新能源區(qū)域生產(chǎn)運營中心設計探討

曾佳佳

（五凌電力有限公司新疆分公司，新疆 烏魯木齊830026）

1 引言

風能、光能作為清潔的可再生能源，日益引起世界各國的注意，新能源發(fā)電技術已基本趨于成熟。目前國內(nèi)風電、光伏等新能源發(fā)電行業(yè)建設如火如荼，各大發(fā)電集團、私營企業(yè)等紛紛介入其中，并已各自積累了一些已投產(chǎn)發(fā)電的場站，生產(chǎn)經(jīng)營工作隨之而來。為促進發(fā)電公司的科技進步，集中運行監(jiān)控，統(tǒng)一調(diào)配資源，提高生產(chǎn)運營標準化管理水平，提高勞動生產(chǎn)率，以人為本，改善員工工作與生活環(huán)境，穩(wěn)定員工隊伍，為公司的后續(xù)發(fā)展積蓄力量，部分公司正積極嘗試新能源生產(chǎn)運營中心的建設工作。規(guī)劃先行、謀定后動，在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的前提下，科學有序地推進區(qū)域生產(chǎn)運營中心建設各項工作勢在必行。統(tǒng)籌新能源區(qū)域生產(chǎn)運營中心規(guī)劃建設，借助專業(yè)設計、實施單位開展新能源生產(chǎn)運營中心的建設工作，穩(wěn)步推進新能源場站管理模式的創(chuàng)新，促進新能源板塊生產(chǎn)運營管理水平的提高和科技進步，提升公司核心競爭能力，為新能源場站運營管理模式的優(yōu)化，積累沉淀更多先進的管理經(jīng)驗，并在后續(xù)生產(chǎn)運營中心不斷探索、完善，最終形成一套可供復制的先進的新能源管理模式。

2 區(qū)域新能源生產(chǎn)運營中心設計探討

2.1 功能定位

生產(chǎn)運營中心全面負責所在區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)運營中心建設和新能源項目的生產(chǎn)運營管理，包括發(fā)電運行、設備維檢、安全管理、市場營銷、應急處理、重大缺陷處理等工作，是所轄區(qū)域內(nèi)所有場站的生產(chǎn)技術管理中心、發(fā)電生產(chǎn)調(diào)控中心、市場營銷協(xié)調(diào)中心、信息收集傳遞中心以及應急響應指揮中心，為區(qū)域內(nèi)的最高生產(chǎn)調(diào)控指揮中心。

2.2 管理模式

根據(jù)“集中運行監(jiān)控、統(tǒng)一資源調(diào)配、內(nèi)外協(xié)同管理、場站少人值守、設備檢修外委”的管控模式，區(qū)域新能源生產(chǎn)運營中心設置綜合營銷部、技術安全部、調(diào)度運行部、設備管理部4個部門，全面負責所在區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)運營中心建設和新能源項目的生產(chǎn)運營管理，包括發(fā)電運行、設備維護、安全管理、市場營銷、應急處理、重大缺陷處理等工作，是區(qū)域內(nèi)的最高生產(chǎn)調(diào)控指揮中心。

（1）綜合營銷部職能定位

對區(qū)域內(nèi)場站的電量營銷進行集中管理，進行區(qū)域內(nèi)電力市場分析、研究工作；統(tǒng)計分析“兩個細則”獎懲情況，制定改進措施；協(xié)調(diào)電網(wǎng)調(diào)度關系，爭取更高的負荷率、更多的機組利用小時數(shù)和合理的設備檢修計劃；及時掌握和研究本區(qū)域內(nèi)競爭對手情況及電力市場營銷相關政策；負責人員培訓、綜合后勤管理，非生產(chǎn)性物資管理。

（2）技術安全部職能定位

對區(qū)域內(nèi)場站生產(chǎn)技術、安全環(huán)保進行統(tǒng)一管理，制定與生產(chǎn)有關的制度、標準、流程；持續(xù)開展安健環(huán)體系建設及安全生產(chǎn)標準化達標評級；對區(qū)域內(nèi)場站的自然災害及突發(fā)事件進行統(tǒng)一應急響應指揮，與各場站實現(xiàn)應急響應處置聯(lián)動；完善應急管理體系，健全應急處置預案，定期組織應急響應演練。

（3）調(diào)度運行部職能定位

采取“一人一席多場”的方式對區(qū)域內(nèi)場站設備實行遠程集控運行與統(tǒng)一調(diào)度管理；生產(chǎn)運營中心直接接受電網(wǎng)調(diào)度機構的調(diào)度指揮和業(yè)務管理，對所控場站所有受控設備進行遠方集中監(jiān)視，具備控制與調(diào)節(jié)等操作功能；現(xiàn)場設備的操作由各場站值守人員承擔；負責區(qū)域內(nèi)場站的生產(chǎn)信息收集整理及報送；負責上級單位及區(qū)域內(nèi)場站各項生產(chǎn)指令和管理要求的下達與傳遞。

（4）設備管理部職能定位

負責區(qū)域場站設備設施管理、生產(chǎn)工程管理，生產(chǎn)物資管理，對備品備件進行集中調(diào)配；對區(qū)域內(nèi)場站實施設備維護、檢修資源的集中調(diào)配，負責設備設施檢修維護管理。負責區(qū)域集中監(jiān)控系統(tǒng)的建設管理；負責區(qū)域集中監(jiān)控系統(tǒng)設備維護管理；負責后續(xù)場站接入；負責對已建在建場站的電力二次系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)建設實行統(tǒng)一規(guī)劃管理；負責區(qū)域新能源生產(chǎn)運營中心信息化建設管理。

（5）各場站職能定位

負責現(xiàn)場安全保衛(wèi)、日常巡視、設備現(xiàn)地操作、周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，確保設備安全、穩(wěn)定運行；發(fā)現(xiàn)異常情況及時向區(qū)域生產(chǎn)運營中心報告；負責本場站內(nèi)生產(chǎn)事故的隔離處置和應急情況下的響應。

2.3 區(qū)域新能源生產(chǎn)運營中心系統(tǒng)建設方案探討

（1）建設思路

區(qū)域新能源生產(chǎn)運營中心系統(tǒng)建設遵循“區(qū)域規(guī)劃、集中監(jiān)控、少人值守”的原則，積極穩(wěn)妥推進，同時為新疆電網(wǎng)和場站的安全做好各項保障措施。

（2）功能要求

區(qū)域新能源生產(chǎn)運營中心集控系統(tǒng)基本功能應滿足但不限于以下：

1）實時控制系統(tǒng)為分層分布開放式架構，數(shù)據(jù)庫及軟件按模塊化、結構化設計，支持各種應用軟件及功能的開發(fā)應用，支持第三方軟件在系統(tǒng)上無縫集成和可靠運行，支持多種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通信接口，使系統(tǒng)能適應功能的增加和規(guī)模的擴充，并能自診斷。

2）能接受電網(wǎng)調(diào)度機構命令或AGC、AVC指令及預定的負荷曲線，實現(xiàn)對各場站的集中監(jiān)控功能。可向場站的各監(jiān)控子系統(tǒng)直接發(fā)送控制指令，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視以及經(jīng)濟運行、集中分析管理功能，實時、準確、可靠并有效地完成對各場站所有被測控對象的安全監(jiān)視和控制。

3）能實現(xiàn)生產(chǎn)運營中心直接向電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)及上級單位傳送各場站的運行參數(shù)和信息數(shù)據(jù)，并可自動接受電網(wǎng)調(diào)度機構的調(diào)度命令，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠的上傳與下達。

4）可對生產(chǎn)運營中心所屬場站主要電氣設備、關鍵設備安裝地點以及周圍環(huán)境進行全天候的圖像監(jiān)視及安全警戒，以滿足電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)所需的監(jiān)視設備關鍵部位的要求。

5）統(tǒng)一且可配置的數(shù)據(jù)接口，能實現(xiàn)對生產(chǎn)運營中心風功率及太陽能輻射預測的集中管理及生產(chǎn)信息的綜合展示。

6）能滿足調(diào)度數(shù)據(jù)、集控數(shù)據(jù)、調(diào)度語音、行政語音等業(yè)務需求，相關調(diào)度通信設備能實現(xiàn)調(diào)度的集中管理。

7）能實現(xiàn)場站關鍵機電設備的狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析功能，為設備的狀態(tài)檢修提供決策依據(jù)。

8）采用的網(wǎng)絡技術應符合國際及國內(nèi)標準，滿足信息實時、準確、安全、可靠地交換傳輸。網(wǎng)絡設備應有開放的接口，擁有良好的維護、測量及管理手段，能隨需求變化而擴展，實現(xiàn)集控數(shù)據(jù)專用網(wǎng)絡及信息網(wǎng)絡的集中管理。

9）各系統(tǒng)軟硬件平臺架構均應滿足國家經(jīng)貿(mào)委及能監(jiān)辦關于電力二次系統(tǒng)安全防護的相關管理規(guī)定及要求。

10）系統(tǒng)高度可靠、冗余，實時性好、抗干擾能力強，不因任何1臺機器發(fā)生故障而引起系統(tǒng)誤操作或降低系統(tǒng)性能。關鍵系統(tǒng)設備均應采用雙路冗余供電方式設計。系統(tǒng)的局部故障不影響現(xiàn)場設備的正常運行，系統(tǒng)的MTBF、MTTR及各項可用性指標均滿足國家相關行業(yè)標準及國際電信聯(lián)盟ITU-T的有關建議與要求。

（3）生產(chǎn)運營中心用房地點選取及功能區(qū)設置

生產(chǎn)運營中心用房應選定在縣級以上地區(qū)城市，擬購置場所應選取距離變電站較近的地點建設運營中心，建設場所應有可靠的電源，可由2個不同的方向接入電力系統(tǒng)通信網(wǎng)，應考慮人員辦公、生活場所，應有相應的安保措施。

生產(chǎn)運營中心機房及控制室建設應依據(jù)國家有關標準和集團建設項目有關建設規(guī)范指引，按照“技術先進、功能齊全、安全可靠、經(jīng)濟適用、適當超前”的總體原則和符合行業(yè)發(fā)展方向的解決方案實施。并充分考慮方便今后的運行維護，及能有效降低機房運行及維護成本。應按不低于B級標準的機房建設。

（4）生產(chǎn)運營中心集控主系統(tǒng)建設

1）建設原則

安全性原則：系統(tǒng)的規(guī)劃設計和工程實施要遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，保障監(jiān)控和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的安全。安全設備需經(jīng)有關部門專業(yè)認證。

高可靠性原則：系統(tǒng)關鍵設備均應冗余配置，必須支持RAID冗余陣列方式，重要數(shù)據(jù)容災及備份。

統(tǒng)一、開放數(shù)據(jù)平臺原則：系統(tǒng)應采用集成度、數(shù)據(jù)整合度高的統(tǒng)一開放數(shù)據(jù)平臺，提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)發(fā)布、安全管理等基礎功能。

充分可擴展性原則：系統(tǒng)平臺應滿足新能源場站現(xiàn)有規(guī)模及遠景規(guī)劃的接入擴充需求。

易用性和易維護性的設計原則：系統(tǒng)平臺的功能設計應確保高度的可操作性（易用性），便于運營中心系統(tǒng)維護人員的日常維護管理工作。

功能模塊化原則：系統(tǒng)平臺功能應采用模塊化的設計原則，各模塊的功能劃分清晰并相對獨立，便于獨立開發(fā)、測試和升級維護以及功能的擴展。

通信接口標準化原則：系統(tǒng)平臺與外部平臺的應用系統(tǒng)之間的接口應遵循統(tǒng)一的接口規(guī)范，并提供多種標準的外部訪問接口。

2）主系統(tǒng)架構

生產(chǎn)運營中心承擔本區(qū)域場站集中控制管理職能，是區(qū)域各場站的集中控制、優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟運行中心，以及設備運行、繼電保護、自動化、通信專業(yè)技術管理中心，通過建設結構合理、功能完善、接口開放、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的綜合自動化系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)所屬多個場站五遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視）功能以及生產(chǎn)運營中心所屬各場站應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、集中管理，為各種高級應用提供一體化的支撐平臺。主要包括電力通信系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、集中式風（光）功率預測系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)、視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設等。主系統(tǒng)架構可分為生產(chǎn)控制網(wǎng)（安全I區(qū)）、生產(chǎn)非控制網(wǎng)（安全II區(qū)）、生產(chǎn)管理信息網(wǎng)（安全III區(qū)）和場站接入網(wǎng)。

生產(chǎn)控制網(wǎng)應配置千兆以太網(wǎng)交換機、數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、調(diào)度通信服務器、內(nèi)部通信服務器、操作員工作站、維護工作站、培訓工作站、ONCALL工作站、語音報警工作站、衛(wèi)星對時裝置，并采用雙網(wǎng)結構，重要服務器、工作站均應采用雙機冗余配置。生產(chǎn)非控制網(wǎng)應配置以太網(wǎng)交換機、電能量采集及存儲服務器宜采用單網(wǎng)結構。接入網(wǎng)應配置千兆以太網(wǎng)交換機、集控側(cè)場站通信采集服務器，并采用冗余熱備用方式部署。生產(chǎn)信息管理網(wǎng)應配置監(jiān)控WEB數(shù)據(jù)庫服務器、電能量WEB服務器等服務器，滿足對外數(shù)據(jù)通信要求。

應用服務器、數(shù)據(jù)服務器均應采用安全加固的操作系統(tǒng)。其他服務器、工作站需進行安全配置、安全補丁等加固其操作系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡建設應考慮以下幾個方面：整體網(wǎng)絡拓撲結構、網(wǎng)絡路由協(xié)議、網(wǎng)絡路由策略、IP地址規(guī)劃與分配、MPLS VPN實現(xiàn)方式、網(wǎng)絡自愈與恢復、設備命名規(guī)則與域名方案、服務質(zhì)量（QoS）、網(wǎng)絡設備管理、網(wǎng)絡系統(tǒng)安全等。

升壓站監(jiān)控、風機監(jiān)控等重要系統(tǒng)應采用雙網(wǎng)主備接入方式。

3）建設要求

主系統(tǒng)應根據(jù)不同站端控制系統(tǒng)提供的通信規(guī)約，通過串口、網(wǎng)口、協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接，實現(xiàn)全部“遙信、遙測、遙控、遙調(diào)”數(shù)據(jù)的一體化整合。數(shù)據(jù)的采集應由場站端數(shù)據(jù)采集通信服務器集中完成，應具備完善的歷史數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)，定期保存歷史數(shù)據(jù)，存儲周期不少于3年。控制和調(diào)節(jié)方式按照4級進行，即場站站控層、站端集控層、集控中心層、電網(wǎng)調(diào)度層?？刂坪驼{(diào)節(jié)權限由高到低逐級進行。各場站控制室應通過通信服務器實現(xiàn)集控/場站控制權切換功能。

主系統(tǒng)應內(nèi)置五防功能，并設置合理的邏輯閉鎖條件，以確保對場站設備操作的可靠性。

主系統(tǒng)具備遠動通信功能，與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)進行調(diào)度通信。

主系統(tǒng)應具備安全的WEB服務功能，可實現(xiàn)與外部其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

主系統(tǒng)應具備故障信息診斷分析功能。

3 結語

本文從目前國內(nèi)新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展情況及所面臨的生產(chǎn)運營形勢出發(fā)，結合個人多年來從事大中型流域水電集控技術管理、及風電生產(chǎn)管理工作所積累的經(jīng)驗，按照“區(qū)域規(guī)劃、協(xié)同管理、集控進城、少人值守”的原則，對新能源生產(chǎn)運營中心的管理模式與建設規(guī)劃提出了個人見解，以期為同行業(yè)準備開展新能源生產(chǎn)運營中心建設工作的單位提供些許參考。