馬萍+馬波
摘要:隨著電網(wǎng)安全運行的要求逐漸增高,衡量電網(wǎng)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(diào)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(diào)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(wǎng)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(wǎng)調(diào)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(diào)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(wǎng)調(diào)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(diào)度生產(chǎn)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(wǎng)調(diào)度和電網(wǎng)運行管理水平,實現(xiàn)水電調(diào)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(diào)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(diào)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(wǎng)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(diào)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(chǎn)品技術特點,提供小水電信息接入調(diào)度方案,本解決方案分為三個部分:
1.調(diào)度SCADA系統(tǒng):該系統(tǒng)為電力公司調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)部分。在調(diào)度SCADA系統(tǒng)部分增加如下設備:主站接入數(shù)據(jù)網(wǎng)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(wǎng)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(diào)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(diào)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(wǎng)關1:通過無線以太網(wǎng)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(diào)度SCADA系統(tǒng)的主站數(shù)據(jù)網(wǎng)關2。主站安全網(wǎng)關:實現(xiàn)主站與子站之間的網(wǎng)絡加密通訊以及網(wǎng)絡安全。主站路由器:實現(xiàn)主站與子站之間的網(wǎng)絡路由。維護工作站:用于配置主站數(shù)據(jù)網(wǎng)關1的參數(shù),監(jiān)視主站數(shù)據(jù)網(wǎng)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(wǎng)發(fā)電側等數(shù)據(jù)信息,經(jīng)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(wǎng)絡加密通訊。采集終端:采集本子站小水電出口發(fā)電、并網(wǎng)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(diào)度網(wǎng)絡拓撲圖
(四)小水電信息采集接入調(diào)度特點
1.主站采集子系統(tǒng)通過反向隔離裝置與調(diào)度SCADA系統(tǒng)相連,遵循國網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關通數(shù)據(jù)庫存儲和數(shù)據(jù)規(guī)約化處理后接入調(diào)度自動化主站前置系統(tǒng)。
6.調(diào)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(diào)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(diào)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(wǎng)線路的信息可以送到地調(diào)監(jiān)控系統(tǒng),為調(diào)度員的實時監(jiān)控提供了可靠依據(jù),提高了電網(wǎng)運行管理水平。