自动化项目中的技术创新点

该项目的研究主要用于大型梯级引水、发电工程的远程监控，以实现沿线“无人值班、少人值守”，确保工程所有水工建筑物和机电设备在“安全、可靠、经济”的原则下运行。该项目在研究过程中，研究人员针对性地提出了各种解决方案，项目研究和应用最突出的创新点如下：

1.五级泵站梯级引水等流量控制、流量平衡的实现

实现引黄工程等流量控制达到流量平衡的主要控制手段有：①改变各个泵站的水泵运行台数；②调节放水闸门和流量调节阀的开度；③调节变速泵的转速；④控制泵站提水流量实现自动匹配；⑤采用对调压井、溢流井和两阶段关闭液控蝶阀的调节控制，防止水锤和水击压力以及机组的倒转逸；⑥水位控制；⑦联接段流量调节阀采用缓慢开启关闭方式；⑧顺序控制和连续控制相结合的方式。

2.实现了多种复杂控制工况相互转变

通过水泵的优化设计、水泵建模仿真计算、实时模型状态评估、预测处理功能、人机界面、系统内各控制模型的设计来实现多种复杂控制工况之间的相互转变。

3.高压力淹没式套筒阀的控制

联接段是引黄工程中完成从南干出口到太原呼延水厂的中间部分。联接段的正常运行关系到减压站的流量调节。在正常运行期间，减压阀室将完成设计流量调节并保持出水池水位，通过高压力淹没式套筒阀的逻辑控制、流量设定、流量调节阀的相互切换、出水池水位调节来实现联接段控制。

4.水位控制和小流量控制相结合的控制策略(www.xing528.com)

总三、南干一、二泵站有变速水泵可用，由于北干线将直接将水输送到用户，用户对水的需求在短时间内是在变化的，而南干线将把水输送到汾河水库。为此，GM3泵站总的调节能力将大于SM1和SM2泵站的调节能力。变速水泵的调节范围是从92%～100%的额定转速，对应的流量调节范围大约是4.00 m3/s到6.45 m3/s。对这些泵站的流量控制分为三个优先级别。级别1：前池水位上升不超过最大水位限值（防止出现溢流）；前池水位下降不低于最低水位限值（防止出现水泵气蚀）。级别2：泵站的出水流量与进水流量相匹配（流量平衡），并且不偏离于流量设定值超过±1m3/s。级别3：前池水位处于设计水位，其控制策略为：最高水位限值和最低水位限值之间的控制（投切水泵），以及平衡进水流量和出水流量的控制（连续控制），这两种控制可以分配在前池的两个水位带内。该技术应用在两个不同的控制器中，两个控制器采用相同的控制变量（水泵转速），在彼此独立的运行范围（水位带）进行控制。流量控制将应用在靠近设计水位的内部水位带，而水位控制将应用在外部水位带。水位控制是执行级别1的控制目标，流量控制则执行级别2的控制目标。级别3的控制目标是通过水位控制功能实现的，在前池水位的移动稳定下来并回到设计点后，该控制功能将被及时切换到流量控制。

5.452km全线的水力学仿真

项目组完成了全系统的水力学仿真模型：①预测影响运行的重大问题；②形成调度运行的最佳模式；③对重大主辅设备的运用提出技术要求；④提出重要控制调节点的控制调节模型；⑤形成科学的调度计划指导运行。

6.非恒定流控制

采用隐式法中的普里斯曼有限差分法和显式特征线法相结合的方式进行计算，实现有压系统和无压系统非恒定流的控制。在申同嘴水库到总三泵站的无压隧洞非恒定流控制中，采用了非给定流量放流中流量的变化、变速泵对流量的调节、出水闸井的水位、申库的水位。另外前池稳态水位是极为重要的边界条件，将决定隧洞后段数公里长的壅水曲线将不同。南干一级泵站前池稳态水位应等于正常运行水位，南干二级泵站水泵启动和停机的非恒定流控制由于其前池有效容积过小，启动时前池起始水位远低于正常水位。

7.大型引水工程无人值班、少人值守

引黄工程计算机监控系统为工程运行调度实现“无人值班、少人值守”奠定了基础。该运行原则的在引黄工程中的应用为工程的经济运行起到了重要作用，也必将成为国内外工程管理的一种趋势。