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计算机管理技术在清江梯级电站巡检系统中的应用

文档作者：向往，皮军华文档来源：湖北清江水电开发有限责任公司		点击数：	更新时间： 2025年12月28日
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上一篇：角木塘水电站水轮机参数选择及结构特点

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2011年第3期
20lI Number 3
水电与新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
总第95期
Total No．95
文章编号：1671—3354(2011)03—0018—04
计算机管理技术在清江梯级电站巡检系统中的应用
向往，皮军华
(湖北清江水电开发有限责任公司，湖北宜昌443000)
摘要：为进一步提高大坝巡检数据的利用率，开发了水电站巡检系统。该巡检系统的实际运用，不仅可以减少巡检工作
量，而且可以提高巡检到位率，确保大坝运行安全。
关键词：大坝巡检；数据库；数据采集器；服务器
中图分类号：TP391：Tv698．1 文献标志码：B
Application of Computer Management Technology in Dam Inspection System
of Qingjiang Cascade Hydropower Station
XIANG Wang，PI Junhua
(Hubei Qingjiang Hydroelectric Developmet Co．，Ltd．，Yichang 443000，China)
Abstract：In order to enhance the using of the inspected data of dam，a dam inspection system is developed．The actual
utilization of the inspection system can not only reduce the inspection workload，but also enhance the arriving rate of dam
inspection，and ensure the safety of dam．
Key words：dam inspection；datab鹊e；data acquisition device；跎rver
1大坝智能巡检系统建设目标
大坝智能巡检系统建设目标：
(1)确保巡检人员按照巡检任务的要求抵达巡检
现场进行检查；
(2)确保所有的巡检项目都被执行；
(3)确保巡检项目的结果数据能够被规范的
记录；
(4)巡检数据存放在计算机信息系统中，人员通
过网络可以方便地查看巡检数据；
(5)能够方便地对巡检数据进行各种查询和统
计，了解水工建筑物运行状况。
2大坝巡检对象和内容
2．1 巡检对象及内容研究的意义
在对数据库进行设计之前，需要对巡检对象和内
容的类型进行科学的分类和总结，为数据库的设计打
好基础，以便将其更好地应用于信息系统中。
收稿日期：20ll-02—21
作者简介：向往，女，助理工程师，从事大坝安全维护工作。
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在巡检过程中，会发现大坝坝体等巡检对象所出
现的缺陷，如裂缝、漏水、塌陷等，这些缺陷是反映大坝
运行状态的根本依据，本文将这些缺陷定义为巡检内
容。不同类型的大坝，其巡检对象和巡检内容均不相
同。清江梯级水电站的大坝包括面板堆石坝和混凝土
大坝两种类型，其中水布垭水电站大坝为面板堆石坝，
其他两个水电站均为混凝土大坝。因此，需要针对不
同类型的大坝，对其巡检对象和巡检内容进行分类。
2．2巡检对象
(1)隔河岩电站大坝巡检对象。隔河岩水利枢纽
建筑物由河床混凝土重力拱坝、右岸岸边式电站厂房、
左岸两级垂直升船机、发电引水隧洞及高边坡等建筑
物组成。大坝为混凝土三心单曲重力拱坝，最大坝高
151．0 m。大坝共分30个坝段，从右至左l一5号坝段
为右岸重力坝坝段，6～22号坝段为重力拱坝坝段，
23—26号坝段为左岸重力墩坝段，27号坝段为第一级
垂直升船机坝段，28—30号坝段为左岸重力坝坝段。
此外，坝体设置7个溢流表孔，4个泄洪深孔和2个放
万方数据
向往，等：计算机管理技术在清江梯级电站巡检系统中的应用2011年5月
空底孔(已封堵)。其巡视检杏的对象主要包括：坝体
和坝基、引水系统、溢洪道、护岸和边坡等。
(2)高坝洲电站大坝巡检对象。高坝洲水电站大
坝为混凝土重力坝，由挡水、发电、泄洪、通航四大建筑
物组成，最大坝高57．0 nl，共设6个泄洪表孔、3个泄
洪深孔。大坝共分23个坝段，从左至右1～3号坝段
为左岸非溢流坝段，4—8号坝段为电站厂房坝段，9—
11号坝段为深孔泄洪坝段，12号坝段为纵向围堰坝
段，13～19号坝段为表孔泄洪坝段、20号坝段为升船
机坝段，2l～23号坝段为右岸非溢流坝段。大坝的总
体结构与隔河岩电站大坝的不同，其泄洪建筑与引水
系统都是坝体的一部分。高坝洲电站大坝的主要巡检
对象包括大坝坝体、泄洪建筑、电站厂房、下游护岸和
库区滑坡体等。
(3)水布垭电站大坝巡检对象。水布垭电站大
坝，最大坝高233．2 m，由混凝土面板堆石坝、右岸引
水系统及地下厂房、放空洞、左岸溢洪道以及两岸渗控
工程等组成。主坝体是面板堆石坝，同时由于地理环
境的因素，主坝体和溢洪道是分开的，溢洪道足混凝土
浇筑的。其巡检的主要对象包括面板堆石坝、边坡和
滑坡、变电所、厂房建筑物、放窄洞、进水口建筑物、水
库、尾水建筑物、溢洪道、监测设施及其他设施。
2．3巡检内容
的内容包括混凝土表面的裂缝、漏水、破损以及接触缝
之间的错动等现象，还包括库区滑坡体和危岩体的滑
坡，边坡和灌浆平洞的塌方等现象。在巡视检查之前，
了解这些巡检内容的工程表现，能够及时发现问题和
解决问题，以防后患。混凝七坝的主要巡检内容包括：
裂缝、渗漏、破损、排水、冲刷和空蚀等。
(2)面板堆石坝的巡检内容。面板堆石坝是根据
当地地理形势而产生的特殊类型的大坝，巡视检查的
内容也与混凝土大坝有所不同，主要包括：面板的裂
缝、止水结构破坏等；堆石体的塌方、滑坡、动物洞穴以
及漏水情况等；引水和泄水建筑物的破损、裂缝、空蚀
等。面板堆石坝的主要巡检内容包括：裂缝、渗漏、滑
坡、塌方、动物洞穴等。
3 大坝智能巡检系统的功能设计
3．1功能需求分析
清江流域3座水电站中水布垭水电站大坝主体是
面板堆石坝，其他2座电站均是混凝土坝。大坝智能
巡检系统主要针对这3座水电站的大坝巡检信息进行
管理，要求能够通过该系统实现基础信息的管理和巡
检信息的查询等功能，系统管理员可以对操作员的权
限进行管理。根据各个电站大坝巡检对象的实际层次
以及收集到的相关资料，提取出了隔河岩电站大坝巡
(1)混凝土坝的巡检内容。混凝土大坝巡视检杳检对象的部分基本信息层次表，见表l。
表l 隔河岩大坝巡检对象基本信息表(局部)
其中，针对每个单元都会有需要采集记录的数据，
这些数据就是巡检内容，例如：巡检大坝面板左岸趾板
可以有若干个巡检内容，如冲刷、漏水、裂缝等。每个
巡检内容遇异常情况时，应尽量对详细描述进行量化。
不同的巡检内容记录的方式就不同，记录的参数
也不一样。同时，相同的巡检内容，如裂缝、漏水，也有
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万方数据
水电与新能源2011年第3期
可能记录的参数不同。根据实际情况，将巡检内容按
照表2进行划分。同时，不同的巡检单元需要记录的
巡检内容也不同。根据现场的实际需求，巡检内容的
具体信息如表2所示。
表2大坝巡检内容基本信息
塌方
塌方(非衬砌洞)
塌方(滑坡体、边坡)
对巡检对象进行科学划分之后，还需要根据实际
需要对巡检任务进行科学划分。巡检任务的类型分为
三种。
(1)周期巡检任务。每年年初根据需要制定每年
的任务，即周期任务。本月周期巡检任务，须由系统管
理员按照每个子分部工程的月巡检频次，将其分配给
相关工作人员，工作人员在当月必须完成该巡检任务。
对于周期性巡检任务，巡检周期有多种，以周为频率、
以旬为频率以及以月为频率等。制定任务的时候。需
制定每个巡检子分部单元的巡检周期。同时，系统管
理员可以根据电站实际管理需要，调整现有的巡检周
期，然后在制定任务的时候，对相关巡检子分部工程的
巡检周期作相应调整。
(2)特殊巡检任务。对于非周期性，但每年可能
加密巡检的项目，可以制定为特殊巡检任务。如在遇
到地震、暴雨、洪水等特殊工况下进行的加密巡检的任
20
务。制定任务时，需对巡检任务进行相关描述，使得选
择任务的时候容易区分。
(3)临时巡检任务。可根据需求制定临时任务，
制定好临时任务之后，即可进行巡检。
3．2功能设计
(1)服务器功能设计。服务器部分主要包括数据
管理和数据查询。数据管理包括巡检内容、任务制定、
任务分配、公共信息、权限管理、数据批处理、用户反馈
等。其中巡检内容功能模块主要是实现对巡检电站系
统层次的管理；任务制定功能模块主要用于制定大坝
1年的巡检计划，分为周期巡检任务和特殊巡检任务；
任务分配功能模块是指将已制定好的巡检任务具体分
配到巡检人员，由指定的巡检人员完成该巡检任务；公
共信息功能模块用于对系统基础数据的管理，主要包
括巡检内容、巡检参数和参数类型三部分；权限管理功
能模块用于限制不同用户所能使用的功能；数据批处
理功能模块主要用于保护数据库的关键数据，包括数
据拷贝服务、数据备份与还原和Excel数据输入。
数据查询包括巡检信息、巡检内容、巡检任务、漏
检统计、缺陷信息、用户反馈等。其中巡检信息功能模
块主要用于记录手持机传来的数据；巡检内容功能模
块用于查询电站巡检对象的划分，此模块按巡检的层
级关系(巡检电站一巡检单位工程一巡检分部工程一
巡检子分部工程)显示了巡检系统包含的全部巡检内
容；巡检任务功能模块用于查看已经制定好的巡检任
务和个人任务查询；漏检统计功能模块主要用于记录
巡检人员没有巡检即漏检的信息；缺陷信息功能模块
主要用于统计巡检中出现的异常信息。
(2)数据采集器功能设计。数据采集器部分主要
包括数据传输、数据采集和数据查询。
数据传输模块是智能大坝巡检系统中的一个很重
要的模块，它是实现移动设备数据库与服务器端数据
库同步的模块，是数据同步的核心部分。数据传输主
要功能是实现基础信息的下载、巡检任务的下载和巡
检数据的上传。
数据采集模块是巡检的主要功能，也是巡检的主
要目的。任务的巡检过程就是先选择任务，再进行任
务的巡检。数据采集包括任务的选择、缺陷记录和历
史缺陷记录。其中任务选择包括周期任务的选择、特
殊任务的选择和临时任务的选择，同时可以在其他任
务没有完成的情况下，根据实际需要，随时开始生成新
的任务；缺陷记录是巡检的主要目的，如果发现缺陷，
可在巡检内容界面上选择相应的缺陷，记录缺陷的相
关描述的数据；历史缺陷记录是记录巡检的重要保证，
万方数据
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在进行历史缺陷记录的时候，会显示该缺陷最近一次
的巡检数据，可以将其与当次巡检的情况进行对比，这
样就能够很明显地看出缺陷的发展情况。
数据查询模块是巡榆信息的可视化窗口，是巡检
人员及时了解当前任务所有信息的窗El，包括巡检数
据杏询、任务信息查询和未完成任务查询。其中巡检
数据查询分为历史数据查询和当前巡检数据的查询；
任务信息查询是及时了解当前任务完成情况的重要手
段。通过进行任务信息杏询，巡检人员可以及时了解
巡检路线信息；未完成任务查询主要对没有完成的任
务进行提示，使得该巡检系统更加人性化。
4大坝智能巡检系统实现
巡检工作提高到了一个新的管理水平。
为了保证系统的安全性和可靠性，只有被授权的
用户才能够使用本系统，因此在进入本系统前，首先须
登录。现将该巡检系统使用流程介绍如下：首先进入
系统页面，在系统中进行任务制定及任务分配；然后在
数据采集器上登录巡检系统，将分配好的任务下载到
数据采集器中；在数据采集器上选择当前的周期任务，
任务选择完了之后，进入条码巡检页面就可以开始进
行条码扫描。同时巡检的过程中也可以进行任务信息
查询和巡检数据查询。所有巡检任务都完成了以后，
就可以将数据采集器上的巡检信息上传到服务器中。
在巡检中，数据采集器可以对涉及到的各种参数
进行准确记录。同时将记录的数据与服务器同步，在
目前，该巡检系统已应用于清江梯级水电站大坝浏览器中可以查询相关的数据，为决策判断提供依据。
巡检工作中。清江流域3座水电站巡检点共计266点在巡检过程中如果出现异常或漏检，则在此页面中的
(其中隔河岩电站77点，高坝洲电站50点，水布垭电巡检状态会以红色突出显示。如果某个条形码下面的
站139点)。截至2011年2月，共完成周期巡检任务巡检单元出现异常，则此系统就会相应地把此巡检单
40项(其中隔河岩电站24项，高坝洲电站10项，水布元下出现异常的巡检内容列出来，并把巡检内容下的
垭电站6项)，巡检任务均上传至管理主机，方便管理巡检参数值显示在页面上。如果某个条码漏检或是正
人员进行杳看，以及时了解水工建筑物的运行状态，将常的，则其后面的巡检内容和巡检参数就没有数据{最示。
ll'e'llII●J|Il'e'lfll'e'lIll'e'l¨l●IIII●IjIpe"lJ¨◆111l◆¨11"O'I¨l'e'l¨l'e-I¨I◆Ill'e'lI|I●IIIJ●|||I．e．1flI'o"11|I◆¨114"i¨141-ilII-●'I¨l'e'l¨l◆¨¨●¨l|●¨¨●IIIle．1llI●IiiPe-1111◆111I◆¨I|◆1J¨e1．|I JI◆IIII◆lI||◆|l|I●Illl41⋯．e-|111．e-i¨l-e-ilIl4,1Ilpc,|I¨el,ll“●li¨◆II
(上接第13页)
表2 2010年7—9月湖北电网辅助服务补偿费用分项统计表万元
合计29．04 I 225．46 800．73 I 613．97 18
(1)无功补偿。7～9月，无功补偿费用占总补偿
费用的44％。其中，7、8、9三个月无功补偿费用分别
占各月总补偿费用的38％、46％、46％。
湖北电网无功补偿主要由水电厂完成，水电厂无
功补偿费用占比高的原因是：鄂渝电能输送断面的有
功交换很少，且无大功率无功补偿装置，隔河岩和水布
垭地处鄂西，机组深度无功进相运行。因此，类似隔河
岩和水布垭这样的水电厂能够获得较高的无功补偿
费用。
(2)调峰补偿。湖北电网60％以上的有偿调峰能
力由火电厂提供，且各月获得调峰补偿火电厂不尽相
同。火电厂通过调度安排机组进行深度调峰和启停调
峰得到补偿。
水电厂也具有一定调峰能力，全部为基本调峰。
调节力度较大的有网调水电厂水布垭和隔河岩、省调
水电厂黄龙滩，主要以启停调峰为主。
(3)旋转备用。7、8、9三个月，火电厂旋转备用补
偿占总旋转备用补偿费用的93．5％、69．97％、
66．69％。在高峰时段预留一定发电容量主要由调度
根据电源结构和负荷特点决定。
(4)AOC补偿。湖北电网AGC的补偿与全国其
他区域电网的补偿差距很大，其占比不到2％，其他电
网AGC辅助服务补偿费用占70％～90％之多。
3结语
从第三季度湖北电网辅助服务考核与补偿的试运
行结果看，并网发电厂考核费用逐月直线下降，最终占
补偿费用的比例很少；补偿费用稳步上升，最终完全由
各电厂分摊。
参考文献：
[1]于尔铿，韩放，曹防，等．电力市场[M]．北京：中国电力
出版社，1999．
[2]谢开，于尔铿，刘广一，等．电力市场中的输电服务
(二)——辅助服务及其定价[J]．电网技术，1997，21
(4)：58—63．
[3]谭伦农，畅文红．电力市场中的辅助服务市场[J]．电力学
报，2003(2)：87—90．

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