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水利工程论文-城市现代化供水调度系统的开发.doc

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水利工程论文-城市现代化供水调度系统的开发.doc

水利工程论文城市现代化供水调度系统的开发摘要本文剖析了中山市供水调度系统的沿革,对照国内目前城市调度系统的现状进行讨论,提出存在的问题和看法,建议本行业尽快组织编写中国城市调度规范、规程及有关技术文件,促进供水调度的发展。关键词调度自动化优化引言城市供水系统与供电、供气、供热等系统同属城市重要基础设施,其产、供、销都具有连续性、广域性、公用性、多样性、重要性2、产品不可返修等共性。而城市供水又独具特点产品质量受二次污染和存放时间的影响,服务质量受管网布局和用户地形标高的影响。水是人类每日不可缺少的物质,是保障城市安全最主要的灭火剂。这些共性和特性,决定了经济合理保障满足城市供水的高难度。在合理的城市水厂及输配水设施建成后,如何处理好供求关系,关键是建立供水调度系统,进行优化调度。我国城市供水调度80年代初开始起步,80年代中期微机及无线通讯在调度中产生实效2,至今已有很大的发展。但全国600多个城市发展极不平衡,已运行的城市供水调度系统达到优化经济调度的甚少3,总体水平与工业发达国家有很大的差距。由于供水调度不合理造成的能源浪费高达5以上7。因此供水调度越来越受到行业的重视,近年来不少城市水司纷纷引进现代化设备,建立新的调度系统。中山市供水总公司从1988年开始建立供水调度系统,历经十年建成了现代化的调度系统,其发展比较典型,值得分析探讨。1.中山市供水调度系统的沿革中山市自1988年由县级市升格为省辖地级市以来,供水事业随市政建设高速发展,至1998年十年来,市日供水量从5万吨猛增到66万吨,增加12倍。为适应市场需要,1988年中山市自来水公司组建供水调度系统,至今十年来已有了很大的发展,经历了低级、初级、中级、高级四个阶段,各阶段都取得了较好的社会效益和经济效益,促进了中山市供水事业的发展,积累了宝贵的经验和教训。1.1供水调度的起步中山市1988年6月前日供水能力6万吨,为解决严重缺水实行定时配水。6月初市第二间供水厂竣工投产,日供水能力增至12万吨缓和了缺水的矛盾。由于新调度系统正在安装,采取人工抄表、电话报数、现场手动操作的原始调度方法。收集信息数量少、处理慢、传递迟,调度处于低级阶段,以保证不缺水和维持正常运行为主,谈不上优化调度。遇上爆漏或火灾突发事故,反映迟钝损失扩大。1.2供水调度的初级阶段1989年元月,本公司引进的信息采集与监控系统SCADA(SupervisoryControlAndDataAcguition)系统正式投入运行,结束了落后的调度状况,经几年的运行和更新换代,目前公司的SCADA系统(详见图1)由两台中调主机(一台备用)、13个RTU终端机、多路分配器、5台CRT和大型动态模拟屏组成。通讯由数传机(频率227.5MHz)和话传差转机(频率457.025MHz/467.025MHz)分别进行数传和话传。该系统具有遥测、遥信、遥控、遥调等实时功能、数据处理功能、管理功能、图形功能、组态功能、命令识别功能。目前实际做到(1)、具有从取水、净水、供水、输配水信息到用电信息采集、发送、整理、统计、形成报表、曲线的功能(2)、监视净水工艺过程及取水和供水的水质(3)、以管网中的水压为目标,参考最高和最低水压点,指挥水厂选择合理的机泵搭配,达到控制目标水压,保障供水(4)、按机泵选择先高效后低效、先近后远等原则,平衡各水厂供水量,在保证水质和压力的前提下,力求降低能耗,实现相对经济运行(5)、监视全管网运行状态,发现及时处理,遇爆漏协助抢修,遇火灾加压帮助灭火(6)、积累各种运行数据,为调度预测、管网改造提供参考数据然而,由于本系统以自动采集监控信息为主,反映工艺流程、设备运行状态的信息较少,对主要节点的流量分配、供水高低压区、不同水厂供水分界线都难以了解,凭调度人员经验调度因人而异,优化经济运行难以实现。由于水厂基础设施未符合自动化要求,我们只做到遥测、遥信,未做到遥控、遥调。1.3供水调度系统的中级阶段1994年10月,市第二间供水厂四期扩建工程投产,日供水能力增至46万吨。该期工程引进了水厂自动化系统AGC(AutomaticGaugeController),主要有投矾自控系统、前后加氯自控系统、V型滤池自控系统等。这些系统各自成闭环系统,可在现场操纵,也可在中控室操纵,同时引进了数据中心EDC(EngineeringDataCenter),租用中山市电信局的DDN有线高速数字网络,传输水厂大量的实时数据。该系统详见图2。本系统的组成由2台控制计算机、2台前端机PLC、8台现场机PLC、DDN网络、数据库计算机组成,2台水厂前端机和2控制电脑都采取互为备用的形式,完成水厂现场PLC与监控电脑及公司数据接收PLC之间的数据交换。8台现场PLC安装在各车间,对设备进行模拟量、数字量的采集与输出及系统自控、通讯、故障处理等。本系统在SCADA系统的原有功能上增加了如下功能(1)、水厂工艺流程实现自动化,节约了劳动力,提高了净水质量和生产效率以及调度反应速度,降低药耗和能耗(2)、中心调度室可全面了解工艺流程中个阶段的水质参数、流量参数及水厂工艺设备、取供水设备、配电设备的运行参数及状态报警,增加了监控范围,丰富了依据。(3)、工艺流程实现遥控、遥调功能。由于取、供水机泵及阀门自控设备尚未配套,备用设备都未处于热备用状态,开停机、泵、阀还未做到遥控、遥调。因全自动优化经济调度的条件尚未具备,本系统(SCADAAGC/EDC系统)属自动化供水调度中级阶段。1.4、供水调度的高级阶段1997年3月,市第三间供水厂竣工投产,市日供水能力增至66万吨,大大改善了我市管网水源的布局。该厂取水、加药、过滤、沉淀排泥实现全自动化,提高了供水素质。但因城市发展速度放慢,,1998年实际最高日供水量只有45万吨,供水出现供大于求的局面,公司主要任务是改造、扩建输配水管网,力求管网更合理,同时寻求扩大用户,在保证目标水质、水压的前提下,着手优化经济调度、节能降耗的工作。为此,1996年元月公司在国内首家引进美国8M供水综合管理系统,1996年10月建成,1997年1季度调试完毕正式投入运行。8M系统是具有国际先进水平的静态自动分析决策SA(SystemAnalysis)系统,详见图3。该系统由8M管理电脑、集线器、服务器、数字化仪、绘图机、打印机、调制解调器及分布在各个部门的PC工作站组成,其软件由8个系统组成(故称8M系统),其中1M管网基础数据、2M用户基础数据、3M城市地理信息基础数据等三个基础数据管理系统,及4M管网运行状态分析系统、5M供水优化调度系统、6M水质分析系统、7M紧急事故处理系统、8M管网改扩建系统等五个功能系统。

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