金沙電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

羅紅宇

摘 要：金沙電網(wǎng)處在偏遠(yuǎn)的礦區(qū)、山區(qū)，調(diào)度一直使用電話通信，但隨著電網(wǎng)擴(kuò)大，調(diào)度員工作量也在不斷加大，時(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況也變的越來越難?，F(xiàn)在急需配裝一套能反映電網(wǎng)情況的調(diào)度系統(tǒng)，使調(diào)度員更加快捷實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況。經(jīng)過考察及試驗(yàn)后，決定采用GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。于是提出對(duì)金沙電網(wǎng)調(diào)度通信進(jìn)行了改造，達(dá)到投資小，效果明顯。這次實(shí)例證明適合的通信裝置，是提高電網(wǎng)調(diào)度能力的有效手段，值得礦山電力企業(yè)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)傳輸與接收 GPRS 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng) 調(diào)度通信 改造方法 效益

一.引言

電力企業(yè)的調(diào)度工作是電力公司最重要的工作之一，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化是供電企業(yè)提高服務(wù)及供電質(zhì)量的重要手段。它不僅是企業(yè)管理現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是供電企業(yè)發(fā)展生產(chǎn)、搞好經(jīng)營(yíng)，提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的有力手段。

而金沙電網(wǎng)變電站現(xiàn)已達(dá)9座，主變14臺(tái)、總?cè)萘?5700kVA，發(fā)電站現(xiàn)已達(dá)14座，對(duì)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的要求也越來越高，而金沙電網(wǎng)現(xiàn)在調(diào)度工作仍是建立在一張圖、一部電話的基礎(chǔ)上.遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)快速發(fā)展的需要，金沙電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建立也變的刻不容緩。

二.調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建立

1.金沙電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)情況

（1）金沙電網(wǎng)已基本實(shí)現(xiàn)變電站、發(fā)電廠的綜合自動(dòng)化；

（2）隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大，調(diào)度室要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站、發(fā)電廠的運(yùn)行情況；

（3）為提高變電站、發(fā)電廠的可控性，要求采用更多的遠(yuǎn)方集中反事故措施等；

2.建立的方法：

金沙電網(wǎng)變電站、發(fā)電廠已基本實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，調(diào)度人員要取的變電站、發(fā)電廠的數(shù)據(jù)一直通過電話，既不方便也不快捷。如何把變電站、發(fā)電廠的數(shù)據(jù)快速傳到調(diào)度室呢？

（1）電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方法：電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸一般采用光纖及載波通信，但投入成本高，不符合云南金沙礦業(yè)股份有限公司電力公司現(xiàn)時(shí)財(cái)力情況。經(jīng)過實(shí)際考察及試驗(yàn)后，決定采用廈門四新公司的F2114無線發(fā)射模塊，無線信號(hào)采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS信號(hào)。中國(guó)移動(dòng)的GPRS信號(hào)不但擁有信號(hào)覆蓋范圍廣、信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)速度較快、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量較高、能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線以及費(fèi)用按流量計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，且每個(gè)GPRS就是一個(gè)分組性的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)GPRS能夠支持TCP/IP協(xié)議，因此其可以直接與Internet連通。

由于中國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，區(qū)域廣，利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建立虛擬企業(yè)專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端與電力調(diào)度中心GPRS無線通訊。將山區(qū)地方的變電站數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心。GPRS無線通訊的穩(wěn)定性、安全性、實(shí)時(shí)性、開放性都很好，其擴(kuò)展能力和經(jīng)濟(jì)性比傳統(tǒng)通訊方式更具優(yōu)勢(shì)。

基本原理如下：變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)通過軟件加密后傳輸?shù)紾PRS無線發(fā)射模塊上，通過GPRS（廈門四新的F2114）無線發(fā)射模塊上傳至Internet網(wǎng)上，服務(wù)器通過Internet網(wǎng)接收信號(hào)，通過服務(wù)器解密解碼傳至調(diào)度中心。見如圖一 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

（2）調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：

根據(jù)金沙電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)情況及今后變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向，結(jié)合當(dāng)今電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)的成果和計(jì)算機(jī)、通訊及自動(dòng)控制等各方面的最新技術(shù)而專門設(shè)計(jì)的。方案應(yīng)能滿足金沙礦山電力調(diào)度系統(tǒng)的要求，提高了電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，確保整個(gè)系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，提高電站經(jīng)濟(jì)效益，按少人值守、無人值班進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置，變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可與調(diào)度中心之間實(shí)現(xiàn)“遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)”等“四遙”功能。

對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)我們遵循既要先進(jìn)，也要注意實(shí)用的原則除了滿足系統(tǒng)先進(jìn)性、實(shí)用性、開放性、安全性和可擴(kuò)充性，還要考慮系統(tǒng)的投資效益及充分保護(hù)現(xiàn)有投資。針對(duì)這些應(yīng)用要求和總體原則，云南金沙礦業(yè)股份有限公司電力公司調(diào)度管理信息系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)思想是：

基于開放式網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的最新發(fā)展，便于數(shù)據(jù)資源的共享，軟件系統(tǒng)可移植和功能的可擴(kuò)展，硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可擴(kuò)充，并便于操作和維護(hù)。采用開放式的操作系統(tǒng)和應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合Intranet技術(shù)，建立全公司調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)。

綜觀信息系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)考慮到金沙電力公司的管理機(jī)制和應(yīng)用需求，我們考慮選用客戶機(jī)/服務(wù)器與瀏覽器/服務(wù)器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)有很高的執(zhí)行效率，主要用于調(diào)度工作處理。

瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)執(zhí)行效率較低，主要用在管理工作查詢等。

金沙電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖二：

三.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成：

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由調(diào)度主站（調(diào)度室）、廠站端、通信三大部分組成，但按其功能可分為：

調(diào)度主站（調(diào)度室）：

1、 數(shù)據(jù)與信息的處理系統(tǒng)：

主控計(jì)算機(jī)、外存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)信道接口。

2、 人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)：

彩色屏幕顯示器、打印機(jī)、調(diào)度計(jì)算機(jī)、調(diào)度臺(tái)。

3、 不停電電源系統(tǒng)：

交—直流整流器、直—交流逆變器、配套的直流蓄電池組。

4、 網(wǎng)絡(luò)：

國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）

通信：

1、 數(shù)據(jù)與信息的采集系統(tǒng)：

前置機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)終端、調(diào)制解調(diào)器。

2、 數(shù)據(jù)與信息的傳輸系統(tǒng)：

主站與廠站通信：基于GSM850/900/1800/1900MHz中國(guó)移動(dòng)通信智能傳感網(wǎng)絡(luò)，傳輸距離不受限制。

3、 數(shù)據(jù)與信息的處理系統(tǒng)：

主控計(jì)算機(jī)、外存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)信道接口。

4、 監(jiān)控對(duì)象的相關(guān)系統(tǒng)：

各變電站，開關(guān)站，發(fā)電廠的運(yùn)行情況包括：隔離開關(guān)，斷路器運(yùn)行情況，各回路的電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，母線電壓等。

5、 不停電電源系統(tǒng)：

交—直流整流器、直—交流逆變器、配套的直流蓄電池組。

6、 安全環(huán)保系統(tǒng)：

防雷與接地、防火與滅火、防電磁干擾與防靜電干擾、防噪聲與防震、空調(diào)與凈化、防盜與防鼠。

廠站端：

1、 數(shù)據(jù)與信息的處理系統(tǒng)：

主控計(jì)算機(jī)、加密轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、外存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、F2114無線發(fā)射模塊。

2、 人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)：

彩色屏幕顯示器、打印機(jī)。

3、 不停電電源系統(tǒng)：

交—直流整流器、直—交流逆變器、配套的直流蓄電池組。

4、 網(wǎng)絡(luò)：

中國(guó)移動(dòng)通信智能傳感網(wǎng)絡(luò)

四.建立后的效果：

2018年1月，首先對(duì)金沙35kV浪田壩開關(guān)站進(jìn)行了改造，調(diào)度室到金沙35kV浪田壩開關(guān)站架空線長(zhǎng)度為21KM，改造時(shí)間為10天。改造完成后，經(jīng)過一定時(shí)間的試運(yùn)行，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1、 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)度人員通過調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制電網(wǎng)的周波、電壓、潮流、負(fù)荷與出力；主設(shè)備的位置狀況及發(fā)電廠水位等方面的工況指標(biāo)，使之符合規(guī)定，保證電能質(zhì)量和用戶計(jì)劃用電、用水的要求。

2、 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度

在對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過調(diào)度自動(dòng)化的手段實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以達(dá)到降低損耗、節(jié)省能源，多發(fā)電、多供電、供好電的目的。

3、 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)安全分析和事故處理

導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行的因素非常復(fù)雜，且過程十分迅速，如不能及時(shí)預(yù)測(cè)、判斷或處理不當(dāng)，不但可能危及人身和設(shè)備安全，甚至?xí)闺娋W(wǎng)瓦解崩潰，造成大面積停電，給礦山帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)

損失。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全分析，提供事故處理對(duì)策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，防止事故發(fā)生以便及時(shí)處理事故，避免或減少事故造成的重大損失。

4、 改造后的運(yùn)行情況

改造完成至今，數(shù)據(jù)傳輸尚未發(fā)生任何誤傳，傳輸可靠，傳輸裝置和其配套的設(shè)備只需進(jìn)行繼電保護(hù)傳輸試驗(yàn)即可（一次設(shè)備根據(jù)實(shí)際情況和國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以1年進(jìn)行一次）。

5、經(jīng)濟(jì)效益分析

改造時(shí)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)格大約為60萬元，其中12芯光纜（含安裝）價(jià)格為每公里2萬，20KM價(jià)格為40萬，加上光纖收發(fā)機(jī)二臺(tái)，配套軟件二套，工控電腦二臺(tái)，通信管理機(jī)一臺(tái)，總計(jì)：40+0.4*2+3*2+1.5*2+4=53.8萬。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)改造費(fèi)用總計(jì)為6萬余元，其中GPRS（廈門四新的F2114）發(fā)射機(jī)一臺(tái)，工控電腦一臺(tái)，配套軟件一套，按金沙電網(wǎng)反送電網(wǎng)500KW計(jì)算（金沙電網(wǎng)不允許反送電到南方電網(wǎng)負(fù)荷，金沙電網(wǎng)里有14座發(fā)電廠），每天平均反網(wǎng)10小時(shí)，電價(jià)為每度0.4元，每天損失為：500*0.4*10=2000元，改造后減少反網(wǎng)每天可增加經(jīng)濟(jì)收益0.2萬元（昆明市供電局規(guī)定金沙電網(wǎng)不準(zhǔn)反送電上網(wǎng)），每月可增加經(jīng)濟(jì)收益6萬元。

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)改造費(fèi)用總計(jì)為6萬余元，加入改造時(shí)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的影響，改造的全部投資可在一個(gè)月內(nèi)全部收回，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

五、結(jié)束語

金沙電網(wǎng)采用無線網(wǎng)絡(luò)GPRS通訊后，電力調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)在線”、“高速傳輸”等功能，同時(shí)省去巨大鋪線工程。使電力調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化，改造達(dá)到起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，項(xiàng)目大，投資小，效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。這次調(diào)度系統(tǒng)的改造證明選擇適合的通信方法，是提高電網(wǎng)調(diào)度能力的有效手段，值得中小礦山電力企業(yè)推廣應(yīng)用。