近年来,随着灌区节水改造续建配套工程的深入进行,使兴电工程发生了显著变化,一方面灌溉对象不断增加,灌区作物种类多样化,造成灌区用水规律多变,用水周期延长,对灌溉供水提出了更高要求;另一方面,灌区工程内部管理体制及运行机制的改革,使管理工作向现代化迈进。如何适应灌区农业发展的需求及产业结构调整带来的灌溉供水变化,如何适应工程自身管理中需要每天处理近百万个数据的交换计算,从而解决供水管理时空跨度的问题,是灌区发展面临的首要任务。
兴电工程积极响应白银市委、市政府关于建设“数字白银”的号召,管理局领导班子经过充分论证和科学决策,根据工程现状和管理工作需要,审时度势,开拓创新,积极探索,大胆改革,围绕“水”字做文章,坚持走“科技兴水”之路,以积极的精神推进技术创新,确立了“以需求为导向,立足应用,解决管理工作中存在问题”的工作思路,研制开发出了适合兴电工程实际应用的信息化管理系统。探索出了一条可持续发展的道路,使兴电工程的管理水平走上了跨越式发展的道路。
在水利部和甘肃省水利厅的关怀支持下,在中国灌溉排水发展中心的帮助指导下,投资629.28万元,建成1个调度中心管理总站、8个泵站监控子站、3个变电站监控子站、3个水管所监控子站、办公大楼局域网及57.289km光缆传输网络。完成调度监控与信息化管理系统;泵站、变电站监控系统;视频监控系统;闸门监控系统;光纤通信网络系统;灌区基础数据库管理系统。
已建成的系统有机应用高新技术(包括:计算机网络与数据库技术、光纤通信技术、现场总线技术、先进测控技术、优化调度与决策技术等),在原有提水设备和工程设施上实现了计算机管理与控制的一体化,是一个典型的先进技术与传统设施巧妙结合的示范项目。达到高扬程多梯级提水、多渠系输水和多网点配水的远程自动监测控制,减轻工作人员劳动强度,实现少人或无人值守。建成一个集中管理、分散控制、各部门相对独立、具有远程和本地监控功能的、集行政管理、调度运行、生产及经济指标考核、数据存储等于一体的信息化管理系统。
该系统具有地域分布广、关联级数多、涉及技术领域广、实用性、经济性、可靠性要求高等特点,实现了多项科技创新:一是实现了由不同的信息网络(现场总线为主的测控网络、工业控制以太网络、光纤通信网络、计算机管理信息网络)组成的大型分布式控制系统,系统设计测控范围广、功能强大;二是利用先进的测控技术实现了大量异类信息的采集与设备监控。信息采集点数目多,种类杂,系统采用不同的信息采集单元,完成了复杂的信息测控任务,并用现场总线网络把各个单元联系起来,由功能强大的工业控制计算机进行协调、监控,并与调度中心通信。技术先进,实时性强,测控电路采用全隔离、全浮空的差动输入方式,可靠性高、抗干扰能力强;三是融合了先进的设备与技术,实现图象、声音等多媒体信息的传输与处理。在泵站安装视频工控主机、视频采集卡,高清晰度摄像机、云台控制器、视频解码器,完成视频图像实时采集,构成泵站的图像监视系统。系统信息经光纤局域网络进入调度运行管理层后,在中心监控总站和相关科室及领导,实现对泵站设备运行工况、人员工作情况的远程实时监视;四是在先进的软件平台上开发了功能强大的控制组态软件、系统调度与管理软件。各子站工控机、调度主机、维护工作站采用先进的应用软件操作平台,使整个软件系统功能强大、可维护性强、软件平台化设计,系统结构灵活多变,软件开放性强、操作简便、易于升级和扩容;五是对原有主控设备的改造设计巧妙、构思新颖,新系统与原有设备结合紧密,所增加的测控单元以及对主控设备的保护单元都是对原有设备的功能的补充和完善,使整个系统虽然没有增加大量的设备和投资,但性能却极大改善,功能更加强大;六是系统具有灵活性和开放性,能平滑升级和无缝扩容。在后续项目实施中,增加和完善社会经济效益管理考核、业务查询、电子政务、公众服务等系统。
兴电工程信息化管理系统的成功应用,为精确考核提水耗电量,准确计量水量,精确计算水费收入,提高流量变化的应变能力、改善供水的及时性和准确性以及水资源的优化配置创造了条件,具有显著的经济效益:一是确保泵站提水和闸门配水在预定流量下运行,达到调度运行总体优化和水资源优化配置。泵站提水量在同等条件下达到了最大,由原来的6m3/s增加到现在10m3/s以上。闸口利用监测设备能准确测量流过渠道的流量、精确计量水量,避免了肉眼观察的误差,通过自动控制闸门的开度能够准确地按照调度分配计划合理供水;二是保证了输水渠道和建筑物的安全运行。系统中的渠道水位和前池水位监测装置实时监测运行水位,有效地防止了以前由于高水位运行造成的跨渠事故和溢水造成的冲毁渠堤及边坡滑坡事故,每年可节省损失费用25万元左右;三是保证了电气设备的安全运行。系统实时监测泵站电气设备的工作电压、电流、功率、功率因数等参数,通过一次监测设备的精确计算使运行设备的保护值更加精确,保证了电气设备在额定状态下运行,如有载高压装置自动调节工作电压、启动同步电动机调节功率因数等等。从而提高了设备运行效率,提高调度运行管理水平,方便调度管理,提高紧急事故的监视和处理能力,保证安全运行;四是优化了运行方式。改善了供水的及时性和准确性,达到节约用水,节约能源,降低能源单耗的效果。使能源单耗由原来的4.695kWh/ktm降低到现在的4.5kWh/ktm以下,年节约电量769万kWh,节省电费230.7万元。每年比原来减少渠道和进出水池溢水、事故泄水、故障弃水340多万m3。由于泵站运行经济,效率稳定在高效区,发现问题及时,故障处理到位,基本杜绝了人为失误和责任事故,同比每年可多提水490万m3,增收水费117.6万元,渠系水利用率同比提高3%,年多供水285.6万m3;五是降低管理成本,提高了工作效率。减轻了泵站、变电站、水管所运行值班人员的劳动强度,提高了工作效率,降低运行管理费用,精减部分冗员,达到少人值守、少人巡查或无人值守。泵站运行管理人员由16人精减到9人,共有48人调整到自收自支的企业单位,年可减少人员经费110万元。
兴电灌区信息化项目的成功应用,得到国内外人事的关注和支持,并提出很好评价。水利部调研组在兴电灌区调研时认为:“兴电灌区的管理及效益,已经不是西部的水平,已经达到了超东部水平,整体走在全国前列”;美国专家霍华德•H•张教授在兴电灌区进行“水资源咨询活动”时说“你们做的很好,真的很了不起”;中日技术合作灌区参与式项目驻华专家户板•隆一行来兴电看了信息化系统操作演习后说:“这个项目已达到国际先进水平”。
在由甘肃省科技厅组织、甘肃省水利厅主持,国内知名专家参加的兴电灌区泵站监控与信息化管理系统成果鉴定会上。鉴定委员会认为:“兴电灌区泵站监控与信息化管理系统,在多级提水灌溉泵站计算机自动监控和信息化管理领域,整体上达到国际先进水平,具有良好的推广应用前景”。2006年连续获得了国家大禹水利三等奖;甘肃省科技进步三等奖;甘肃省水利科技进步一等奖。
近期,按照管理水平跻身于国家一流大型灌区先进行列这一目标,兴电工程将紧紧抓住国家大型灌区信息化建设试点单位和白银市委、市政府实施的建设“数字白银”的有利时机,结合管理实际,在已完成信息化建设目标的基础上,按照“统一规划,各负其责;平台公用,资源共享;急用先建,务求实效”的原则。计划建成兴电水利数据库中心、兴电防汛指挥系统、水资源管理决策支持系统、水土保持监测与管理信息系统、水质监测与评价系统、水利行政资源管理系统6个信息化建设项目,使兴电全面实现水利信息化。