南水水电厂在韶关市乳源县境内，采用引水式发电，大坝距厂房约12 km，电厂总装机容量为75 k W。20世纪90年代之前，这里交通、通信极不发达，库区水情信息多靠人工观测，没有库区预报，水库调度靠载波通信，受控于广东省电力中心调度所。
1 系统概况
1994年10月，南水水库水情遥测自动化系统正式立项建立，1995年4月投入运行；1996～1998年，南水电厂机组监控自动化系统改造完毕，中心控制室实现少人值班、无人值守；1997年10月，南水电厂微波通信工程竣工；2000年4月，南水卫星通信开通。南水电厂实现水库调度自动化已经具备了基本条件。
1998年11月，广东省属7大水电厂与南京自动化研究院通信所及河海大学合作，开发了广东省电力企业集团公司水电厂水电联合调度系统（以下简称“水电联调系统”）。该系统不但将各厂独立运行的自动化系统连成一个局域网络，而且将7大省属水电厂与省电力中心调度所连成了一个广域网络，做到资源共享，形成了广东省电力系统水电厂水电联合调度的新局面。
南水电厂水库调度自动化系统属于“水电联调系统”的一个子系统，它是由水情遥测自动化系统、机组监控自动化系统、洪水预报、调度预报系统及水调分中心管理系统联合组成的。
2 系统网络设计
2．1 网络通信方式
系统网络通信分为2部分：一是通过光缆将水电厂机组监控系统与水情自动测报系统连接起来，形成监控水情局域网，厂内数据共享；另一部分是通过9 600 bit／s专用微波通道、路由器，将南水电厂局域网与广东省电力中心调度所服务器相连，形成广域网，构成水电联调系统，可互相访问进行数据交换。一旦微波通信中断，系统便自动切换到卫星通信，保证与省电力中心调度所的联系。
2．2 网络与其它子系统的接口
通过网络、监控通信计算机，用数据进程传输的方式与厂内监控系统进行数据交换；通过网络中调度所服务器进行数据交换；直接采用数据库系统与洪水预报调度系统进行数据交换。
3 系统功能
水库调度自动化系统是在Windows NT4．0，Oracle7．3数据库平台上，用VC＋＋语言开发出来的。它是集水情、监控、水务计算、洪水预报调度作业、水库运行管理于一体的网络系统。分中心服务器设在水文班，24 h在线运行，承担大量的数据通信、计算和存储工作，并留有与信息管理系统的接口。
3．1 实时数据采集
实时数据采集包括：实时接收水情测报系统遥测数据；实时接收机组监控系统运行数据；接收网络采样数据，与其他水情测报系统交换数据；维持中心实时库及中心管道连接；整点处理数据库及数据库的自动维护。
3．2 网络通信
网络通信功能有：根据TCP／IP协议，从命名管道接收实时数据并传送到中心服务器；定期检测洪水预报文件，完成洪水预报、调度预报结果传送；传送调度命令、水务计算结果及闸门设置数据；接收中心转发数据并写库；判断TCP连接是否正常，维持定期连接；自动检测通道状态，记录网络运行情况；在通道情况较差时具有一定的数据缓冲功能；具有配置功能，可配置中心双机名和本地命名管道名，本地厂号，中心端口号；当微波通信中断时，系统可自动切换到卫星通信，保证系统与省电力中心调度所的联系。
3．3 图形系统
图形系统由图形驱动器和图形编辑器2大部分组成。图形驱动器的主要功能是显示经过编辑、存储并登记的水情系统图形。图形显示时最多有4层，图形可放大缩小，并有导航器，另外还有打印预览和打印功能，对于多级画面调用还有返回功能。图形编辑器的主要功能是用来编辑水情系统的应用图形画面，并对图形画面进行存贮、登记，便于用户二次开发。
3．4 报表系统
报表系统由报表显示系统、报表编辑系统、报表函数扩充工具3部分组成，用户界面友好，功能强大、扩充性很好，用户既可以独立应用，也可以在集成到应用系统中后，方便、灵活地进行二次开发，按照不同的需求生成各种各样的表格，满足不同的应用需求。
3．5 水务计算
水务计算功能主要是自动完成水电厂水量平衡计算过程，并将水务计算结果写库，向中心站远程传输。另外，为了保证在EMS系统和水情遥测系统故障时不使水务计算中断，程序考虑了可能出现的各种故障现象，提供人工插补数据和人工修改数据界面，保证水务计算的连续性和计算结果的正确性。
3．6 资料查询
资料查询主要功能是满足用户查询资料，查询内容包括实时数据、历史数据、水务计算结果、预报结果，并可对多年资料进行对比分析，查询资料时可以“时段”、“日”、“旬”、“月”、“年”为单位任意查询，资料显示时会在第一行给出数据的特征值，包括累计值、最大值、平均值。用户使用起来非常方便。
3．7 气象预报调用
分中心气象预报调用是利用Windows NT的Internet Explorer功能，用工作站做服务代理，直接从网上调用广东省电力集团公司中心服务器上的气象预报文件，而广东省电力集团公司中心是通过modem与省气象台连成拨号网络，签定有偿服务协议后，气象台每天应将最新的气象预报文件送到广东省电力集团公司中心服务器上。快速准确地预报库区天气消息，为水电厂防洪度汛提供了科学决策的依据。
3．8 洪水预报、调度预报
洪水预报、调度预报软件是南水调度自动化系统的重要组成部分，它与分中心服务器数据库直接进行数据交换，将预报结果和调度结果传送到广东省电力集团公司中心服务器，供调度决策参考。软件由预报模型、实时校正模型和调度模型3部分组成。
4 系统运行情况
4．1 网络通信
厂内水情分中心与监控EMS系统的光缆通道非常稳定，自系统运行以来仅由于监控系统主机重启中断过一次；分中心与省电力中心调度所中心站的微波专用通道不太稳定，时有中断现象发生，但中断历时一般不超过2 min，运行以来由于雷击，有过一次较长时间的中断，时间大约24 h。2000年4月，卫星通信备份建成后，系统通信一直保持稳定，自动切换功能正常。
4．2 实时数据的接收
水情遥测数据基本稳定，统计至1999年6月底，遥测系统畅通率达99．3％；系统可靠度为97．0％；系统年平均无故障时间（MTBF）为5 586h；只要加强对外站的维护，基本不会影响系统运行。EMS数据通道正常，但数据传送准确程度不太好，如：“开机、并机、停机”等事件量经常出现错报、漏报现象，“发电量”也不准确，传得较准的是“出力”和“状态量”。
4．3 数据精度
水务计算结果：包括机组发电流量、运行历时、发电量、耗水率、水库入库流量、出库流量等，我们经过两年的资料对比，认为数据精度基本满足计算要求。洪水预报结果：通过对1995～1999年11场洪水预报合格率进行统计，平均合格率分别为：洪峰，85．1％；洪水量，91．7％；洪峰滞时，97．9％。
5 系统效益
a）在水库调度方面
1998年，由于充分利用水库调度自动化系统进行合理调度，电厂全年平均发电耗水率创历史最低，比历年均值减小了0．3 m3／k Wh，若以1998年全年发电量440．18 GWh计算，节约用水1．32×108 m3，折合电量约36．67 GWh，可创产值人民币366．7万元。
b）在防洪度汛方面
水情遥测系统的建立全面，改善了原来只能依靠人工观测流域水情的落后状况。通信系统和网络系统的建立改变了流域原来只能依靠电话通信传递水情的局面，为南水水库安全防洪度汛提供了有力的保证。洪水预报、调度预报系统的建立，增长了流域洪水预报的预见期，特别是南水水库近年来防汛形式相当严峻（由于下游排洪河道人为设障严重，行洪能力下降），系统的建立为科学决策控制运用水库提供了依据。
c）在减人增效方面
自动化系统的建立为水电厂实现少人值班，无人值守提供了前提条件。
6 系统运行存在的问题
该系统从投入运行以来，还存在以下一些问题：
a）对于遥测系统外站的故障现象，软件提供的判断手段不多，且报警方式不明显；
b）资料查询功能还不够强大；
c）洪水预报与调度预报没有采用自动计算，结果不连续，广东省电力集团公司中心站查询不方便；
d）发电量的统计还不准确，不能作为统计值上报；
e）遥测水位计精度不够，影响水务计算精度，特别是入库流量计算有时出现负数。
7 结束语
南水水库调度自动化系统的建成与投运，可以说是现代科学技术在水电厂成功应用的一个实例，也是水电厂逐步迈向现代化管理的重要一步，它的尝试为实现水电厂管理自动化提供了一定的实践经验。
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