大渡河公司：智慧调度谱写流域水电集控新篇章

　　智慧调度是国电大渡河流域水电开发有限公司智慧企业建设的四大业务单元脑之一，以大数据、人工智能等信息通信技术为手段，围绕水情预报、市场预测、调度决策、评价跟踪等调度全过程，构筑以“实时感知、精准预测、智能调控”为内涵的多维变尺度预报调控一体化平台，实现大渡河梯级水电站的远方集控、统一调度和人机协同运行。
　　经过近几年的探索实践，“智慧调度”目前已形成“1+5”总体架构，即1个经济运行多维决策核心模型，水情气象预报、设备状态感知、电力市场分析3个前置单元及调度决策指挥、经济运行后评价共5个单元模块组成，基本建成了覆盖电站调度运行全过程的大型流域梯级电站预报调控一体化平台。

灵敏感知的“眼耳” 以海量数据支撑调度决策

　　一直以来，传统水电企业存在着靠天吃饭的管理弊端，由于预测预报技术创新运用没有得到应有的重视，对于雨情、水情信息无法实现精准判断和灵敏感知，影响了水库优化调度的经济性。
　　管理好水，就能管住水电站经营管理的命脉。大渡河智慧调度建设以水情气象预测预报为核心，建成高精度水情气象预报系统，加强对各类气象、水情、市场大数据运用与分析，仿佛是人的眼睛与耳朵，灵敏感知外部环境变化及趋势，准确采集汇总各类情报信息，提供“调控大脑”决策判断，改变以往以定性预报、经验预报为主的传统预报模式，解决预报区域范围笼统、时间跨度大、预报精度低的问题。
　　提高预测预报技术的精准度，需要庞大的数据支撑。大渡河智慧调度借助美国国家气象局、欧洲国家气候中心等世界权威机构的数据支撑，结合自建的105个遥测站、覆盖全流域的水情自动测报系统，实现了定点、定时、定量预报功能。公司于2015年牵头与大渡河干流5家主要开发运营主体单位签署了流域信息共享协议，通过自主开发流域信息共享平台，实现对全流域水情数据的在线采集与数据共享功能，丰富了数据采集手段。通过对大数据信息的挖掘与运用，结合多模型会商、全方案印证、本地数据混合同化及气象、水情自动耦合等先进技术，实现日内小时降雨预报及1-7天滚动气象预报，保证大渡河干流9个控制性断面的水情预报精度达到90%以上，显著提升了流域梯级电站群经济运行水平，同时增强了防御暴雨洪涝、地质灾害的能力。
　　智慧调度注重设备运行状态与电力市场需求的数据分析。通过搭建的设备感知单元与“智慧电厂”“智慧检修”平台，保持各类数据互联互通，借助全息3D厂房展示、设备状态感知、智能预警及评估等手段，全面实时感知水电站设备运行状态及变化趋势；通过搭建的电力市场分析单元，建成了“一站式”市场信息分析平台，实现跨平台市场数据采集、智能化市场预测与校正、经济运行策略市场校核等数据挖掘，为调度决策指挥汇聚海量数据资源，提供更加智能的决策服务。

智能调控的“大脑” 以多维决策优化经济运行

　　智慧调度的智能化，体现在具有人脑一样的分析决策能力和自我进化能力。“经济运行多维决策模型”正是智慧调度“大脑”，推动调度系统自主“思考”、智能“操作”。
　　智慧调度在预报、设备、市场等单元数据支持下，通过各种“算法”，实现多目标调度方案的快速编制、状态跟踪、风险控制、成效反馈以及调度方案的实时优化，准确实现对天上的云、空中的雨、库里的水、市场的电统筹联动，自动匹配市场用电需求、水库水位与机组发电负荷关系，实现实时感知、科学调度，形成最优方案。
　　在大渡河智慧调度系统建设中，以瀑布沟水电站为龙头，开展了大渡河流域“一库四级”梯级优化调度系统研究，打破传统梯级优化调度仅限于根据来水进行水量时空分布调配的计算条件，制订了适合于电网给定潮流、安全运行约束信息条件下的流域梯级优化调度智能决策规则，调度策略从单一边界条件向多个边界条件转变，形成了“经济运行多维决策模型”的雏形。随着2015年大岗山、枕头坝一级等中下游水电站陆续投产，水库联调从“一库四级”拓展到“一库六级”，增强了决策模型在复杂水力联系及调度情境下的适应能力。
　　2016年，大渡河智慧调度建成了以中长期、短期优化调度和实时经济运行校核为主要模型的智能调度系统，成功实现流域气象与水情耦合、预报与调控耦合的双耦合模式，使调度决策向实质“多维化”迈进，产生了可观的经济效益。仅2015、2016两年，以上研究成果增加流域梯级电站发电量6.25亿千瓦时，增加发电收入超过1亿元。

快速反应的“手脚” 以先进技术实现智能调控

　　水电站由于其负荷调节速度快、可调范围大的特点，承担着大量的电力系统调峰调频任务。以大渡河流域大岗山、瀑布沟、龚嘴等站为例，每日负荷调节大概在1000～2000次之间。如此繁琐、复杂的调度操作，增加了运行值班人员的作业难度。
　　目前水电发电企业已普遍成熟应用了自动发电量控制AGC（Automatic Generation Control）系统，实现单站内各台机组负荷实时经济分配，自动控制调频机组的出力。对于流域梯级水电站上下游站间负荷匹配、水位合理控制、经济运行等问题，由于流域梯级调度的复杂性、安全性等因素，国内暂无大型流域的成功应用实例。
　　大渡河智慧调度创新了厂网协调模式下的梯级经济调度EDC（Economic Dispatch Control）控制策略，结合瀑布沟、深溪沟、枕头坝一级电站特点，在国内首创研发的一套EDC控制策略，确保在安全防汛的前提下，实现梯级电站实时负荷自动分配与联调，促进瀑、深、枕三站在负荷与水量上匹配，同时也增加了四川电网调峰容量，提高了四川电网安全稳定运行保障。EDC控制不仅有效解决流域梯级上下游电站经济运行计算量大、负荷分配操作滞后和联合躲避振动区难等棘手问题，同时，EDC具备完善的安全闭锁和安全预警，提醒调度值班人员可能出现的异常情况，大大提升了调度安全性、提高了工作效率及水资源利用率。据估算，三站EDC投运后，每年可减少人为负荷调节次数3万余次，通过提高水位控制、优化机组运行方式可增发枯期电量约1.2亿千瓦时，缓解汛期三站负荷不匹配导致的弃水问题，减少闸门操作次数150次以上。以瀑深枕三站EDC控制系统成功投运为标志，大渡河流域梯级联合调度水平走在了同行前列。
　　通过智慧调度建设自主研发一系列国内首创的智能化应用，包含应急处置智能化匹配和快速预警联动、闸门远方控制和操作票自动生成功能等,不断升级智慧调度管理手段与水平，增强流域梯级联合调度的核心竞争力。

创新创效的“沃土” 以创新实践推动升级发展

　　从单一电站管理到实现流域多个电站群的集中管控，如何实现流域水电整体效益最大化是当前面临的首要课题。近期以来，国家发改委及四川省人民政府相继出台文件，加强流域水电特别是多业主流域水电综合管理，充分发挥流域水电梯级开发综合效益。大渡河流域被正式纳入了流域水电综合管理试点河流之一，为智慧调度迎来了升级发展的新契机。
　　作为智慧调度的主要建设单位，集控中心立足于“智慧调度”前期研究成果，启动了大渡河中上游多业主、多库联合优化调度技术研究，着力升级覆盖流域全业主电站的联合调度技术和机制，不断提高流域整体防洪、发电能力及综合效益，为流域水电综合管理探索积累了新经验。
　　实现流域统一调度、提升水电综合经济效益，需要在多个技术领域上实现突破。集控中心充分借助青年创新工作室平台，充分发挥青年人才思维活动、创新力强的特点，开展了大渡河流域综合试点相关新课题、新技术研究，推动自主研发、科研攻关及跨专业互助培训，独立开发完成了流域信息共享平台、应急处置智能化匹配及快速预警联动、闸门远方控制等系统，自主科研成果“大渡河短期降雨径流预报研究”“不同流量级下梯级流达时间研究”也已内嵌到高精度水情气象预报系统、水调自动化系统升级等智慧调度项目建设中，增强了智慧调度系统的适应性和本土化，锻炼了一批既懂调度、又懂管理、并擅长新兴技术的复合型技能人才，实现智慧调度建设和人才培养的双向升级。
　　大渡河智慧调度将流域水电调度由人工模式转向智慧模式，精准预测天气、市场、设备的变化趋势，制定最科学的调度策略，实施最精细、经济的调度控制，在新时期谱写了流域水电集中控制新篇章。（傅小滟）