江河水库流域或水电厂水情自动测报系统设计方案.doc

水库流域或水电厂水情自动测报系统设计方案1概述11 流域及工程概况XX流域发源于赣、闽边界武夷山西麓广昌县灵华峰,自南向北流经广昌、南丰、南城、金溪、临川、进贤、南昌等县(市），在南昌县青岚湖注入鄱阳湖，河流全长344km.抚河控制站李家渡水文站集水面积15811km2，李家渡以上河长275km，河道平均坡降2。11,流域形状呈菱形。海拔高程在171800m之间。流域内山地约占27、丘陵约占63、平原约占10%.河源至南城称盱江，为上游河段，属山区性河流，河宽300m左右，河道平均坡降3。41;支流黎滩河在南城以下与盱江汇合后称抚河，南城至临川为抚河中游河段，属丘陵、平原河流,该河段除XX狭谷宽约200余m以外，河谷渐宽可达400500m，两岸多位丘陵台地，河道平均坡降0.43；临川以下为下游河段,是广阔的冲积平原，河床宽达400800m，河道平均坡降0。24，两岸的大片农田靠圩堤保护。抚河流域支流众多,流域面积大于150km2的支流有13条，其中9条分布在XX坝址以上.XX水电站位于江西省东南部抚河中游临川市鹏田乡XX村附近，地理坐标为东经11638，北纬2745，抚河中游XX狭谷段，坝址以上集水面积7060 km2，占全流域（李家渡水文站以上)面积的44。7%.坝址以上河长187 km，河道平均坡降2.95，坝址以上流域主要由盱江和支流黎滩河组成，盱江流域集水面积4159 km2，黎滩河集水面积2478 km2。流域内已建大型水库1座、中型水库7座，XX水库位于黎滩河，为一座大一型水库，控制集水面积2376 km2，总库容12.14108 m3，7座中型水库分别位于盱江及黎滩河各支流上，控制集水面积454.8 km2，累计总库容1。87108 m3。XX水电站是以防洪、灌溉为主，兼顾发电、供水和航运等综合利用的大二型水利水电枢纽工程，主要建筑物设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。水库校核洪水位68.44 m，总库容4.32108m3；水库正常蓄水位65.0m，相应库容2.00108 m3；汛期限制水位及死水位均为61.0m,死库容0.86108 m3。电站总装机容量49.5MW，保证出力7.12MW，年发电量1.55108KW.h。灌溉农田50.3万亩,提供工业和生活用水流量1m3/s。工程投产后,可使下游20多座圩堤的防洪标准在原有基础上相应提高一个档次：抚东堤、唱凯堤、城西堤由20年一遇洪水标准提高到50年一遇；青泥、浒湾、嵩湖等圩堤由10年一遇洪水标准提高到20年一遇；抚西大堤由50年一遇防洪标准提高到100年一遇。12 暴雨洪水特性抚河流域属于亚热带湿润季风气候区，具有降水量集中、时空变化大、春夏季常发生洪水的明显季风气候特征。抚河是雨洪式河流，洪水主要由锋面雨和台风雨形成。4月6月是抚河发生暴雨、洪水的主要季节。该季节夏季风自海洋吹向大陆，不断为本流域输入暖湿气流，此时若遇北方乌拉尔山、鄂霍次克等地有阻塞高压形成并长时间维持，则北方冷空气南下,冷暖气流交绥于本流域便形成中层切变和地面静止锋,造成长时间的强降水过程。如1982年6月中旬抚河发生的大洪水,就是由于冷空气不断从华北南下与暖湿气流交绥于江南,同时有西南低涡沿切变线东移，从而产生了全流域持续9天的暴雨.7月9月流域上空多为副热带高压控制，暴雨主要是由热带气旋产生的台风雨,其特点主要表现为大强度的降水在低压中心附近，局部降水强度较大，而在面上降水强度则相差甚大。 抚河流域洪水均由暴雨形成，大洪水多发生于4月9月，3月、10月也会有较小量级的洪水.抚河上游洪水暴涨暴落,历时较短；中下游洪水峰高量大，历时较长。大洪水过程多呈复峰，一次洪水过程上游一般历时3天5天、下游6天8天；个别洪水过程上游历时7天8天，下游10天15天。抚河中下游洪水遭遇机会较多，以干流廖家湾站与主要支流临水娄家村站洪峰出现时间前后相差5h为遭遇时,其遭遇率为87%。13 系统设计原则l 系统建设既要能满足XX水情的近期要求，又要适应今后远程办公自动化建设的发展，并符合防汛渡汛、联合调度及经济运行管理的要求。l 系统实行流域总体规划、分级控制、互留接口、信息共享和分步实施五项原则，以系统建设单位XX中心站为本系统的信息总节点,使系统各部分关系明确、层次分明、便于系统管理和维护。l 在保证可靠性和性价比的前提下，系统具有设计合理、功能实用、维护方便等特点.l 在保证可靠性和性价比的前提下，尽量采用水情自动测报系统研究、通信技术及计算机技术的最新科研成果.l 在保证可靠性和性价比的前提下，系统应具有高度开放（灵活）性、兼容性和可扩展性，即采用符合国际国内行业标准的设备，应用层协议等。l 在保证可靠性和性价比的前提下，系统具有最大的可维护性，即除设备本身具有通常意义上的可维护性外，还使用户在系统的长期运行过程中，可以方便地采购到价格合理、质量上乘的备品备件.l 本系统的建立,并不排除水文部门的测报成果，两者之间的关系是互相补充、互相佐证的。因此，必须进一步改善抚州水文局至本电厂的通信质量，提高数据传输的实时性、减少时延，密切两者的协作关系。水文部门的测报成果应存入本系统的实时数据库和历史数据库.l XX水利枢纽是以防洪为主的开发项目，对下游承担了重要的防洪任务，洪水调度操作直接影响下游特等堤、重点堤、抚州市及南昌市的防洪安全。因此，洪水预报应该分为坝址以上洪水预报和坝址以下洪水预报两部分。坝址以下洪水预报应充分利用水文部门传递的数据成果，本次新建的系统主要承担坝址以上的水文自动测报。14 系统设计依据水文自动测报系统技术规范（SL612003）水利水电工程水情自动测报系统设计规定 DL/T5051-1996水文情报预报规范 SL250-2000水文自动测报系统通信电路设计规定 SL199-97水文自动测报系统设备基本技术条件（SL/T 1021995）电力系统水调自动化功能规范（国调2000年76号文）中华人民共和国国家经济贸易委员会令第30号电网与电厂计算机监控及调度数据网络安全防护规定;国家防汛指挥系统工程实时雨、水情库表结构（2000年2月修订版）NFCSDSS01；水电厂水情自动测报系统管理办法(电力部1996917）；水文基础设施建设及技术装备标准SL2762002；水利电力工程通信设计技术规程DL/T5080-1997;水文资料整编规范SL2471999。水文数据固态存储收集系统通用技术条件（SL/T149-95）国家防汛指挥系统总体设计大纲国家电力公司电力系统实时数据通信应用层协议DL4769215 设计工作内容XX水情水调自动化项目,根据资金落实情况采用分步实施的原则进行建设。整个系统建成后需要实现流域的水情数据、闸门状态、机组运行等信息实时采集，并基于所采集到的实时信息，实现电厂的水务自动计算、在流域内开展洪水预报、经济调度考核、并结合整个江西电网的特点开展水库的短、中、长期发电优化调度,系统建设必须通过国家电力调度通信中心调颁发的“电网水调自动化系统实用化要求及验收细则”（试行)，此系统建成后必将为XX水库调度和决策分析发电调度提供有效的决策支持手段，从而产生显著的社会效益（防洪、灌溉、航运等）和经济效益（发电），大大提升XX水库调度自动化水平。根据目前已落实的资金情况,本阶段的主要完成的工作内容包括如下： 对流域现有水情站网进行查勘，掌握站点通信状况； 提出XX水情测报系统站网论证； 确定通信方式、工作体制、组网及通信电路设计方案； 确定电源、过电压保护和接地方案； 确定设备配置方案； 分析数据处理流程,确定中心站软件配置； 确定设备布置及土建工程设计； 提供洪水预报方案。 配置XX电厂水情测报人员编制 项目经费估算通过方案设计，在盱江和支流黎滩河流域内设计布设若干水位、雨量遥测站，通过可靠的通讯手段,自动收集水情信息,预报XX坝址的流量(水位）,满足电站水情测预报需求。2水情系统建设的必要性XX水电站水情自动测报系统主要是应用通讯、遥测和计算机等技术，完成流域内雨量、水位、流量等水文参数的实时收集和处理、联机预报，以实现防洪、灌溉、发电、航运等优化调度,提高防洪、发电能力和水力资源充分利用，使水电站安全、经济运行，提高出力,其经济效益及社会效益都将十分显著。水情自动测报系统，近年来发展很快。目前，全国进行了系统建设的重点防洪地区、重要水库和水电站，已取得了明显的经济效益和社会效益。同时，在水情自动测系统建设方面也积累了丰富的经验,使得水情自动测报系统在设备的研制、土建、防雷、运行管理等方面都日趋完善.2。1 水库运行调度的需要XX水电站是以防洪、灌溉为主,兼有发电、航运等综合利用的大二型水电站.本枢纽工程兴建在抚河干流上，为了坝址上下游的防洪和枢纽工程自身的防洪安全，其水库调度必需首先服从国家防汛指挥中心和省防汛指挥中心的指挥,其次，才能考虑充分利用水能资源，争取多发电,并要兼顾航运，在满足通航的条件下尽可能发挥电站在电网中的调峰作用.XX水利枢纽运行过程中的洪水调度是以库水位结合水库来水流量作为水库蓄泄的判别条件来操作运行的，在洪水调度中水库的来水流量需及时准确地获取,才能按照洪水调度原则进行调度，实现为坝址上下游的防洪和枢纽工程自身的防洪安全之目标.发电的运行调度也需及时准确地获取水库的来水情况，才能使水能资源得到充分利用，并使电站尽可能地发挥在电网中的调峰作用。因此，只有建设准确及时的水情自动测报系统才能实现科学及时的水库运行调度管理.2。2 改变测报现状的需要XX水电站以上流域已建有国家防汛指挥系统抚州水情分中心、XX水电厂水情分中心，以及水库管理局的洪水预报系统等，这些系统大都是由水文或防汛部门建设，其布点与预报/调度都是服务于水文/防汛部门,与水电站优化调度的需求是有所区别。目前，XX水电厂的水情数据来自水库管理局，经过半年多的时间,发现存在较多问题：1） 对于XX水电站系统需要的，而目前已建系统没有的站点,这些站点的水（雨）情自动报汛现在无法完成；2)数据实时性不强，从抚州市水文局传来的数据有明显的滞后,有时甚至长达1小时，汛期满足不了水库洪水调度的即时需要。3)数据可靠性不够，较多站点水情数据不准确，例如南城水文站（最重要的入库控制站）和坝上水位站(最重要的水位站)的水位数据经常出现卡死或异常波动.4）数据不完整，部分站点经常出现数据中断，有些站点数据一直中断，如今年5月份库区附近5个测站数据中断达10多天，龙湖测站数据一直中断。XX水电厂与水库管理局之间的数据传输也经常性发生中断,无法接收到水情数据.5）水文/防汛部门的洪水预报系统其成果输出的时间与对象和水电厂运行的专业需要是完全不一样的，特别是不能满足水电厂水量优化发电调度及其相关自动化的需要。由于上述问题的存在，使XX水电站发电调度精度偏低，发电水耗偏大，弃水较多,对发电经济运行产生了较大的影响.为了进一步实现水库科学调度,提高发电量和更好的实施节能降耗与水调自动化，对现有水情自动测报系统进行改造是十分必要的.2.3 电站经济运行的需要XX水电站是一座低水头水电站，为充分利用水头提高电站的发电出力，在不增加水库淹没前提下，汛末水库水位可抬高运行，增加发电量。对于洪水资源的充分利用必须通过准确及时的水情采集、水文预报，控制库水位,当汛末水库水位抬高时,可根据水文预报进行预先腾库，将水库水位降低运行，以不增加水库淹没。因此，建设水情自动测报系统，其经济效益和社会效益将十分显著。3系统组网31 站网布设311 站网布设原则、站网的布设应满足XX水库降水径流关系的分析研究、制作洪水预报方案的需要，并且在洪水预报应用中能获得一定的预见期。、尽可能利用现有测站，少增设新站，以节省投资。、测站尽可能设在交通比较方便、有住户以及电源能覆盖到的地方，以便系统的建设和今后的维护。312 站网布设(1）水文站（水位、雨量站）除在XX坝下建一个水文站外，XX水库上游盱江和黎滩河上已建南丰和XX出库水文站，作为XX水库的2个入库站，南丰、XX水文站共控制集水面积5311平方公里,占XX坝址的75.2%。为提高入库洪水预报精度，增加汛期入库洪水预见期达到1224小时，还需建南城、沙子岭水文站（XX分中心已建成,XX水文站及以上的各遥测站数据均可通过XX分中心传输至XX水电厂），共4个水文站。（2）水位站本阶段暂设XX坝下1个水位站，观测水位，作为水库出库计算依据.东干渠、西干渠两个水位站暂不考虑.（3)雨量站按既便于掌握全流域雨情、能满足洪水预报精度要求,又节省投资的原则，南丰和XX以下至坝址之间雨量站适当多些，流域其余地方适当少些.按200平方公里1个的密度布设雨量站,区间需布设雨量站9(含XX、南城水文站）.XX流域内降雨情况可通过分中心站直接接收，南丰以上流域设置6雨量站（含沙子岭水文站）即可。用于制作XX水电站洪水预报方案可采用XX(坝址）、XX坝下、南丰等三处水文（位）站，以及里塔、山坳水库、太源、高桥水库、茅排、东坪、XX(坝址)、XX坝下等8处雨量站.XX水电站控制流域面积7060平方公里，XX水库控制面积2376平方公里，南丰水文站控制面积2935平方公里，因此XXXX南丰三者区间面积为1749平方公里.采用泰森多边形方法，计算区间内8处雨量站的控制权重和控制面积，其站布设具有如下特点:1、站网布设分布较均匀；2、各雨量站控制面积大多小于200平方公里，能满足暴雨监测的精度要求。另外为了增加洪水预见期至1224小时,又增设了沙子岭水位雨量站和长 陂、千善、付 坊、白舍4个雨量站。据此，XX水电站水情自动测报系统共设16个遥测站,其中水位雨量站4个、水位站1个，雨量站11个，各遥测站点布设如下表：附表 1 XX水电站遥测站点位置一览表水系河 名站名站类观 测 场 地 点坐 标东 经北 纬抚河盱 江南 城水位雨量南城县建昌镇上东门116382733抚河盱 江南 丰水位雨量南丰县琴城镇南门116322712抚河盱 江沙子岭水位雨量广昌县城郊乡沙子岭村116202653抚河抚河XX（坝址）水位雨量临川区鹏田乡XX村116382745抚河抚河XX坝下水位临川区青泥镇邹家村116382745抚河岳口水茅排雨量临川区茅排乡矛排村116312737抚河邹家水山坳水库雨量南城县徐家乡圳上村116442739抚河高桥水高桥水库雨量南城县株良镇高桥村116312727抚河盱 江里 塔雨量南城县里塔镇田南村116312720抚河上塘水上 塘雨量南城县上塘镇上塘村116392723抚河盱 江白 舍雨量南丰县白舍镇白舍村116262702抚河上塘水东坪雨量南丰县东坪乡东坪村116412719抚河盱 江长 陂雨量南丰县长红垦殖场116152659抚河千港千善雨量待定116302654抚河九剧水付 坊雨量南丰县付坊乡付坊村116362659抚河沧 水太源雨量待定11644270132 系统组网321 通信方式的确定目前,国内水情自动测报系统的通信方式主要有超短波通信、卫星通信、PSTN电话拨号、GSM短信、GPRS和CDMA等。各种通信方式均有其优缺点，下面逐一进行分析比较。超短波通信超短波通信其主要优点是：信道稳定，衰减损失少,基本不受天气影响；设备简单，易于配套，价格便宜；技术成熟，故障排除简单，建设周期短；功耗小，可采用太阳能电池.其主要缺点是:超短波通信受地形影响较大,山区及远距离通信时需在野外高处建设中继站，在多山地区,不得不采用多级串联中继,使系统的可靠性降低.另外，中继站一般建在高山上，雷击是一个突出问题，维护管理也极为不便；在部分地区同频干扰严重，工程投资大约168.8万元.本系统不建议采用.卫星通信北斗星系统（神州天鸿）是基于我国具有自主知识产权的第一代卫星导航定位系统建立的。北斗星系统可以提供的基本业务功能包括：定位信息、短信息通信、精密授时和GPS差分信息广播，增强功能包括群、组呼和遇险安全告警。通过北斗星系统，北斗星终端用户与陆地网络固定/移动用户、北斗星用户之间可以实现双向的短信息通信.短信息标准长度为120个汉字或等长度BCD码。卫星通信的传输质量好，传输距离不受限制，覆盖面积大,受地形、气候的影响小,组网灵活，和Inmarsat-C海事卫星相比，其采用的射频频率在同一个频段上,因此抗雨衰性能相同.但是北斗信道具有传输时延小（小于5秒，因此消耗电能少）、碰撞率低（低于2）、天线仰角大（适合山区组网）、网管用户数据平台对用户开放（二跳传输失败时可从网管直接取数）、传输费用相对低廉等优势。通过近两年的使用，北斗卫星在我国水情系统中已有比较广泛应用。工程投资大约207。7万元。考虑到卫星终端设备费用过于昂贵，另外,虽然系统采取按时收费，还依然有较高的运行费用,所以本系统不建议采用.GSM短信信道GSM 短信息是近年来在水文和其它部门迅速崛起的一种具有组网灵活、成本低、维护方便等优势的新型通信传输手段。GSM通信网覆盖面积较大，其终端功耗低，体积小，收费低廉;系统响应速度较快，信道稳定可靠；系统容量较大，可传输的数据量大；一条短信息所能容纳的数据量最多可达100字节以上；无需中继，即可用于无线远程传输，组网十分灵活。随着公网的不断发展,并根据GSM在江西地区的实际使用情况,目前该信道可靠性已可满足水情系统的需求，但考虑到GSM短信在网络用户使用高峰期会发生信道堵塞，出现一定的延时现象，所以本设计建议采用GSM作为备用信道。GPRS/CDMA信道GPRS、CDMA 是中国移动和中国联通分别为用户提供的基于公网平台的数据传输业务。利用GPRS或CDMA平台组网，具有以下优势:系统响应速度快,传输时效好,信道稳定可靠。传输速率达9600bps，绝大部分测站的数据可在1分钟内到达中心，畅通率可达98以上.系统容量较大，可传输的数据量大.GPRS和CDMA信道无需中继，即可用于无限远程传输，加之它属于双向通信,可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活，一次性投资约153。8万. GPRS和CDMA系统设备体积小、重量轻、功耗低。由于不需要架设室外天线,安装方便，一次性建设投资少,运行费用低,防雷效果好。通信方式小结见下表：通信方案VHF（超短波）VSAT（北斗卫星)GPRS/GSM北斗星工程投资（万元)168。8207.7153.8一般性投资分析每年需交纳频占费。VSAT终端采购成本约为目前最好的VHF终端的69倍。通信费用按月租收取，1000元/月.终端采购成本低、GPRS按流量计费，费用较短信更为经济，短信0.1元/条。按实发多少取费,也可包年使用。水情系统信息包一般每包约0.5元。优点造价低，传输时延小，总体可靠性高。要求维护人员专业水平高信息传输量大。终端功耗低、体积小、传输费用低.信道无需自己维护功耗低、传输范围宽、安装方便.缺点对于长距离、地形复杂、交通不便、高山阻挡较严重的山区，需增加多级中继，维护不便。适应温度范围窄、受雨衰影响大、安装不方便、设备费用高.可靠性取决与基站和设在移动通信局内的短消息服务器的可靠性,随着目前移动通信的发展,基站的可靠性越来越高了.需由集成商解决波束锁定问题。结论适用于近坝区站.适用于中心站组网.只要移动服务开通的地方均可使用。适用于远方站。综上所述,结合XX水电站的水情测报站点分布特点以及通讯技术要求，本系统建议采用GPRS为主通道，GSM为备用通道的通信组网方案。322 系统组网设计系统采用GPRS为主通道，GSM为备用通道的通信组网方案,遥测站通过GPRS/GSM公网将数据信息发送至XX中心站，XX分中心站与XX中心站通过GPRS通信，将XX辖区内所有遥测站信息发送至XX中心站。XX中心站预留接口，与上级管理部门进行通讯。系统的网络拓扑图如下：323 XX分中心数据接入XX中心站考虑到XX与XX之间暂无任何其他通道,本方案设计采用组网方便的GPRS无线网络通道进行数据传输，该方式应具备如下功能：n 可连接读取XX分中心数据库，选择配置XX分中心所辖遥测站数据传输到XX中心站。n 具有数据缓冲功能.在广域网络通道情况较差时,将要进行远程传输的数据暂时缓存起来，待通道恢复正常后，立即将缓存的数据进行补传n 具有配置功能.可配置中心站地址（选择需连接的服务器的地址),本地厂号,中心通信服务端TCP端口号等n 实时动态显示接收到和发送出去的数据包个数n 实时动态显示接收或发送的数据的时间、数据包类型以及数据长度等n 至少支持20台站数据传输.324 XX中心站采用GPRS网络接收方式对于GPRS遥测数据采集接收，常用的方式有：采用移动专线接入方式、固定公网IP地址接入方式、或者GPRS通信终端拨号移动APN的接入方式.GPRS通信终端拨号方式因增加通信设备与无线网络连接环节则相比上两种方式而言稳定性稍差，而从移动拉专线的方式通信费用过于昂贵，所以本次设计推荐采用公网固定IP地址的方式进行数据接入.但无论GPRS数据采用何种方式接收，GPRS数据都将先经过公网，若该数据直接进入水调II区数据库则不符合电力二次安全防护规范要求。若采用反向安全隔离方式进行数据接收，则无论硬件还是软件成本将大大提高.所以本设计拟采用网络转串口的方式，该方式也是完全符合电力二次安全防护规范要求，是一种经济实用的方案.33 系统工作体制及数据流程系统采用自报式、查询-应答式兼容的混合式工作体制。一般情况下，遥测站采用自报或自报-确认方式主动向中心站发送数据，当中心站需要了解某个遥测站的当前数据时，可发送召测命令,将遥测站唤醒并采集遥测站最新的数据。中心站需要读取遥测站内存贮的自记数据时,可先将遥测站唤醒，然后发送读取自记命令，读取遥测站某一段时间内的自记数据.331 自报式工作体制及数据流程遥测站采用自报或自报确认工作体制模式采集相关数据。遥测站针对每一类传感器设定了独立的数据采集和数据通信工作策略.通常遥测站的数据采集终端、传感器处于掉电工作状态，GPRS/GSM通信模块处于低功耗值守状态。每当设定的时间到时，遥测站的数据采集终端自动触发上电，并打开传感器的电源。数据采集终端等待传感器稳定工作后，采集数据并将该数据和时标写入自记内存,如果满足发送数据条件，数据采集终端主动建立GPRS连接，发送采集到的数据。遥测站发送出数据以后,等待接收方返回确认信息，如果遥测站未收到确认信息,遥测站会自动重发数据，保证数据接收方可靠收到数据.此工作过程完成以后，遥测站重新返回低功耗值守状态。 采用自报确认的遥测站发送的数据既具有及时性,又能保证数据的无错接收，同时遥测站的耗电会大大降低.数据流程图如下:332 查询应答式工作体制及数据流程中心站需要采集某遥测站当前的数据或需要读取遥测站自记数据时，中心站通过系统监控软件向遥测站发送唤醒信号，通信终端收到唤醒信号以后，触发数据采集终端、传感器,通信终端上电，然后由中心站发出召测命令或读取自记数据命令，遥测站根据命令返回相应的传感器数据或自记数据。发送完成以后自动返回低功耗值守状态。数据流程图如下：333 中心站数据流程中心站数据接收计算机通过移动专用通讯协议和数据监控接收软件接收处理遥测站发送的信息。中心站通过数据监控接收软件将接收到的数据用统一格式存入中心站数据库.数据流程图如下：334 系统总体数据流程数据流程图如下:4 系统功能要求41 系统总体功能要求（1） 系统工作制式：自报、自报-确认和查询-应答式三种工作体制混合组网。各采集参数具有独立的工作模式。（2) 系统能实时采集水位、流量、雨量以及其他相关数据，并对数据进行存储、分析检错和预处理；（3） 系统实时数据能自动写入数据库,并按中心站的要求自动写入相应数据库库表。（4） 系统具有数据管理功能。可随意增减测站的数量及修改测站特征参数，可插入修改数据库的水位、雨量等数据，修改工作将通过密码控制由有关管理人员进行操作。（5） 系统具有采集数据密度动态控制机制，以在满足数据密度和精度要求情况下最大限度节约通信费用和电源消耗。（6） 系统能区分调试数据和实际数据，设备调试状态下的数据不能进入数据库，只作显示，供维护人员使用。（7） 系统具有可扩展性和通用性，用户可以方便地增加测站数量、接入各类传感器和通信设备，并预留与上级管理部门的接口。（8） 系统具有人工置数功能，数据接收具有确认机制.（9） 保护措施:所有输入输出引线（如电源线、传感器引线、通信线等）都需采取多级隔离、吸收措施,最大限度地避免雷击等过电压过电流对遥测终端机的破坏.（10） 各项设备要符合结构简单、可靠、低功耗原则，保证野外站能在无人值守（防盗、防人为破坏)的条件下正常工作.为适应系统野外工作条件,选择的设备应具有较高的性能指标.（11） 系统可与上级管理部门及防汛指挥系统连接，为上级防汛指挥提供依据。42 系统总体性能要求（1）系统能长期持续工作，特别是在暴雨、洪水、高温等恶劣天气条件下能稳定可靠工作。（2） 数据采集精度：满足水文自动测报系统技术规范（SL61-2003）的要求,在以下的环境条件下,保证设备正常工作:遥测站环境：15+50，相对湿度：95%(40）中心站环境:+5+40，相对湿度：90(40）（3） 遥测站电源:低功耗运行，太阳能电池配置抗连阴雨30天可正常供电,保证设备正常工作中心站电源：连续停电8小时以内可正常供电,保证设备正常工作。(4） 可靠性： 通讯畅通率99，遥测站MTBF25000h，中心站MTBF20000h，系统误码率10-543 中心站功能要求（1) 中心站可随时接收各遥测站发送的水位、流量、雨量及其它相关数据，并能对数据进行校验及合理性判断，确保数据的正确性和完整性。 （2） 数据显示功能：可以将当前和历史的水位、流量、雨情等各类信息、状态信号等以表格方式、图形方式(各种曲线）、地图分布方式显示在屏幕上，并可以进行切换. （3) 数据库管理功能：可以存储本电站全部已整编的数据资料、以及未来至少二十年的数据信息空间，并且对数据库中的信息进行查询、修改、增删，并负责维护数据库共享时的安全管理.（4） 站点设置及系统参数设置：可以动态设置站点的信息,如站名、站号、位置、类型、雨量参数、水位参数等，也可以动态设置系统参数，如遥测端口地址、端口是否开启、MODEM通讯参数、是否上网运行等（5） 中心站系统具有自动识别丢数、缺数、自动补数和故障报警、越限报警功能，具有自动和人工完成丢失数据补数功能，从而能够保证采集数据的完整性和高可靠性。(6） 中心站可对遥测终端进行远程设置.（7） 具有通信信道自动检测能力，支持通信链路备份和通信信道备份。当主无线通信链路或主通信信道发生故障时,能够在其通信范围内自动搜寻并切换到备份链路上，或自动切换到备份信道上，确保数据可靠传输.（8） 分层次模块化软件体系：层次清晰的模块化软件设计有利于提高软件的可靠性,便于软件系统的开发、维护和升级.(9) 标准的TCP/IP软件接口：采用标准的软件接口有利于和其它系统进行数据交换、扩展应用开发，可通过简单的升级硬件系统达到提高软件性能的目的。（10）系统具有双向通信功能.（11)中心站能对数据按照水文测验规范进行整编；（12）中心站能接入广域网，分别具有一个固定的IP地址；（13) 中心站与XX分中心站之间通过GPRS网络连接，XX中心站可以共享XX分中心站的所有实时数据信息.44 遥测站功能要求(1） 数据采集：能够自动实时采集水位流量、雨量设备的运行状态等数据,可现场显示。水位数据采集周期可以根据水位变化的速度快慢或降雨强度大小来设置，加密数据采集次数可进行任意配置。在大部分时间里，水情数据处于安全范围以内，数值变化也较为缓慢，此时可以采用较长的周期采集传感器数据，以节约耗电、节省自记内存等。在紧急情况（如水位超越警戒线、水位变幅较大)时，遥测站根据设定的水位上限/下限值，自动转入加密测量方式,以较短的周期采集传感器数据，以捕捉水位变化过程中的峰值。水位上限、下限、加密采集周期均可现场或远程设置。 同时具有限时发送功能，为防止水位波动太大造成遥测终端发射过于频繁，即在一次水位发送之后的一定时间间隔之内，即使水位变幅超过1cm也不发送，只有超过一定时间间隔后的水位变化才采集、发送。（2) 根据测得的水位数据及水位-流量公式由软件自动实现流量换算。（3） 数据存储：可将实时采集的数据写入采集设备的自记内存中，所存贮的数据带时标（年月日时分）。能储存一年内数据记录,并具有数据预处理、增量累加及优化存贮功能.具有低电压告警及掉电数据保护功能，当设备掉电后，保证数据不丢失.(4） 数据传输：支持自报式、自报确认式及查询应答式三种工作机制。可通过设置参数选择不同工作体制，依据设定的工作体制向中心站发送数据.可在现场或中心站远程动态设置RTU的工作参数。数据传送和对命令的反应时延小于3秒。（5） 定时或定量向中心站传送数据时，定时的时间间隔可以设定，定量中的数据量可以设定;（6) 有各种故障判断和合理性判别功能,如各种接口设备、传感器故障判断,意外程序走飞判断等，同时可以存储最近五次故障的原因和故障发生的时间;(7） 可通过设置确定遥测站所接入的传感器类型（如开关量、SDJ12、格雷码、05V电压、电阻、420mA电流等），接入方式灵活。（8） 具有超限自动告警功能，当水位超越上限警戒界线或电池电压达到下限值时，自动向中心站发送告警信息。（9） 所设置的参数自动写保护，可以人工强制保护，在人工强制保护方式下禁止任何现场编程。（10）具有数据人工置数和现场直观显示功能,以便在特殊情况下采用。采用“人工置数器”可将人工测量参数（如雨量、水位等）通过人工置数方式发送给中心站，同时显示这些参数及蓄电池当前容量、日前、时间等。（11）采用特有的软、硬掉电技术，支持休眠唤醒工作方式，极大地降低了遥测站的功耗,并可延长传感器、通信设备及蓄电池的使用寿命。（12)集成的蓄电池充放电功能可避免蓄电池损坏，大大降低将来的运行维护费用。（13)具有上电复位、定时复位、控制复位和死机自动复位功能。（14）具有调试开关.当设备在安装调试或维护维修时可选择调试功能，此时输入的数据以“调试置数”的报文格式发出，便于中心站区别处理，避免干扰数据库。5. 系统的设备构成51 水位雨量遥测站设备构成本系统水位雨量遥测站3个。每个遥测站主要由气泡式水位传感器、浮子式数字雨量传感器、遥测终端机(RTU）、通讯模块、蓄电池、太阳能板及支架、传感器电缆及连接器、电源线、避雷器等设备组成。设备配置如下:水位雨量遥测站设备表（以下是单站设备)序号设备名称数量单位1遥测终端机(RTU）1台2浮子式水位传感器1个3浮子式数字雨量传感器1个4GPRS通讯模块及天线1套5蓄电池1组6太阳能板及支架1套7充电保护器1套8信号避雷器(浪涌保护器）1只9防水电缆及连接器1套10法拉第筒1个逻辑结构图如下：52 水位遥测站设备构成本系统水位流量遥测站4个.通过有水位流量关系的过水断面，测量水位根据水位流量关系曲线换算成流量.每个遥测站主要由气泡式水位传感器、遥测终端机（RTU）、通讯模块、蓄电池、太阳能板及支架、传感器电缆及连接器、电源线、避雷器等设备组成。设备配置如下：水位遥测站设备表(以下是单站设备）序号设备名称数量单位1遥测终端机(RTU）1台2气泡式水位传感器1个3GPRS通讯模块及天线1套4蓄电池1组5太阳能板及支架1套6充电保护器1套7信号避雷器(浪涌保护器）1只8防水电缆及连接器1套9法拉第筒1个逻辑结构图如下：5。3 雨量遥测站设备构成本系统雨量遥测站11个。每个遥测站主要由浮子式数字雨量传感器、遥测终端机(RTU）、通讯模块、蓄电池、太阳能板及支架、传感器电缆及连接器、电源线、避雷器等设备组成.设备配置如下：雨量遥测站设备表（以下是单站设备）序号设备名称数量单位1遥测终端机(RTU）1台2浮子式数字雨量传感器1个3GPRS通讯模块及天线1套4蓄电池1组5太阳能板及支架1套6充电保护器1套7信号避雷器（浪涌保护器）1只8防水电缆及连接器1套9法拉第筒1个逻辑结构图如下：54 中心站设备构成本系统中心站设在XX水电站的中央控制室内,中心站设备由工作站、服务器、交换机、UPS电源、激光打印机等设备构成。XX分中心利用其现有设备，只需增加一台GPRS路由器与XX中心站通讯。设备配置如下:中心站设备表序号设备名称数量单位备注1数据接收工作站1台GPRS数据接收不符合电力二次系统安全隔离规范,无法直接接入到II区系统，支持数据接收处理后转为串口送往安全II区2水情预报工作站1台3数据库服务器1台4GSM短信息模块 1台短信备用5外网路由器1台6GPRS路由器1台用于XX分中心7UPS电源1组8网络交换机1台9激光打印机1台10遥测站维护终端1台用于遥测站维护11信号避雷器（浪涌保护器）1台12电源避雷器（浪涌保护器）1台13Windows XP PRO1套14数据采集处理