。


  “相关智能采集终端具备通道复用功能,实现了振弦、差阻、电流、电压等多种类型监测仪器的统一接入,便于后期维护。”长江科学院工程安全所监测系统集成技术研究室主任韩笑介绍。内置的监测仪器智能诊断技术,可以有效判别仪器状态,进一步提高了监测数据的准确率,能够实现实时监控预警;软件系统集成水情气象系统、地震监测系统、GNSS系统等多个相关业务系统,实现了采集、管理、整编、分析与监控预警全业务应用,为工程运行安全提供了信息化支撑平台。


  溪洛渡水电站安全监测自动化系统正作为样板进行推广应用,向家坝、乌东德、白鹤滩等巨型水电站,丹江口水利枢纽、大藤峡水利枢纽、珠三角水资源配置工程等国家重点水利工程,同样将这位可靠的“智能医生”植入工程建设及运行中,为“大国重器”的安全稳定运行保驾护航。



  □本报记者 杨莹 通讯员 雷蕾 牛广利
  给大型水电站做一次“全身体检”需要多久?答案是:5分钟!
  在溪洛渡水电站,工作人员轻轻一点鼠标,就“指挥”着大坝安全监测自动化系统在5分钟内完成了7000多台监测仪器的巡回测量与异常分析工作。在此前,这项工作需要近20人的专业班组耗费1周才能完成。
  破解水电站安全监测技术瓶颈
  传统水电站工程安全监测主要以人工观测为主,少量开展了监测自动化系统建设的水电站,大多采用RS485总线“轮询访问”的采集传输方式,传输速率慢、采集稳定性不佳;采用进口的采集设备,维护服务和技术支持受限。
  针对行业现状与难点痛点,长江科学院工程安全监测研究团队持续开展科研攻关与产品研发,基于物联网技术研制了安全监测自动化成套设备及智能传感器,并开发了大坝安全监测数据管理及分析云服务系统,实现了大坝安全信息的智能感知、开放物联与智慧应用,形成了大坝安全智能监控软硬件一体化解决方案。
  基于物联网技术,自主研发安全监测智能采集终端,集成基于谱分析算法的振弦仪器频率信号智能采集技术,实现了稳定可靠的监测数据采集感知;同时,构建了分布式、多级连接的网络结构型式与物联网采集平台,实现了并行通讯与同步采集模式,大幅提高了大型安全监测自动化系统的采集稳定性和响应速度。另外,开发安全监测信息管理与监控预警系统,实现了采集、管理、整编、分析与监控预警全业务应用,能够为水电站运行安全提供信息化支撑和决策支持平台。
  工程安全稳定运行的“耳目”
  溪洛渡水电站是世界首座千万千瓦级高拱坝水电站,具有“河谷窄、高拱坝、孔口多、泄洪功率大,高边坡、大跨度地下洞室群”等特点。水电站在建设期就安装了近万支各类传感器,随着安全监测自动化系统的不断建设,目前已建成1个中心管理站、3个监测管理站、83个监测站,累计安装各类采集设备397台,接入安全监测测点7720个,是国内已建成规模最大的基于以太网组网的安全监测自动化系统。
  安全监测“三分看设备、七分靠施工”,施工质量往往是安全监测自动化系统能否成功的关键。溪洛渡水电站作为世界级高拱坝,工程规模大、监测仪器种类繁多、监测点位布置分散,监测自动化系统的建设难度远高于普通电站,尤其是溪洛渡所采用的安全监测自动化系统还没有过如此大规模的应用,因此更需要严格管控施工质量。
  针对溪洛渡振弦式仪器占比较多的特点,研发团队创新应用振弦仪器频率信号智能采集技术,实现了稳定可靠的监测数据采集感知;针对仪器种类繁多,并已埋设了近十年,部分仪器参数可能发生了变化,研发团队要求对每支仪器都进行详细测试、标定检验和编号归类后才能接入系统,确保分析结果精准可靠;大坝基础廊道没有电梯直达,只能通过近50米高的狭窄步梯到达,建设者们不打折扣,通过“蚂蚁搬家”的方式将检验仪器设备搬运到测站,确保所有测点检验测试合格接入系统。
  2017年5月至10月,在系统正式实施之前,为确保自主研发设备的性能和稳定性,进行了首台设备应用示范和耐久性测试。长达半年的测试显示,长江科学院自主研发设备在测量准确度、测量速度、通信的稳定性和速度以及易用性等方面均优于市面常规设备。
  2019年6月17日,四川宜宾市长宁县发生6.0级地震,溪洛渡水电站震感明显。地震发生时,溪洛渡水电站安全监测信息管理系统实时接收强震监测信息,通过判别实测峰值加速度大于系统预设阈值,自动化系统立即启动了系统巡测预案,实时获取地震期间大坝安全监测数据,为震后大坝安全状态分析评价提供了有力的数据支撑。实践证明,安全监测自动化系统能在地震突发、水位骤升骤降等情况下,发挥有效的实时监控预警作用,成为了溪洛渡水电站工程安全稳定运行的“耳目”。
  为大国重器安全稳定运行保驾护航
  2020年11月,溪洛渡水电站安全监测自动化系统开始投入试运行。经过为期一年多的试运行考核,各项评估指标远高于规范标准要求。
  “相关智能采集终端具备通道复用功能,实现了振弦、差阻、电流、电压等多种类型监测仪器的统一接入,便于后期维护。”长江科学院工程安全所监测系统集成技术研究室主任韩笑介绍。内置的监测仪器智能诊断技术,可以有效判别仪器状态,进一步提高了监测数据的准确率,能够实现实时监控预警;软件系统集成水情气象系统、地震监测系统、GNSS系统等多个相关业务系统,实现了采集、管理、整编、分析与监控预警全业务应用,为工程运行安全提供了信息化支撑平台。
  溪洛渡水电站安全监测自动化系统正作为样板进行推广应用,向家坝、乌东德、白鹤滩等巨型水电站,丹江口水利枢纽、大藤峡水利枢纽、珠三角水资源配置工程等国家重点水利工程,同样将这位可靠的“智能医生”植入工程建设及运行中,为“大国重器”的安全稳定运行保驾护航。
  

作者:杨莹 雷蕾 牛广利

主办:中国水利报社 设计制作/维护管理:北京激浪网络科技有限公司 版权所有 不得复制或建立镜像
投稿信箱:abc@chinawater.com.cn 编辑部电话:010-63205285,18511059159 业务联系:010-63205284