傅水祥
(浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司,浙江 杭州 310000)
華光潭水電站電量采集系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用
傅水祥
(浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司,浙江 杭州 310000)
介紹了華光潭水電站電量采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能等內(nèi)容。為滿足華光潭水電站的發(fā)展需求,實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集,統(tǒng)計(jì)匯總,綜合展示,保證電量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度,建設(shè)部署一套電量自動(dòng)采集系統(tǒng)。
電量采集系統(tǒng);ERTU;電能表;電量數(shù)據(jù)
華光潭梯級(jí)水電站工程位于浙江省杭州臨安市分水江干流昌化江上游的巨溪,電站為引水式梯級(jí)電站,由2個(gè)電站組成,共4臺(tái)機(jī),總裝機(jī)容量85MW,多年平均發(fā)電量1.85億kW·h。電站具有年調(diào)節(jié)水庫,既有發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)相功能,又有防洪抗災(zāi)能力,同時(shí)也是杭州電網(wǎng)進(jìn)行“黑啟動(dòng)”的首選電源,在保障電網(wǎng)安全方面起了重要作用。
華光潭梯級(jí)電站(一級(jí)電站和二級(jí)電站)現(xiàn)有杭州百富電子技術(shù)有限公司、湖南威勝電子有限公司及杭州西力電能表制造有限公司3家公司提供的三相四線制等多種電度表,承擔(dān)著線路、主變、廠變及機(jī)組等的所有電量數(shù)據(jù)值:正、反和有功、無功電能量雙向計(jì)量的功能,目前只有華電1128線的主副電表(2只)接入電量數(shù)據(jù)采集終端(浙江創(chuàng)維ERTU2000一只,部署于二級(jí)站繼保室)。
目前華光潭水電站通過運(yùn)行值班人員傳統(tǒng)人工手抄方式獲取每日電量數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì),該方式存在電量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和精確度低、不具備實(shí)時(shí)性、不具備自動(dòng)統(tǒng)計(jì)形成報(bào)表展示、無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等問題,已無法滿足現(xiàn)代電力企業(yè)的發(fā)展需求,因此,建設(shè)一套電量自動(dòng)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、報(bào)表形成以及數(shù)據(jù)上送已成為電站的迫切需求。
(1)精確性原則。電量采集系統(tǒng)主要是針對(duì)電度表的已有數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。那么,要保證采集過程的準(zhǔn)確無誤,就應(yīng)當(dāng)盡可能地減少不必要的中間轉(zhuǎn)換、運(yùn)算傳輸環(huán)節(jié),使電量采集結(jié)果與相應(yīng)技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的誤差范圍相符。
(2)可靠性原則。電量采集與電站經(jīng)營(yíng)管理有著密切的聯(lián)系,為了避免不必要的經(jīng)濟(jì)糾葛,對(duì)電量采集系統(tǒng)日常運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性提出了較高的要求。因此,無論是在硬件設(shè)施的配置還是軟件功能的提升上,電量采集系統(tǒng)的創(chuàng)建都要保證其先進(jìn)性,可靠性。
(3)安全性原則。一般來說,電量采集系統(tǒng)都是原始數(shù)據(jù),最終通過WEB服務(wù)器對(duì)外發(fā)布。為了防止黑客、病毒對(duì)系統(tǒng)的入侵,電量采集系統(tǒng)本身應(yīng)該配置相應(yīng)的防護(hù)措施,如設(shè)置密碼保護(hù)、開啟報(bào)警功能,對(duì)不同的訪問用戶設(shè)置不同的權(quán)限等。
(4)開放性原則。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電子設(shè)備更新?lián)Q代速度也越來越快,電能表種類多種多樣,辦公系統(tǒng)升級(jí)日益頻繁。因此,電量采集系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備開放性,促進(jìn)資源的有效共享。例如,在硬件上配置多種接口,在軟件上能拓展多種平臺(tái),支持不同的通訊規(guī)約。
(5)人性化原則。電量采集系統(tǒng)應(yīng)具備良好的人機(jī)界面,方便工作人員查詢數(shù)據(jù)。不僅如此,系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備根據(jù)需要自動(dòng)生成各類報(bào)表,運(yùn)行維護(hù)容易,操作簡(jiǎn)單、快捷等優(yōu)點(diǎn)[1]。
本項(xiàng)目建設(shè)的目的是設(shè)計(jì)部署一套電量自動(dòng)采集系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表形成、WEB展示等功能。華光潭電站為梯級(jí)電站,由一級(jí)電站和二級(jí)電站組成,電量采集系統(tǒng)需同時(shí)采集兩個(gè)電站的電量數(shù)據(jù),一、二級(jí)電站之間應(yīng)實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路如下:
電站現(xiàn)地通過電能表采集線路、主變、廠變及機(jī)組正向有功、反向有功、正向無功、反向無功等電量數(shù)據(jù),經(jīng)過內(nèi)部處理后存儲(chǔ),然后通過RS485通訊方式將電量數(shù)據(jù)傳送至電量采集終端(ERTU),ERTU將數(shù)據(jù)處理后通過網(wǎng)絡(luò)傳送至電量采集數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(部署于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)Ⅱ區(qū)),數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過單向物理隔離裝置再將數(shù)據(jù)同步傳送給電量采集WEB服務(wù)器(部署于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)Ⅲ區(qū)),由WEB服務(wù)器對(duì)電量數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)處理后進(jìn)行WEB展示發(fā)布等。
本系統(tǒng)應(yīng)具備與上級(jí)單位生產(chǎn)管理系統(tǒng)、本單位消息總線等系統(tǒng)之間通信接口功能,實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享,同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備短信接口功能,實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)以GSM短信形式發(fā)送至用戶。
如圖1所示,華光潭電站電量采集系統(tǒng)由現(xiàn)地電量采集終端(ERTU)部分(包含一、二級(jí)電站)和主站管理系統(tǒng)組成。
圖1 華光潭水電站電量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.1 電量采集終端(ERTU)部分
一級(jí)站電量采集終端(ERTU)負(fù)責(zé)采集1、2號(hào)機(jī)組、1、2號(hào)廠變、華聯(lián)1121線(華一)電度表電量數(shù)據(jù);二級(jí)電站電量采集終端(ERTU)負(fù)責(zé)采集3、4號(hào)機(jī)組、3、4號(hào)廠變、2號(hào)主變(高壓側(cè))、華聯(lián)1121線(華二)、關(guān)口(華電1128線)主、副電度表電量數(shù)據(jù),同時(shí),一、二級(jí)電站ERTU將電量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送至主站管理系統(tǒng)處理。由于主機(jī)管理系統(tǒng)部署于二級(jí)站,一、二級(jí)站之間距離較遠(yuǎn)(11 km),因此一級(jí)電站電量采集終端(ERTU)與主機(jī)管理系統(tǒng)采用光纖通訊,光纖通信抗干擾能力強(qiáng),適合長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸,而現(xiàn)地ERTU與電能表之間采用RS485通訊線連接,RS485通訊線是通過兩根通信線之間的電壓差方式傳遞信號(hào),適用于短距離的信號(hào)傳輸。
3.2 主站管理系統(tǒng)
主站管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、單向隔離裝置、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集ERTU電量數(shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后寫入數(shù)據(jù)庫軟件,以便數(shù)據(jù)的分類保存和查詢?yōu)g覽;根據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定要求,在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(安全Ⅱ區(qū))和WEB服務(wù)器(安全Ⅲ區(qū))之間部署單向隔離裝置,可以識(shí)別非法請(qǐng)求并阻止超越權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問和操作,從而有效地抵御病毒、黑客等通過各種形式發(fā)起的對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的惡意破壞和攻擊活動(dòng),保證電量數(shù)據(jù)單向安全可靠地傳輸;WEB服務(wù)器作為電量數(shù)據(jù)的綜合展示平臺(tái),根據(jù)電站生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理要求對(duì)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算形成各類電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表并進(jìn)行WEB頁面展示,同時(shí)提供接口通信功能與其他管理信息系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián),實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享,提升工作效率,提高電站綜合管理水平,滿足電站發(fā)展的需要;數(shù)據(jù)庫管理軟件負(fù)責(zé)電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)寫入、處理、調(diào)用等,同時(shí)做好數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)備份工作,軟件上做到自動(dòng)備份,人工定期手動(dòng)備份,保證電量數(shù)據(jù)的完整性和安全性。
4.1 綜合畫面展示
如圖2所示,系統(tǒng)WEB首頁對(duì)電站日發(fā)電量、月累計(jì)發(fā)電量、年累計(jì)發(fā)電量,年累計(jì)上網(wǎng)電量等電量數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)功能列表進(jìn)行綜合展示,方便用戶快速直觀瀏覽電量數(shù)據(jù),獲取相關(guān)信息。
4.2 電能表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集記錄
該功能模塊主要記錄機(jī)組、廠變、主變、線路等的正向、反向有功峰、谷、平電量數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)為電能表原始數(shù)據(jù)),方便生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)人員必要時(shí)與電能表顯示的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)。
圖2 系統(tǒng)WEB首頁
4.3 電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表
該功能模塊根據(jù)電站各部門管理統(tǒng)計(jì)需要,自動(dòng)生成各類自定義統(tǒng)計(jì)報(bào)表,有效提升各部門工作效率。
4.4 系統(tǒng)管理
該功能模塊主要對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行分級(jí)管理,對(duì)不同用戶賦予不同的權(quán)利,以防止非法操作,一般用戶只能登陸系統(tǒng)查看電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),若需要修改數(shù)據(jù)、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)等系統(tǒng)操作必須經(jīng)授權(quán)方可進(jìn)行,相關(guān)操作記錄系統(tǒng)自動(dòng)生成在案。
華光潭電量采集系統(tǒng)自2016年1月投運(yùn)以來,取代人工抄錄電量方式,數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,畫面顯示直觀易懂,用戶維護(hù)操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)生成各類自定義統(tǒng)計(jì)報(bào)表,滿足了各部門管理需求,大大提升了員工的工作效率,提高了電站綜合管理水平,滿足電站成為現(xiàn)代化電力企業(yè)的發(fā)展要求。
[1]項(xiàng) 梅.電量采集系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應(yīng)用[J].電力科技,2015(07):146-147.
TP274
B
1672-5387(2016)07-0041-03
10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.013
2016-05-26
傅水祥(1987-),男,助理工程師,從事水電站自動(dòng)化及信息通信維護(hù)管理工作。