電力集中控制自動化特點分析

蔡坤城

摘要：隨著電網(wǎng)發(fā)展和無人值班變電站的推廣，在對電網(wǎng)進行監(jiān)測和調(diào)度的基礎(chǔ)上，調(diào)度自動化系統(tǒng)中增加了控制功能，即由調(diào)度人員承擔原來由變電站工作人員進行的設(shè)備監(jiān)視和控制工作，這種運行模式既可減少運行人員，又可讓調(diào)度人員熟悉電網(wǎng)及設(shè)備的運行情況，為正確處理事故打下基礎(chǔ)。文章介紹了集控自動化系統(tǒng)的概念及電網(wǎng)中采用集控自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性，闡述了集控自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)特點，并對集控自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)之間的關(guān)系進行了分析。

關(guān)鍵詞：集控自動化系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)

0引言

隨著電網(wǎng)發(fā)展和無人值班變電站的推廣，在對電網(wǎng)進行監(jiān)測和調(diào)度的基礎(chǔ)上，調(diào)度自動化系統(tǒng)中增加了控制功能，即由調(diào)度人員承擔原來由變電站工作人員進行的設(shè)備監(jiān)視和控制工作，這種運行模式既可減少運行人員，又可讓調(diào)度人員熟悉電網(wǎng)及設(shè)備的運行情況，為正確處理事故打下基礎(chǔ)。但是，隨著無人值班站的增多，僅僅依靠調(diào)度自動化系統(tǒng)來監(jiān)控全網(wǎng)的運行模式遇到了不少問題：①隨著無人值班站增多和站端自動化系統(tǒng)及通信手段的改善，調(diào)度自動化系統(tǒng)接收到的信息越來越多，將不斷增加調(diào)度員的工作量；②目前，自動化設(shè)備的抗干擾能力尚有缺陷，誤發(fā)信情況比較多，容易降低調(diào)度人員的警惕性，而且調(diào)度自動化系統(tǒng)在遙信處理方面手段不夠完備，會導(dǎo)致“信息淹沒”現(xiàn)象，即有些信息未經(jīng)調(diào)度員處理便被忽視了，無形中降低了電網(wǎng)的安全運行水平。

集控自動化系統(tǒng)是集實時監(jiān)控(SCADA)、運行管理、智能操作票等于一體的自動化系統(tǒng)，運行人員可通過該系統(tǒng)監(jiān)測變電站設(shè)備運行情況和對設(shè)備進行控制。

1集控自動化系統(tǒng)的建立

建立集控自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性有：

1.1很好地滿足大電網(wǎng)運行的需要。集控自動化系統(tǒng)是隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大，無人值班變電站增加而出現(xiàn)的?！稄V東省電力集團公司無人值班變電站管理規(guī)定(試行)》明確規(guī)定要建立集控中心。依照該規(guī)定，無人值班站的集控端原則上有以下三種方式：①集控端設(shè)在多個中心變電站，實現(xiàn)分片控制，有省中調(diào)調(diào)度的220KV變電站參與的無人值班變電站系統(tǒng)宜按此方式進行規(guī)劃設(shè)計；②集控端設(shè)在集中控制中心，集中控制中心和相應(yīng)的調(diào)度中心分開，集控員、調(diào)度員各負其責，可共用一套自動化主系統(tǒng)，但分用工作站；③集控端與調(diào)度中心設(shè)在一起，集控端的工作由調(diào)度員負責，但有省中調(diào)調(diào)度的220KV變電站參與的無人值班變電站系統(tǒng)，禁止采用這種方式，如果無人值班站數(shù)大于10座，也不宜采用這種方式。

筆者曾參與該規(guī)定的編制。在討論時，與會者都認為以第一種方案為最優(yōu)，建議各地區(qū)優(yōu)先采用，而該方案就要求必須建立獨立的集控自動化系統(tǒng)。

1.2可減輕調(diào)度員工作負擔。由于集控自動化系統(tǒng)的建立，調(diào)度員可專注于電網(wǎng)調(diào)度，做好負荷預(yù)測、事故預(yù)想等工作，有利于保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行。

1.3可提高設(shè)備運行水平。集控自動化系統(tǒng)從某個角度可理解為將運行人員集中在某個地點，同時對幾個變電站設(shè)備進行監(jiān)控的一種自動化手段。它為運行人員提供十分詳細的設(shè)備運行信息，可方便地掌握設(shè)備各方面的狀況，顯著提高設(shè)備運行水平。

1.4集控自動化系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)分開，有利于兩個系統(tǒng)本身的設(shè)計和穩(wěn)定運行。隨著變電二次設(shè)備微機化和通道的改善，系統(tǒng)所采集的信息量比以前增加了許多，加上目前220KV變電站推廣無人值班，所需采集的信息量也十分龐大，如果把這么大的信息量匯集到一個系統(tǒng)中，要求它既要有完善的調(diào)度功能(包括EMS等高級應(yīng)用)，又要有很好的監(jiān)控設(shè)備能力，這將對調(diào)度自動化系統(tǒng)提出很高的要求。從國內(nèi)有關(guān)自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，筆者認為還是分成兩個系統(tǒng)更能符合運行的要求。

2集控自動化系統(tǒng)組成

集控自動化系統(tǒng)組成基本與調(diào)度自動化系統(tǒng)相似，通常由以下子系統(tǒng)組成：

2.1數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)由SCADA服務(wù)器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。該子系統(tǒng)提供與廠站端設(shè)備之間的通信鏈路，完成數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視和控制功能。

2.2人機交互子系統(tǒng)人機交互子系統(tǒng)由操作員工作站、維護工作站和外圍設(shè)備組成。其中操作員工作站可以監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)、越限報警、發(fā)送控制命令以及監(jiān)視計算機系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并完成集控自動化系統(tǒng)的各種人機交互功能；而維護工作站除了具備操作員工作站各項功能外，還可以進行有關(guān)的程序開發(fā)和系統(tǒng)維護工作。

2.3局域網(wǎng)子系統(tǒng)系統(tǒng)具備雙以太網(wǎng)作為局域網(wǎng)，以提高系統(tǒng)的可靠性。雙以太網(wǎng)可工作在主/備方式或負載分流方式，當一條網(wǎng)段故障時，另一條網(wǎng)段應(yīng)能自動承擔所有網(wǎng)絡(luò)負載。

2.4廣域網(wǎng)子系統(tǒng)該系統(tǒng)用于與變電站自動化系統(tǒng)及調(diào)度自動化系統(tǒng)等遠程計算機網(wǎng)的通信，通常采用路由器。路由器應(yīng)能與雙局域網(wǎng)連接，并且通過配置不同的網(wǎng)絡(luò)通信接口卡，可實現(xiàn)不同協(xié)議和不同速率的連接。

2.5時鐘子系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)具備一套有天線及計算機網(wǎng)絡(luò)接口的全球定位系統(tǒng)(GPS)時鐘，該時鐘用于對集控自動化系統(tǒng)以及不具備GPS時鐘的廠站端設(shè)備進行對時，并提供電網(wǎng)頻率信號。

3集控自動化系統(tǒng)特點

對比調(diào)度自動化系統(tǒng)，集控自動化系統(tǒng)主要有如下特點：

3.1由于集控自動化系統(tǒng)的使用者是運行人員，故其總體設(shè)計思想都圍繞運行人員的要求進行，包括功能模塊的配置、人機界面的要求等。

3.2有完善的操作票編寫系統(tǒng)。首先，操作票可根據(jù)運行人員在接線圖上的模擬操作自動生成，并可在編寫過程中檢查各操作步驟是否正確，這里的接線圖和實時監(jiān)測的接線圖是分開的，以保證安全，但兩者畫面應(yīng)自動統(tǒng)一，以減少維護工作量；其次，如果操作票內(nèi)容都是通過集控系統(tǒng)進行的，系統(tǒng)應(yīng)能對照模擬操作，在實際操作時檢查是否依照執(zhí)行，這樣可大大提高操作的安全性，可惜由于目前國內(nèi)各集控系統(tǒng)的操作票系統(tǒng)都是純粹的編寫系統(tǒng)，和實時系統(tǒng)是分開的，未能實現(xiàn)這一點，希望有關(guān)廠家能加強這方面的開發(fā)，以滿足運行的要求。

3.3集控自動化系統(tǒng)是運行人員監(jiān)控設(shè)備的工具，對各設(shè)備的信息要求比較詳盡，必然導(dǎo)致系統(tǒng)信息量大增，因此要求系統(tǒng)信息處理能力高，主要表現(xiàn)在：①可方便屏蔽無用的信息(如設(shè)備檢修時送上來的信號)；②可對不同信息按重要等級進行分類，并可分類瀏覽，以便在發(fā)生事故時，運行人員可快速掌握情況，避免被大量的次要信息干擾，延誤事故處理時間；③對各條信息應(yīng)有確認功能，并對未確認信息數(shù)量進行統(tǒng)計，以保證所有信息都不會被忽視。

3.4遙控操作應(yīng)安全、方便、快捷。與調(diào)度自動化系統(tǒng)相比，集控系統(tǒng)的遙控操作工作量會大為增多，因為它除了對開關(guān)進行遙控外，還要對刀閘進行遙控，因此在保證遙控操作安全基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減少環(huán)節(jié)，節(jié)省時間，提高效率。一般情況下，在進行遙控操作時，操作人員和監(jiān)護人員都應(yīng)輸入密碼，以避免無關(guān)人員誤操作。但在很多操作須連續(xù)進行時，如果每次操作都要輸密碼，必然增加操作時間，但對保證安全卻沒有實質(zhì)性作用。因此，應(yīng)考慮在進行批量操作時，操作人和監(jiān)護人只輸入一次密碼即可。當然，系統(tǒng)應(yīng)有相應(yīng)辦法保證操作完成后，密碼安全體系恢復(fù)作用。

3.5集控系統(tǒng)應(yīng)與變電站MIS緊密聯(lián)系，把MIS中的數(shù)據(jù)利用起來。