淺談煤礦智能性安全電網調度集控站系統的建設

摘要：變電站實現無人值班已經成為必然趨勢，集控站作為無人值班變電站的運行管理中心，承擔著變電站日常巡視和設備操作任務，是電網運行的重要部分。集控站系統建立在調度系統和變電站之間，是對多個無人值班變電站進行集中監控和管理的自動化系統，它站在局部電網的層次上，對所轄變電站進行更高層次的綜合控制和管理。

關鍵詞：智能電網；調度自動化；智能調度；集控站

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0089-02

目前，晉煤集團供電分公司電力調度自動化主站采用東方電子DF8002V8調度自動化系統，自投運以來運行可靠穩定。隨著晉煤集團不斷的發展，晉煤集團電網規模日益壯大。為了適應電網調度自動化技術的發展和本地區域電網調度自動化系統建設的需要，進一步提高本地區域智能電網自動化工作的工程化、規范化、系統化水平，結合電網調度自動化新技術和本地區域電網的實際情況，該公司于2010年對調度自動化系統進一步完善主站功能，對原有集控站進行改造，在寺河110kV站、成莊110kV站分別新增兩個集控站。

集控站采用東方電子最新研發的集控自動化系統——DF8003C集控一體化系統。晉煤集團供電分公司現管轄110kV變電站3座，35kV變電站22座，110kV供電線路8條合計126.63km，是一個專業的電力電網調度。DF8003C集控一體化系統的建設，主要是在成莊和寺河兩個地方建立兩個集控站，分別管控各自部分的變電站，是基于現有通訊自動化系統搭建完善的光纖通訊網絡和準實數據平臺，對電網實行分層、分區監控管理。集控站具有遙控、遙調、遙信、遙測等功能，自動化信息直接采集和處理，對所管轄的變電站進行監視、控制和管理。增加調度值班人員在事故狀態的事故應急判斷和指揮能力，加強各工區對自己所管轄的變電站進行實時監控和事故狀態下的操作監控，為晉煤集團實現智能型的安全電網提供了技術保證。

1 DF8003C集控一體化系統的基本功能

DF8003C集控一體化系統其使用的硬件部分均為兩臺HP ML370 G6塔式服務器，集SCADA/前置/歷史服務器于一體，3臺HP Compaq 8000 Elite商用臺式機工作站，進行正常的使用和維護以及1臺HP Compaq 8000 Elite商用臺式機報表工作站，用于制作管理報表。區域集控站系統建設完善了數據采集；數據通訊功能；轉發功能；數據處理能力；人機交互功能；遙控及操作閉鎖；事項及事故處理；事件順序記錄；事故追憶及反演功能；系統時鐘同步；用戶自定義運算功能；報表打印功能；安全功能；系統維護功能，支持遠程維護功能。

2 集控監控系統組建模式及應用功能

2.1 系統組建模式

集控中心系統本身主要實現變電站的監視控制功能。但調度主站與集控系統采用一體化模型和圖形維護，并需要交換實時數據、控制操作命令、報警事件等，集控中心系統應配置相應的CIS服務器，負責與主站系統按照IEC61970標準進行接口。DF8003C集控一體化系統組建采用雙網、雙主機，服務器/客戶機的C/S結構，雙網數據動態分流，具備向下冗余的交換、分布式開放性局域網絡結構，在符合國內網絡安全防護的原則下，支持異構系統的接入和信息共享；從硬件結構來看，整個系統分布在三個安全區中，分別為安全區Ⅰ、安全區Ⅱ和安全區Ⅲ，監控主系統位于安全區Ⅰ。

操作系統選用Windows操作系統，各應用功能的支撐平臺基于“關系、層次和面向對象（CIM/CIS/UIB）”三位一體為核心的開放、分布式平臺。

應用軟件基于IEC61970 CIM/CIS（公用信息模型/組件接口規范）和IEC-61968 UIB電力企業應用系統集成總線技術標準設計開發，“圖、模、庫”一體化，軟件運行環境“跨平臺”，支持各種主流硬件及操作系統。

2.2 集控站統一維護的實現模式

集控站建立相對獨立的SCADA主站的情況下，各個集控的參數和圖形都需要獨立維護，為了便于維護，可以通過在調度主站設立集控站遠程維護終端的方式，在主站對各集控站圖、庫進行維護。

2.3 通道組織方式

2.3.1 110kV、35kV變電站至集控系統的遠動通道，原則上考慮專用網絡通道，并建議升級后系統應具備雙通道接入功能。

2.3.2 變電站數據分別往集控、調度轉發，信息互不干擾。

3 集控站監控系統主要技術指標

3.1 技術指標

3.1.1 全系統實時數據掃描周期2～10s可調。

3.1.2 主備切換時間。

熱備用主備機切換時間 <10ms

溫備用切換時間 <25s

3.1.3 系統時鐘同步精確度。

穩定性 <+1.0E-6（25+5C）

時間基準 <+1mx

3.1.4 遙測量。

綜合誤差 ≤1.5%

遙測量越死區傳送時間 ≤2s

遙測合格率 >99.9%

重要遙測傳送時間 ≤3s

3.1.5 開關量。

遙信變位傳送時間 ≤2s

遙控，遙調傳送時間 <1s

遙控命令響應時間 ≤1s

遙調命令響應時間 ≤2s

遙信正確率 100%

遙控，遙調正確率 100%

遙控拒動率 0%

3.1.6 屏幕顯示。

畫面刷新周期2～10s可調，且每一畫面均可定義其刷新周期

以太網誤碼率 <10E-5

模擬屏數據更新周期 <3s

向管理信息系統提供的批次數據5*n（n=1，2，…12）分鐘可調

3.2 可靠性指標

平均無故障運行時間 MTBF

計算機監控系統 >25000小時

主機（含磁盤） >50000小時

操作員工作站 >40000小時

其他計算機設備 >30000小時

可維護平均修復時間 MTTR<1小時

計算機監控系統可利用率 >99.98%

3.3 系統壽命

系統壽命正常使用年限為10年，在具有一定的備品和軟件升級的條件下能達到15年。

3.4 系統安全性指標

CPU負載（運行標準軟件）

正常狀態下 ≤25%

事故情況下10s ≤40%

在任一個5min內，磁盤的平均使用率 <40

4 集控系統與主站系統接口功能

4.1 接收主站下傳的圖模信息

調度主站信息按照IEC61970標準的圖模信息后（包括CIM參數和SVG圖形），根據責任區下傳到集控中心，集控中心收到該信息后，把CIM模型（全網模型和增量模型）導入到集控系統中，并自動投入實時運行，SVG格式的圖形則轉換成集控系統私有格式供值班員使用。

4.2 從主站獲取變電站的實時信息

集控中心CIS服務器通過GDA/HSDA獲取主站轉發的遙信、遙測數據，將轉發的遙測、遙信數據更新到集控SCADA系統中。

4.3 實時控制信息上傳主站

集控中心對部分設備的控制操作通過主站進行操作，集控中心負責將控制操作命令寫到調度主站CIS服務器上，并接收調度主站CIS服務器返回的相關操作，完成整個控制操作過程。

4.4 實時報警事件的訂閱

集控系統可通過集控中心CIS服務器訂閱調度主站生成的報警和事件。

智能電網作為未來電網技術的發展趨勢，電網調度自動化系統已在保證電力系統安全、可靠和經濟運行中發揮著重要作用，并且成為電力系統安全穩定運行的重要支柱之一。DF8003C集控一體化系統是集實時監控（SCADA）、運行與管理等于一體的自動化系統，運行人員可通過該系統監測變電站設備運行情況和對設備進行控制。能利用集中起來的各種細節信息，進行決策分析處理，擅長處理細節問題，是地區調度自動化系統的前級智能信息處理節點。實踐證明，將集控站自動化系統與調度自動化相結合，能可靠、有效地實現對電網的監控。使晉煤集團調度自動化系統達到了國內先進水平，為晉煤集團創造一流的供電企業提供了技術保障。

參考文獻

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[2] 國家電力調度通信中心與電力規劃設計總院.實現變電站無人值班對調度自動化系統的基本要求.

[3] 周杰娜.現代電力系統調度自動化[M].重慶：重慶大學出版社，2002.

作者簡介：薛麗青（1982—），女，山西晉城人，供職于山西晉城煤業集團供電分公司，研究方向：電氣自

動化。