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梯级水电站调度仿真系统设计与实现
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摘要：利用地理信息系统的DEM和三维可视化技术，建立梯级水电站流域三维场景，基于三维场景上实现流域水雨情信息、梯级水电站实时工况信息和发电调度计划的综合展示，并基于概括图对梯级水电站调度计划进行模拟预演。该系统对流域及梯级水电站的图形数据和属性数据进行高效统一的集成，可为用户提供流域场景模拟及梯级水电站调度所需的水雨情信息、实时工况信息，并对调度计划进行模拟预演，达到较好应用效果。
关键词：GIS；DEM；三维可视化；梯级水电站；发电调度计划；模拟预演
地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术，广泛应用于各个领域。梯级水电站调度受到水电站位置、集雨面积、水雨情等因素影响，而这些因素大部分同地理位置有关。利用DEM在GIS平台上建立流域三维可视化，把各要素集成到统一平台上进行综合分析，为梯级水电站调度提供技术支持。
本文以汀江流域八座梯级水电站为例。采用汀江流域的DEM数据及影像图（DOM）建立流域三维可视化平台，汇集分立于各部门的气象、水文数据，加密水文监测站网，采集水电站工况信息，通过水文预报，结合水电站出力、电网需电信息的生成发电调度计划，并基于概化图进行模拟调度，将梯级水电站统一调度与流域三维场景有机结合起来，可在三维场景中对各河段的来水、水电站发电用水等资料进行动态查询显示，并对输入的调度方案以流域概化图的形式进行模拟，实现信息可查阅、计划可预演，为梯级水电站调度、运行、管理提供一个可视化决策支持平台。
一、系统结构
梯级水电站调度模拟系统建设利用三层架构进行组织，最底层为数据层、中间为支撑平台、最上为应用层。整个系统逻辑结构如图所示：
系统逻辑结构图
二、系统功能
（一）流域综合展示
为满足汀江流域发电调度管理要求，在掌握项目区内调水河道和周边地区地形资料的基础上，建立梯级水电站调度管理一体化数字集成平台和三维虚拟环境，完成多尺度、多数据资料的数据集成。包括水情、雨情、水电站工况、水文预报、水电站运行情况等信息。
（二）调度计划模拟预演
建立梯级水电站调度三维平台与梯级水电站调度模型的数据接口，把模型数据与场景有机结合起来，可以把不同调度计划在该平台上进行模拟预演，实时模拟或历史再现不同计划的调度过程。
三、结束语
随着信息化技术的迅速发展，利用信息化技术优化水电站调度，实现水电站三维展示是未来发展的方向。通过建立水电站发电调度模拟系统，使用户可以直观查询发电调度所需的各类信息，并结合相关数学模型，基于概括图对发电调度计划进行模拟预演，将复杂的梯级电站调度决策问题清晰、科学地展现在用户面前，为决策者提供了可视化的支持环境。
Reference
[1]赵连柱孙亚军，GIS技术在城市排水管网管理与地形三维可视化中的应用，北京测绘，2007.
[2]宋洋钟炜吴康新，水电站调度三维图形仿真研究，工程图学学报，2007.
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[4]罗文佳段凡丁，水利工程三维仿真系统的设计与实现，微计算机信息，2008.
[5]朱国珍，基于DEM的地貌晕渲地图的制作，中国地名，2008.
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-全文完-
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