浅谈近代智能化技术在水电工程中的应用

智能电网近年来的发展,对水电站的智能化管理水平和生产效率提出了更高的技术要求。随着信息技术的不断发展及其在现代水电站建设中的深入推广应用,如何根据各水电站的特点和实际情况制定智能化改造方案仍需我们继续进行探索和研究。笔者主要结合先进的互联网技术,以及我国当前水电站发展的实际情况,分析了当前大数据、云计算等互联网技术的水电站系统应用条件。同时,详细介绍了我国在智能化水电改造建设过程中的具体实施要点和改造步骤,为我国智能化水电改造建设工作提供了一些参考和意见。     

基于物联网的燕山水库大坝智能巡检系统

物联网技术的应用给现代化的大坝安全智能巡检带来了契机。针对目前水库大坝安全巡检中存在的数据散乱、信息孤岛严重和时效性差等诸多问题,将智能化的物联网技术引入大坝安全巡检中,结合传统巡检方法,提出巡检物联网的信息组织方法,以巡检指标为感知和融合对象研究了智能巡检系统架构及组成,探讨了大坝安全巡检指标体系构建、巡检信息融合和作业指导书修订等系统研发的关键技术。结合河南省燕山水库建筑物实际研发了基于物联网的大坝智能巡检系统,并归纳了系统主要功能。该系统的建立对提高水库安全管理具有重要实用价值,值得在类似工程中应用推广。     

金沙江水电工程智能建造技术体系研究与实践

运用"全面感知、真实分析、实时控制"的智能闭环控制理论,提出了以工程建设资源要素动态精准管理、业务流程数字化管理、工艺过程智能控制、实物成本精确分析、结构安全与进度耦合分析及联动调控的数字化技术和智能化技术为核心,以水电工程数据模型如大坝全景信息模型DIM为基础,以智能建造管理平台iDam为主体的智能建造技术体系,并对工程数据结构分解与编码体系、工程数据感知传输共享技术、iDam平台的系统架构与业务架构、智能建造工程绩效等关键技术进行了分析。通过统一规范的工程数据结构与编码体系,iDam平台可集成工程建设全过程的基础数据、环境数据、过程数据和监测数据,为各业务模块服务;建立的基于工程技术和管理大数据的机理分析功能,可为工程建设的业主、施工、监理、设计、科研及运行等单位服务。智能建造初步实践表明,本文构建的技术体系是科学可行的,对基础设施智能建造技术与管理体系的研究与实践具有参考价值。     

智能化大坝安全监测系统综述

本文对智能化大坝安全监测系统的目的、意义、特点、技术、功能、组成做了全面介绍,并着重叙述了系统的"智能"特征,将系统"智能"与人类智能进行了类比,以此阐明传感仪器、采集传输和信息管理是系统智能化的基础,分析评估和决策支持是系统智能化的标志,使大坝安全监测"智能化"的概念和含义更趋清晰。     

大坝浸润线智能监测分析系统

在大坝浸润线监测系统技术的基础上,通过模块化设计应用Zigbee协议、Modbus协议、工业以太网和GSM网络实现浸润线数据的传输,准确采集了不同距离监测点的实时数据。通过软件算法的设计,实现了大坝浸润线的智能分析和无人值班智能化监测。研究结果可为大坝安全监测研究提供参考。     

10kV智能变电站关键技术研究

文章通过对智能化变电站技术以及110kV智能化变电站特点的介绍,探讨了智能电网及其技术。智能电网是未来电网的发展趋势,而智能化变电站作为智能电网的重要组成部分,其设备智能化、统一平台与交互性等特点都需要相关的关键技术,如智能高压设备、统一建模等技术的支持。     

智能水电厂的体系结构

围绕智能水电厂的体系结构,提出从水电厂的一体化软硬件基础平台、统一的现地测控总线技术、智能化的决策支持技术等方面开展智能化建设工作.从厂站级和流域水电调度2个方面介绍了水电厂的智能化改造的方向以及智能化改造的具体内容.     

基于全时空关联动态控制的混凝土拱坝智能温控方法研究

针对拱坝智能温控技术没有考虑浇筑仓之间空间上温度场的关联控制及时空耦合控制，且仓块温控指标和措施是对于单个浇筑仓或单个灌区提出的，建立的温控标准和措施不够细化、全面，不能满足全坝全过程智能温控系统精细、科学、智能的控制要求等问题，建立了考虑时空关联动态控制的拱坝智能温控指标体系，该指标体系包括分区温差指标、温差梯度指标、相邻坝段坝块温差指标等；通过理论分析和全坝全过程仿真分析技术提出了相应指标的确定方法，研发了基于智能温控的全时空智能温控调控模型；开发了新智能通水模型软件，并集成到智能温控系统，形成拱坝全时空智能温控系统。拱坝全时空智能温控系统在杨房沟水电站大坝建设中的应用结果表明，全时空智能温控系统对于拱坝关键温控指标和温差控制良好，各控制指标符合率达到99%。研究成果构建出考虑时间和空间多维度的温控标准体系、调控模型和智能系统，实现了拱坝温度场全时空最优动态控制，丰富了智能温控理论，大幅提升了大坝温度控制的智能化水平。     

智能水电厂自动化系统总体构想初探

结合正在进行的具体研究项目,对智能水电厂自动化系统总目标、建设的总原则、总体构成及状态检修系统智能化、信息统一平台智能化、经济运行与智能调度等进行了探讨,讨论了智能水电厂各自动化系统的关系,并提出了水电厂自动化系统智能化建设改造方案,可供水电厂自动化、智能化领域的人员参考。     

大坝安全监测智能感知与智慧管理技术研究及应用

水库大坝安全监测是工程安全的重要保障措施,亟需结合新一代信息技术,提升大坝安全监测能力。系统总结了长江科学院近年来在大坝安全监测智能感知与智慧管理技术方面的研究及应用工作,通过研发系列化智能传感器、智能采集单元和物联网感知平台,建设统一的大坝安全监测数据资源池,开发通用化安全监测云服务系统,搭建专业数据挖掘平台和综合可视化应用,实现了大坝安全监测数据感知、传输、管理、分析及展示全链路应用,形成了大坝安全监测全生命周期智慧解决方案。研究成果已在乌东德、溪洛渡、向家坝、大藤峡等100余项水利水电工程中成功应用,为保障工程建设及运行安全发挥了重要的支撑作用,具有很好的推广应用前景。     

高拱坝建设进度与质量智能控制关键技术及其应用研究

我国高拱坝工程多位于西南高山峡谷地区,自然环境条件复杂,正面临着如何实现复杂建设条件下进度与质量的精细化管控问题。随着物联网、人工智能、大数据、智能视觉以及云计算等新一代信息技术快速发展,为高拱坝建设进度与质量智能控制提供了技术支撑。首先阐述了高拱坝建设进度与质量智能控制研究的背景、基本概念和研究内容;其次梳理了高拱坝建设进度与质量智能控制的关键技术;最后以某实际高拱坝工程为例,分析了高拱坝建设进度与质量智能控制关键技术的具体应用及取得的成果,为高拱坝工程智能化建设提供了理论基础和技术支撑。     

特高拱坝接缝灌浆施工技术与智能建造分析反馈

白鹤滩工程大坝为300 m级特高双曲拱坝,全坝共30条横缝31层灌区.为确保高质量实施大坝接缝灌浆,充分利用大坝智能温控与智能建造数据分析反馈混凝土梯级降温方式,设计合适温度梯度、混凝土龄期、横缝开张度、悬臂高度等,确定混凝土接缝灌浆的各项条件,从而判断最优灌浆时机,制定接缝灌浆系统安装标准化工艺,充分做好各项灌前准备...     

大坝填筑碾压施工无人驾驶技术的研究与应用

近年来,利用高精度定位技术以及物联网技术,对土石坝填筑碾压施工过程开展了实时智能化监控系统的研发与应用研究,取得了较好的效果。如何利用无人驾驶碾压机械实现智能施工成为了研究人员关注的焦点。利用激光雷达、短波雷达、卫星定位等关键技术,研发了不改变施工机械油路、电路等控制系统以及机械结构的无人驾驶改造技术,能够实现自主施工环境感知、自主施工行为决策、自主施工动作执行的目的。结合建立的土石坝填筑施工过程实时智能化监控系统,实现了大坝填筑碾压施工全过程智能化,有效保证了施工质量,提高了施工过程管理水平。土石坝填筑碾压施工无人驾驶技术通过在河南出山店水库大坝中的应用,验证了该技术的适用性与有效性,具有广阔的推广应用空间。     

基于物联网与三维可视化技术的大坝安全管理平台及其实现

针对大坝安全管理信息获取不够全面、数据可视不充分的问题,利用物联网技术构建了覆盖大坝空中、地表、内部、水下等全空间一体化的信息感知体系,研究了三维可视化技术在海量地形调度、大坝与地形镶嵌、安全信息在三维空间的表达等技术难点,设计了大坝安全管理平台,实现了大坝安全信息在真实地理空间的快速、高效、直观展示,为管理者提供了快速获取大坝安全性态的手段,提高了大坝安全管理水平,以三维地理信息可视技术构建流域空间参考,将不同的大坝进行统一管理,解决信息孤岛问题,推进数字、智慧化建设工作,补齐了智慧大坝安全管理在信息化领域的短板。     

大型水利水电工程施工智能控制成套技术及应用

温控防裂、混凝土施工质量和基础质量控制是300 m级特高拱坝建设期重要的技术问题。传统质量管理依赖于从业人员专业素养与责任,无法满足精细化控制要求。本文基于"全面感知、真实分析和实时控制"的智能控制理念,结合大体积混凝土施工全过程和基础灌浆等智能控制技术,实现了高坝施工质量全过程的全天候、精细化、在线实时监控和预报、预警及智能控制;构建了业务协同平台i Dam,以大坝全景信息模型DIM为核心,解决了复杂环境条件下数据采集、海量数据条件下数据挖掘、多方参与条件下数据共享、本质质量条件下数据应用,为大坝施工过程各专业、各环节的精细化管理提供了有效手段,并为其工作性态的真实分析、实时预测、施工方案的动态调整与优化提供了支撑。     

基于物联网理念的流域智能调度技术体系刍议

针对流域调度面临着监测信息不全面、传输效率低下、计算速度远远不能满足实际要求等问题,物联网技术的出现改变了这一局面,为流域调度发生突破性进展奠定了坚实基础。以此作为出发点,总结分析了流域调度的特点和要求,以及现有调度系统存在的问题,并探讨了物联网技术与流域调度的联系。以保障防洪、供水、生态、能源、航运和工程等安全为目标,提出了基于物联网技术的流域智能调度技术体系,对流域智能调度中的智能感知、仿真、诊断、预警、调度、处置、控制、综合指挥平台、数据处理和运维等关键技术进行了研究。最后在物联网技术的基础上,结合流域信息化的发展趋势和数字流域的建设,提出了＂智慧流域＂的概念。     

丰满水电站重建工程智慧管控关键技术研究与应用

丰满水电站重建工程克服原大坝加固治理过程中大量资料难以收集的困难,结合重建契机,利用BIM、虚拟现实、物联网、云计算、大数据、移动互联网等技术,成功构建了具有可视化、物联化、集成化、协同化、科学性特征的智慧管控平台。对工程建设安全、质量、进度进行全过程智慧管控,为工程参建各方提供统一沟通管理服务,解决了工程数据共享和协同问题,加强了施工过程的管控,提高了工程建设的管理水平。     

混凝土坝温控防裂智能监控系统及其工程应用

阐述了混凝土坝智能监控的基本理念,即通过成套的仪器设备和软件系统,实现施工信息的实时采集、实时传输、自动管理、自动评价、仿真与预测分析、风险实时评价与预警、反馈实时自动控制等,可以为混凝土坝的施工质量监控提供一种新的途径。本文还针对混凝土坝温控施工的难题,介绍了笔者所在的研究团队研发的混凝土坝温控防裂智能监控系统,结合鲁地拉工程提出了智能监控系统服务于混凝土温控防裂的应用模式,可在同类工程中推广。