毕业论文—电力系统集控站的发展模式及顺昌集控站设计方案.doc
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1、电力系统集控站的发展模式及顺昌集控站设计方案摘要:由于电力具有能源转换、高度集中和无限划分;且清洁干净、易于控制;可大规模生产和远距离输送等特性。纵观20世纪的社会和经济发展,电力的使用已渗透到社会经济、生活的各个领域。使得电力的发展和应用程度代表了一个国家的发达程度,即一个国家的电气化程度成了衡量其社会现代化水平,以及物质文明和精神文明高低的重要标志之一。从理论上讲,电力系统具有统一性、同时性和广域性的特点。随着计算机技术和通信技术的发展,大量智能设备在力电系统中的应用,可以预见,21世纪的电网互联将会得到更快的发展。因此,全国性、区域性,以致于跨国性的电网互联早就受到各国电力部门的普遍重视
2、。同时随着电力系统的不断扩大,对电网的设备、控制手段、管理方式、电力市场支持技术等现代化水平提出更高的要求,即大力发展电网自动化建设,提高人们对驾驭现代化大电网的能力。随着电网规模的不断扩大,电网运行操作工作量迅速成增加,要求有一与之匹配的技术手段、管理机制和系统组织方案,建立集控中心就是利用科技手段对多变电站实现无人值勤班的一种运行管理模式,它负责各受控站的远方运行监视、倒闸操作、事故异常处理、设备的巡视与维护以及文明生产等全面运行管理工作。集控中心的设立,大大改善了对无人值班变电站的运行管理和维护,并改善了系统的结构,实现了变电站管理的分层、分级管理,其产生的综合效益十分明显。这种管理模式
3、改变了以往变电运行分散管理的方式,通过实时监控系统和远程图像监控系统,实现了电网运行远方控制,即对所辖变电站实现了遥测、测信、遥调、遥控和遥视的“五遥”功能和倒闸操作的高度自动化,使运行更为安全可靠边,同时由于所控变电站实行无人值班,减少人力资源,有效解决电网迅速增加和运行力量严重不足的矛盾,某种程度上实现了减员增效;开创了变电运行管理的新模式。The electrical power system collection controls the development model which and the pure running water collection stands contr
4、ols station design proposalAbstract: Because the electric power has the energy to transform, the high degree of concentration and the infinite division; And clean clean, easy to control; But characteristics and so on large scale production and remote transfer. The holoscopic the 20th centurys societ
5、y and the economic development, the electric power use seeped to the social economy, life each domain. Caused the electric power the development and the application degree has represented a national of developed degree, namely a countrys electrification degree became has weighed its social moderniza
6、tion level, as well as one of material civilization and spiritual civilization height important symbols. theoretically speaking, the electrical power system has unified, the synchrony and the macrozonality characteristic. Along with the computer technology and communications development, the massive
7、 intelligent equipments in strength electricity system application, may foresee, the 21st centurys electrical network interconnection will obtain a quicker development. Therefore, nationwide character, regional characteristic, the transnational electrical network interconnection already receives var
8、ious countries electric power department universal recognition. Meanwhile along with electrical power systems unceasing expansion, to electrical networks equipment, the control method, the mode of administration, modernized levels and so on electric power market support technology proposed that a hi
9、gher request, namely develops the electrical network automation construction vigorously, enhances the people to control the modernized big electrical networks ability 目录第一章1 概述41.1 集控站建设的目的和意义41.2 目前国内外的研究动态41.3 本文所作工作5第二章2.集控站建设原则和要求52.1可靠性 52.2实时性 52.3实用性 62.4安全性 6第三章3.集控站建设模式63.1配置一套实时监控网络系统 63.2
10、配置一套视频监控系统 113.3配置一套集控五防系统123.4影响集控站安全运行因素143.5影响集控站安全运行管理的其他因素15第四章4.顺昌集控站设计方案 164.1顺昌县县调现状调查 164.2现状分析174.3顺昌集控中心规划174.4 集控系统建设方案 174.5集控站配套项目建设25结束语 26参考文献 261.概述1.1集控站建设的目的和意义近年来,随着我国电网规模的高速发展以及计算机、通信、控制技术的发展,电力系统的运行管理模式也发生了重大变化。国电公司于一九九六年颁布了关于建立集控站的文件,建议在电网调度的层次之下建立多个集控站,以保证电网及无人值班变电站的有效运行。集控中心
11、是实现变电站无人值班的一种运行管理模式,负责各受控站的远方运行监视、倒闸操作、事故异常处理、设备的巡视与维护以及文明生产等全面运行管理工作。集控站的设立,大大改善了对无人值班变电站的运行管理和维护,并改善了系统的结构,实现了变电站管理的分层、分级管理,其产生的综合效益十分明显。1.1.1如今变电站综合自动化建设,已让越来越多的变电站具备无人值守条件,原有调度自动化系统由调度员实施对变电站监控的运行模式已经不能适应当前自动化发展要求。1.1.2通过当地的信息采集系统和控制操作机构,如何实现变电站集中监视、控制和管理,使得原来变电站内值班人员所做的工作可由远方来完成。1.1.3集控站值班人员可对其
12、所管辖的多个变电站进行监视和操作,因此集控站的发展建设将会成为今后电网运行管理系统中一个非常重要的组成部分,有利于人力资源的精细化管理,提高电网的安全管理水平和生产工作效益。1.2目前国内外的研究动态目前变电站无人值班、由集控站集中监控的模式初步形成,为确保集控站监控系统能够准确、实时、有效的反映各个受控无人值班站的运行情况,以有效的对操作进行合理性检查,做到防误闭锁功能和信息系统传输中的安全,提高电网的运行管理,因此当前主要从可靠性、实时性、实用性、安全性等方面深入研究集控站的控制模式,系统的结构设计,信息通道的建设等,来提高现代电网信息化管理水平的应用。随着电力系统的发展和电力体制改革的深
13、化,为保证电网安全、优质运行,集控中心可能同时会运行多个应用系统,例如调度自动化系统,点能量计费系统、调度生产管理系统、配电管理系统等。每个系统又可能包括多个应用。这些系统应用需要有以下要求:可以相互交换数据,共享信息;能够不断扩展新的应用功能,集成更多的系统,并降低接口的难度和成本;可以采用不同厂家产品,实现跨平台的异构系统和互操作。为满足以上要求,IEC第57技术委员会的13工作组推出了调度自动化系统各应用系统接口的系统标准IEC61970,其主要部分是以CIM描述电网的公用信息、以CIS访问电网的公用信息,其理想目标是实现“即插即用”,当前目标是解决系统的互联和异构问题。开发基于IEC6
14、1970标准的电网调度自动化系统,把异构机型、多体系互联起来,在不同的系统之间建立一种公共的相互兼容和可互相操作的环境,最大可能地充分利用计算机处理能力,真正做到数据共享、资源共享。使电力企业获得更高的效率和更大的经济效益,这将是调度自动系统的发展放向。从技术发展趋势上看,我国的调度自动化系统在逐步经历并完成了从“经验型调度”到“分析型调度”的转变之后,相信必将发展至“智能调度”阶段。这也是由当前各种新的调度自动化技术需求所决定的。随着电力市场的引入,更多的市场参与者要求能够使用调度自动化系统进行信息上报和查询等操作,这就对智能调度系统的信息安全防护能力提出了更高的要求。尽管国家经贸委和电监会
15、已经出台了相关技术规定,但是可以预计电力二次系统安全防护问题将面临更多的挑战,“智能调度”系统将能够满足客户在信息安全防护能力方面更高的需求。1.3本文所做工作简单介绍集控站建设的目的、意义及目前国内外的研究动态,重点介绍集控站建设模式,并根据顺昌电网实际设计顺昌集控站。2.集控站建设原则和要求通过以上集控站发展背景和现状要求的了解,对当前集控站系统建设以“集中监控、无人值班模式,对电网实行分层、分区监控管理” 为原则,要求系统在满足开放性要求的同时,能支持系统的不断扩充、升级,且系统安全、可靠,维护使用方便。 2.1可靠性2.1.1由于站内无人值班,集控站监控系统成了对子站运行状态进行监控的
16、唯一手段,其稳定性和可靠性极其重要。不能因为单个模块的故障而影响整个系统的运行,对变站的四遥、集空站与子站的远动通道等最好具有冗余机制。2.1.2应利用现有设备,组建调度和集控站为中心的两个业务汇集中心,相交环加强通道保护能力,调度自动化和监控自动化的信号在通信通道上分开,直接传送到各自主站系统,满足标准化集控站通信的要求,同时投资很小。2.2实时性2.2.1集控站自动化系统是一个实时性要求很高的系统,对数据的处理容量很大,且要求处理速度要满足电力企业运行管理标准,因此必须要采取措施来保证系统的响应时间的各项指标满足要求。2.2.2要实现对集控站辐射范围变电站运行实时监视、实时数据采集、记录。
17、2.3实用性2.3.1提供简单方便的用户界面,使用户通过简单培训就可熟练操作,日常操作所需的功能(如“四遥”)必须完备简明,注重实用性和多样性相结合且易于维护。2.3.2要使集控站的建设能确实实现减员增效,便于无人值班变电站的操作和管理。2.3.3系统的结构与配置配合国际最新计算机硬件、软件产品、网络技术等与未来发展趋势,充分利用计算机领域的先进技术,应保证系统结构与性能的先进性,符合系统的功能扩展。2.3.4能向调度系统转发变电站远动信息,并通过远动通道下发到负责的集控范围内变电站的智能终端。2.4安全性2.4.1由于集控站监视多个子站的运行情况,操作人员相对于传统的有人值班变电站较不熟悉现
18、场,系统相对于单个有人值班的常规站信息量更大,情况更加复杂,这就增加了运行值班人员的工作复杂度,更容易发生误操作。集控站自动化系统从值班员的培训、管理功能严密、报警功能多样化、操作权限分级和防误错作闭锁等方面入手来实现安全性的目的。2.4.2将来集控站的发展将是和网络连为一体的,信息共享是对传统设计模式的一个最大的补充,但是这也给集控站系统的设计带来了安全问题。缺乏必要 的安全措施是将会给整个集控站系统造成致命的威胁。网络病毒和黑客入侵将是两大主要隐患。网络的脆弱性也将是集控站系统未来发展的一个重大安全问题。3.集控站建设模式集控站自动化系统应该是一个高度集成的应用平台,在平台上综合了 SCA
19、DA、保护设备管理、信息管理、操作票管理、视频监控等功能,并可以向远程网络系统开放,这样的系统才能够实现多方的信息共享,实现系统功能的最大化。3.1配置一套实时监控网络系统集控站中必须有一套稳定、可靠的实时监控网络系统,它应满足以下要求:3.1.1监控系统应采用分布式网络结构, 数据及进程可动态迁移,极大地发挥硬件资源的潜力,提高系统的可靠性,优化系统性能。建议的网络结构如下图:图3-13.1.2系统要求前置机、服务器应为双机热备用,值班员工作站应配置两台,保证一台主机故障的情况下,另一主机可以则主动接管异常机的工作,继续主持信息的运营,保证监控系统能够不间断的运行。软件系统具有多种安全保密措
20、施,满足工业界最严格的安全性要求。系统要采用高速CPU,大容量,性能高的工作站和服务器,系统具备可扩充和升级能力,前置系统采用终端服务器方式,保证收发数据准确、可靠、灵活、维护方便、故障率低,每个通道均可独立设置,通道采用符合国际标准的自适应MODEM或直接采用数字接口,具备通道故障自动监测双通道自动切换及手动切换功能。操作系统采用功能强、性能高、技术先进、符合国际标准、速率快、安全性好、开发工具性能优越、实时性能好、能充分利用计算机的硬件资源,网络能力强,汉化界面的操作系统,且具有防病毒措施及防外网破坏措施。数据库系统采用实时性好、效率高的实时库,与功能强大的商用数据库结合,实时库具有较高的
21、响应速度,能完全满足电力系统的实时性要求,可以管理分布于网络中各个结点的所有分布式数据库,该数据库可以允许用户自由定义数据存储周期,包括系统上的所有数据,并且数据库系统能保证数据的一致性和完整性。系统结构按照完整的SCADA系统建设规模,系统为独立的系统,包括前置部分、服务器部分,监控工作站及远程维护工作站部分。相对于所辖变电站的自动化终端而言,它是一个小主站。该系统对覆盖范围内对象的信息采集、监控相对独立,信息分层传输,层次分明。3.1.3远动信息流结构单个集控站中心系统与变电站、调度自动化主站之间的信息流图:集控站系统县调调调度自动化系统 受控变电站1受控变电站n受控变电站3受控变电站2
22、图3-23.1.4系统的网络支持3.1.4.1网络协议采用目前国际标准TCP/IP协议,支持局域网和广域网通信,支持灵活的网络结构,便于和其它网络连接,支持将来的国家电力网的网络协议。系统能支持104、101、CDT等规约通信,并能根据用户需要的规约进行处理,能提供与其它信息系统(如调度自动化主站系统、监控系统等)互联的数据及控制接口、完成远程计算机通信和远程系统监控功能等。3.1.4.2随着数据网络通信技术的不断发展,具备计算机网络通信的综合自动化系统通过网络方式将数据传送至集控中心站,以增加通道的可靠性和数据传输容量及速率,确保信息传送的及时性和准确性。综合自动化变电站,均应要求能提供网络
23、传输接口,采用104规约。同时,还应提供四线模拟接口,采用DISA CDT规约3.1.4.3系统具备通道检测判断告警功能,通道冗余切换技术,为适应电力调度系统的高可靠性要求,系统的服务器、前置机和其它有特殊要求的关键设备,均设计为双倍冗余结构,在故障情况下可以对各节点通信情况进行监视,节点网络通信中断时能及时告警,且可视通道情况自动对网络通道和常规通道进行切换,保证通道的可靠性。3.1.5网络通道建设方案为进一步确保数据通讯的可靠性,采用双重网络结构。系统采用交换网络技术,其网络传输速率可达100MB。双网络同时工作,负载自动平衡,故障时可以实现自动切换,单一网络故障不影响整个系统的安全、可靠
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