一种水电站大水漫坝情况下溢流设备工作预警系统及方法与流程

本发明涉及溢流设备控制，特别涉及一种水电站大水漫坝情况下溢流设备工作预警系统及方法。

背景技术：

1、水电行业的溢流设备工作预警是指在水电站、水库或其他水能利用设施中，用于监测和预警溢流设备的安全运行状况和异常情况。溢流设备通常用于控制水位及调节水流量，对于水电站等重要水力设施来说，正常运行的溢流设备是保证安全和稳定运行的关键。通过水电行业溢流设备工作预警系统，可以实时监测溢流设备的工作状态，及早发现异常情况并采取措施，以减少设备损坏、提高水能利用效率，并确保水电站或水库的安全运行。实施预警系统能够帮助预测可能出现的问题，提早预警并及早采取相应的修复措施，保证水电行业设备的有效运行。但是，由于预警系统采集数据不完善且可靠性较低，导致预警系统的准确性及灵敏性较差，现急需一种准确性及灵敏性较高的预警系统，实现溢流设备的精准监控。

2、现有技术一，申请号：202111316236.2公开了一种水电站溢流结构，包括坝体、溢流通道、进水竖井、出水竖井和虹吸管道，溢流通道设置在进水竖井远离坝体的一侧，进水竖井沿坝体的内壁设置，溢流通道与进水竖井连通，出水竖井设置在坝体背离进水竖井的一侧，进水竖井内设置有若干虹吸管道，虹吸管道的一端穿过坝体与出水竖井连通。虽然具有减少对水电站下游边坡影响和破坏、同时提高水电站泄洪能力的效果；但是，其结构较为简单，功能有限，不能智能化的实现水电站溢流预警，同时浪费了人力及物力。

3、现有技术二，申请号：202010654727.7公开了一种用于水电站机组的预警系统，监控主机获取机组调速器油压装置的实时油压，用于监控机组调速器油压装置油泵运行及故障的监控模块i、用于监控运行机组数量的监控模块ii和用于监控运行供水泵数量及故障的监控模块iii均与监控主机信号连接。虽然为因机组各部瓦温过高引起的事故停机提供预警，第一时间通知运行人员，为现场处理争取更多的时间，减少机组非计划停运的发生次数；但是采集的数据不是很完善，缺少监测水位、压力、位移等关键参数的设备及措施导致不能及时发现溢流设备异常状况。

4、现有技术三，申请号：202210936704.4公开了一种水电站辅助设备运行状态分析预警方法、装置及存储介质，包括：获取预设时间段水电站目标辅机设备的启停时间数据，和发电机组的工况数据，并根据启停时间数据和工况数据，确定目标辅机设备在不同工况时的多个运行时间和/或多个启停间隔时间，并根据多个运行时间和/或多个启停间隔时间，确定目标辅机设备的健康值区间，以及根据健康值区间设置预警条件，以对目标辅机设备的当前运行情况进行预警；虽然能够结合发电机组的不同工况和目标辅机设备的运行规律进行分析，合理准确的确定目标辅机设备的健康值区间，从而提升对目标辅机设备运行的预警效果；但是无法实现自动识别异常信号并预测溢流设备的运行状态，导致不能提供更准确的预警和预测能力。

5、目前现有技术一、现有技术二及现有技术三存在预警系统采集数据不完善且可靠性较低，导致预警系统的准确性及灵敏性较差问题，因而，本发明提供一种水电站大水漫坝情况下溢流设备工作预警系统及方法，通过监测设备传感器数据实时采集和处理、预警通知和告警及紧急处理措施和应急响应方案，实现溢流设备工作预警的智能化控制。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水电站大水漫坝情况下溢流设备工作预警系统，包含：

2、数据采集及处理子系统，负责采用传感器及监测设备实时监测水位、压力及位移关键参数，并实时传输至预测模型，预测模型对关键参数进行分析，将异常情况发送至预警通知及告警子系统；

3、预警通知及告警子系统，负责将异常情况以短信、邮件、app推送及微信消息方式进行通知；同时提供监控设备界面和异常情况的数据可视化；根据不同级别的异常情况，设置不同的预警阈值和处理措施；

4、措施及响应方案子系统，负责根据异常情况的级别，触发与级别对应的预警后，匹配历史应急响应方案，分析匹配同行业案例库，提供建议应急响应方案。

5、可选的，数据采集及处理子系统，包含：

6、传感器数据采集模块，负责通过传感器采集监测水库或河流的水位变化水位数据、监测水库或河流的流量数据、监测水坝的应力和变形情况的坝体应力数据、监测渗流水位和渗流量的坝体渗流数据及监测土壤含水量变化的土壤含水量数据；

7、气象数据采集模块，负责通过监测设备采集监测降雨情况和降雨强度的降雨数据、监测坝址附近的风速情况的风速数据及监测地震活动情况的地震数据；

8、静态数据采集模块，负责采集传感器监测指标范围设置指标阈值的指标规则设置阈值、定期提醒对溢流设备的检修和维护的历史故障数据及同行业事故案例的同行业案例数据。

9、可选的，数据采集及处理子系统，还包含：

10、频率范围设定模块，负责按照传感器数据、气象数据及静态数据的类别，将其对应的传感器或监测设备设定三个传输频率范围；

11、信号幅度处理模块，负责根据第一传输频率范围、第二传输频率范围及第三传输频率范围设定对应的功率放大器，提升传感器数据、气象数据及静态数据的信号幅度；

12、频率范围识别模块，负责对传输频率范围进行识别，根据传输频率范围选择对应的功率放大器，通过有线或无线方式传输到数据采集服务器或云端数据库进行存储，在传输至对关键参数进行分析预测模型。

13、可选的，传感器数据的传输对应第一传输频率范围，气象数据对应第二传输频率范围，静态数据对应第三传输频率范围；第一传输频率范围预设为千赫兹-百兆赫兹，第二传输频率预设为百赫兹-千赫兹，第三传输频率范围预设为十赫兹-百赫兹。

14、可选的，预警通知及告警子系统，包含：

15、信息关联模块，负责接收异常情况的结果，根据结果产生响应通知的操作指令，响应于异常情况在发生时间节点的传感器或监测设备，建立结果与至少一种通知类别相关联；

16、可视化处理模块，负责根据结果、事件节点及传感器或监测设备的信息，在监控设备界面进行异常情况的数据可视化处理；

17、报警级别确定模块，负责获取异常情况对应的至少一个属性参数，依据属性参数确定对应的预警阈值和处理措施；其中，属性参数用于表征报警事件，属性参数包括报警时间和/或报警类型和/或报警区域；在确定预警阈值之后的指定时长内接收外部输入的异常情况结果，依据异常情况结果和预警阈值确定报警事件对应的目标报警级别和处理措施。

18、可选的，措施及响应方案子系统，包含：

19、处置措施获取模块，负责根据异常情况的级别，触发与级别对应的预警，发出预警，根据异常情况的属性参数及级别，获取对应的历史应急响应方案；

20、响应方案获取模块，负责根据历史应急响应方案，得到第一应急响应方案，第一应急响应方案包含水电站的最大发电量，根据异常情况的属性参数及级别，对第一应急响应方案进行评估，获得评估结果，并根据评估结果与同行业案例库进行匹配，得到第二应急响应方案；

21、响应方案判断模块，负责判断评估结果是否达到阈值，达到阈值，则判断同行业案例库中存在与当前异常情况的属性参数及级别对应的应急响应方案，第一应急响应方案即为第二应急响应方案；判断评估结果未达到阈值，则判断第一应急响应方案不存在于同行业案例库，将第二应急响应方案作为与当前异常情况的属性参数及级别对应的应急响应方案。

22、本发明提供的一种水电站大水漫坝情况下溢流设备工作预警方法，包含以下步骤：

23、采用传感器及监测设备实时监测水位、压力及位移关键参数，并实时传输至预测模型，预测模型对关键参数进行分析，将异常情况发送至预警通知及告警子系统；

24、将异常情况以短信、邮件、app推送及微信消息方式进行通知；同时提供监控设备界面和异常情况的数据可视化；根据不同级别的异常情况，设置不同的预警阈值和处理措施；

25、根据异常情况的级别，触发与级别对应的预警后，匹配历史应急响应方案，分析匹配同行业案例库，提供建议应急响应方案。

26、可选的，异常情况的处理过程，包含以下步骤：

27、接收异常情况的结果，根据结果产生响应通知的操作指令，响应于异常情况在发生时间节点的传感器或监测设备，建立结果与至少一种通知类别相关联；

28、根据结果、事件节点及传感器或监测设备的信息，在监控设备界面进行异常情况的数据可视化处理；

29、获取异常情况对应的至少一个属性参数，依据属性参数确定对应的预警阈值和处理措施。

30、可选的，属性参数用于表征报警事件，属性参数包括报警时间和/或报警类型和/或报警区域；在确定预警阈值之后的指定时长内接收外部输入的异常情况结果，依据异常情况结果和预警阈值确定报警事件对应的目标报警级别和处理措施。

31、本发明的数据采集及处理子系统采用传感器及监测设备实时监测水位、压力及位移等关键参数，并实时传输至预测模型，预测模型对关键参数进行分析，将异常情况发送至预警通知及告警子系统；利用先进的数据分析和机器学习算法，对监测数据进行实时分析和处理；通过建立预警模型，系统能够自动识别异常信号并预测溢流设备的运行状态，提供更准确的预警和预测能力。预警通知及告警子系统将异常情况以短信、邮件、app推送及微信消息等方式进行通知，能够及时将预警信息发送给相关人员，可以确保各级人员能够及时接收到预警信息，采取相应的紧急处理措施。同时提供监控设备界面和异常情况的数据可视化，使用户能够实时了解溢流设备的运行状态和预警信息；同时，系统还提供远程监控和远程管理功能，方便远程操作和处理故障；根据不同级别的异常情况，设置不同的预警阈值和处理措施，可以更好地适应复杂的溢流设备工作环境，提高预警系统的准确性和灵敏性；措施及响应方案子系统根据异常情况的级别，触发与级别对应的预警后，匹配历史应急响应方案，分析匹配同行业案例库，提供建议应急响应方案；上述方案通过实时监测和分析关键参数，及时发现异常情况并进行预警，以防止可能发生的灾害或事故；通过提供多种通知方式，可以及时通知相关人员并采取相应的处理措施，提高应急响应的效率。同时，通过数据可视化，可以直观地了解监测设备的状态和异常情况，帮助决策者做出正确的决策；通过匹配历史应急响应方案和同行业案例库，可以提供针对性的建议和响应方案，进一步提高事故应对的准确性和效果。总体来说，本实施例的意义是保障人民生命财产安全，提高应急响应能力，减少损失和风险。

32、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

33、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。