水電站實時信息接入電網調度自動化系統(tǒng)的新型模式

馬萍+馬波

摘要：隨著電網安全運行的要求逐漸增高，衡量電網運行的最重要核心指標是供電的可靠性。作為對骨干發(fā)電單位有著獨特作用的小水電，目前自動化程度嚴重滯后，如電流、電壓、溫度等監(jiān)控手段落后，調度自動化系統(tǒng)接收不到小水電的自動化信息，無法了解小水電的發(fā)電情況，不符合提高小水電監(jiān)控的現(xiàn)代化管理需要。本文對小水電利用GPRS無線通訊技術接入調度自動化系統(tǒng)的模式做了介紹和分析。

關鍵詞：核心指標；滯后；自動化信息；GPRS

一、現(xiàn)狀與需求

小水電是縣級電網的重要組成部分，小水電站的投入運行，對于緩解電力供需緊張，合理利用水資源，保護環(huán)境等都有重要意義；隨著小水電站數(shù)量的增加，小水電對于縣級電網調度的重要性也愈發(fā)增強。小水電站由于其地理位置的特殊性，大多處于偏遠山區(qū)，交通通信十分不便，小水電根據(jù)來水情況，通常由電站決定是否發(fā)電。調度難于預測小水電站的出力情況，目前只是采用估算或乘系數(shù)的方法來估計一個數(shù)字。而電網調度、負荷預測、負荷日測、末端電壓檢測、無功及電壓管理、迎峰渡夏、渡冬、調度生產統(tǒng)計報表等，都需要用到電站發(fā)電信息。

因此，迫切需要實施小水電站信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，監(jiān)控電站運行數(shù)據(jù)信息，提高電網調度和電網運行管理水平，實現(xiàn)水電調度管理全景化和智能化。

二、整體技術方案

（一）現(xiàn)運行存在問題

傳統(tǒng)的變電站/發(fā)電站調度自動化主站接入方式主要通過 SDH、 PCM 等設備，通過光纜傳輸接入調度SCADA系統(tǒng)，單個站點一次性設備投資大，而小水電站大多分布于深山之中，交通不便，光纜鋪設的費用巨大?；虿捎秒娏d波通信等方式接入，但電力載波通信方式受到電網構架等因素影響，難以長期穩(wěn)定運行。

（二）小水電信息接入調度方案

針對現(xiàn)場小水電運行存在的問題，根據(jù)小水電運行情況，結合公司產品技術特點，提供小水電信息接入調度方案，本解決方案分為三個部分：

1.調度SCADA系統(tǒng)：該系統(tǒng)為電力公司調度自動化主站系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)部分。在調度SCADA系統(tǒng)部分增加如下設備：主站接入數(shù)據(jù)網關2：通過反向隔離裝置接收主站采集子系統(tǒng)主站接入數(shù)據(jù)網關1發(fā)送過來的E格式文件，并解析E格式文件，將解析后的數(shù)據(jù)通過IEC104通訊規(guī)約轉發(fā)給調度SCADA系統(tǒng)。

2.主站采集子系統(tǒng)：該系統(tǒng)用于采集小電源發(fā)電數(shù)據(jù)，并將所采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，轉換成E格式文件，通過反向隔離裝置上送到調度SCADA系統(tǒng)。

小水電信息采集子系統(tǒng)包含的主要設備如下：主站數(shù)據(jù)網關1：通過無線以太網通信方式，采用IEC104通訊規(guī)約采集小電源發(fā)電數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)轉換成E格式文件，通過反向隔離裝置上送到調度SCADA系統(tǒng)的主站數(shù)據(jù)網關2。主站安全網關：實現(xiàn)主站與子站之間的網絡加密通訊以及網絡安全。主站路由器：實現(xiàn)主站與子站之間的網絡路由。維護工作站：用于配置主站數(shù)據(jù)網關1的參數(shù)，監(jiān)視主站數(shù)據(jù)網關的運行狀態(tài)。

3.小水電站端采集子站：通過智能通訊裝置采集小水電站出口發(fā)電、并網發(fā)電側等數(shù)據(jù)信息，經無線加密終端加密后通過GPRS無線方式， 采用IEC104規(guī)約轉發(fā)給主站采集子系統(tǒng)。

小水電站端采集的主要設備如下：無線加密終端：用于實現(xiàn)與主站之間的無線網絡加密通訊。采集終端：采集本子站小水電出口發(fā)電、并網發(fā)電側等數(shù)據(jù)信息，采集整理，采用IEC101或IEC104規(guī)約轉發(fā)給主站采集子系統(tǒng)。

（三）小水電信息接入調度網絡拓撲圖

（四）小水電信息采集接入調度特點

1.主站采集子系統(tǒng)通過反向隔離裝置與調度SCADA系統(tǒng)相連，遵循國網安全技術要求。

2.終端加密無線通訊模塊通過 GPRS 建立加密通道與安全網關相連，利用移動數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(xiàn)了小水電站電壓、電流、有功、無功、電度等數(shù)據(jù)的定時采集存儲和查詢。實現(xiàn)小水電站數(shù)據(jù)的上送和存儲。其工作可靠、成本低，且保證采樣的時間要求。

3.不必架設電力載波通信或光纜，降低成本。

4.采集工作站視數(shù)據(jù)更新時間要求、小水電站數(shù)量來確定。

5.小水電運行數(shù)據(jù)用電信息采集接入系統(tǒng)，獲取的數(shù)量經數(shù)據(jù)網關通數(shù)據(jù)庫存儲和數(shù)據(jù)規(guī)約化處理后接入調度自動化主站前置系統(tǒng)。

6.調度自動化主站系統(tǒng)將整套小水電運行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為一個子站，將從中獲取的數(shù)據(jù)報文進行處理，獲取小水電運行數(shù)據(jù)，顯示在調度自動化主站系統(tǒng)中，將其作為重要的數(shù)據(jù)來源，運用于各種系統(tǒng)中的各個功能模塊。

三、結束語

綜上所述，小水電的自動化信息接入對地調起著重要作用，通過以上接入方式，小水電的發(fā)電出力和并網線路的信息可以送到地調監(jiān)控系統(tǒng)，為調度員的實時監(jiān)控提供了可靠依據(jù)，提高了電網運行管理水平。