大港油田電力調度自動化系統的改造

韓會山 趙玉清 趙勝

1邢臺職業技術學院2中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司

大港油田電力調度自動化系統的改造

韓會山1趙玉清2趙勝1

1邢臺職業技術學院2中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司

在大港油田電力調度自動化改造中，將雙快速交換以太網與背投式大屏幕電子投影墻組合成調度中心，主站系統采用開放式、分布式設計思想，選取高性能、優質工作站，建立電網局域網。調度中心是整個電網的指揮中心，包括SCADA系統、高級應用軟件、調度員仿真技術培訓和管理信息系統模塊。該系統功能齊全，可實現視頻化，直觀、方便地監控電力系統的運行狀態以及運行數據記錄。電力運行數據以及視頻、圖像等多媒體數據通過遠方站—集控站—調度中心3層結構傳達給調度中心。調度中心隨時掌握電力系統運行狀態，實時下達指令，確保電力調度自動化系統安全運行。

大港油田；電力調度；模塊；SCADA系統；集控站

目前，電力調度自動化系統在國家調度中心、250多個地區電業局和210多個縣得到了應用。電力調度自動化系統不僅可以滿足電網正常運行，而且能及時對電力故障進行處理，完善電網發電和用電計劃管。該系統處理、保留能力強，是當今電力系統不可或缺的一項新技術[1]。

自動化系統的結構體系在投入使用前，需要做適應性測試。一般情況下，優選通用性、開放性的系統結構是比較保險的，這樣的系統有利于支撐多個平臺同時工作。電力調度自動化系統的主要組成包括中心系統和數據采集系統。

1 電力調度中心自動化現狀

80年代末、90年代初，大港油田原電力調度中心受當時技術方法、設計思想局限，原始的系統硬、軟件水平已經不能滿足日益龐大的電力電網運行需求。特別是硬件設備落后明顯，并且備品、備件沒有技術服務保障，主站系統所選用的VAX機和VMS操作系統軟件已經逐步顯露出落后的跡象。在當時的情況下只能勉強維持運行，一旦出現故障，對大港油田生產會造成比較大的影響。

由于系統設計受技術條件限制，主站系統的功能相對單一，只實現了基本的SCADA模塊和功率總加任務。以PDH微波和電力載波為主的油田電力系統，已經不能滿足高質量數據傳輸的要求，寬帶信息傳輸更是難以實現。隨著大港油田電網的不斷發展，原有電力系統與實際電網需求不符，舊系統運行狀態需要操作人員實時監督，必要時人工置位，無疑大大增加了調度員的工作強度，在大港油田生產工作中，開發、應用電力調度自動化系統可以實現電力運行的實時遙測、遙信，大大提高工作時效，降低調度員工作強度[2-3]。

2 改造方案

2.1 系統結構與功能設計改造

將雙快速交換以太網與背投式大屏幕電子投影墻組合成調度中心，主站系統采用開放式、分布式設計思想，選取高性能、優質工作站，建立電網局域網。該系統具備的系統功能模塊，主要是針對現有電網運行需求而設計的，隨著新技術不斷引進到電力行業，呈現出主站采用投影墻取代傳統的模擬屏的發展趨勢。系統模塊功能齊全，可實現視頻化，直觀、方便地監控電力系統的運行狀態，以及運行數據記錄，從某種程度上能更有效地為電力調度生產服務。

調度中心是整個電網的指揮中心，其主要包括以下幾個功能模塊[4]。

（1）SCADA系統。SCADA系統主要功能包括：①信息數據遠程傳輸；②運行狀況監控；③數據庫維護。

（2）高級應用軟件。高級應用軟件主要包括：①電網狀態評估模塊；②網絡數據庫維護模塊；③電網運行方式分析模塊；④電網安全監控模塊；⑤經濟調度模塊；⑥負荷預測以及管理模塊；⑦計劃檢修模塊；⑧繼電保護與管理模塊；⑨無功電壓管理模塊。

（3）調度員仿真技術培訓。針對地區電網調度特點開發的DTS系統，適合于地調和縣調，用于反事故演習和培訓調度員，該模塊與其他調度員培訓仿真模塊（DTS）相比，功能更實用，維護更簡單，使用人員在調度仿真智能模擬操作系統上幾乎不用做其他設置即可實現DTS功能。

（4）管理信息系統。該模塊使得電力設備檢修部門在巡檢工作上第一次實現了無紙化數據采集，同時使設備和電力管理部門在有效地監督巡檢人員的工作情況下，實現巡檢工作電子化、信息化、智能化，從而最大程度地提高工作效率，保障電力設備及傳輸線路的安全運行。

2.2 系統功能

2.2.1 調度中心

調度中心的主要功能為收集、處理、儲存、查閱、顯示電網運行參數。其高級應用功能包括人機界面和各種網絡分析功能，形象而生動化地顯示電力電網運行狀態，協助調度人員掌握電力調度自動化系統運行狀況，以及電力運行數據記載；同時，可對全網進行協調控制，配備有操作接口、輔助工具和管理界面。根據電網運行情況，為電力系統運行下達調度指令，維護和管理全網運行安全[5]。

2.2.2 集控中心

集控中心的功能包括電力運行系統信號數據遠程傳輸，以及對運行狀態參數進行實時監控，對運行數據庫維護和管理。具體包括收集RTU遙測及遙信數據，并對信號數據預處理，轉換通信信號數據形式，將原始信號數據及預處理結果打包上傳調度中心；通過調度中心分析評估，下達遙控、遙調、調度命令，經集控站和遠方站傳達下去；調度人員或者系統自動化維護人員進行電力運行狀態的調整，維護好電網正常運行工作。另外，電力運行數據上傳調度中心的同時，運行數據也同時向供電公司及區調部門上傳。上傳調度中心的數據信號不僅包括遠方站監控圖像，而且還包括運行狀況的視、音頻寬帶多媒體信息。通過全新的光纖環網，可以實現集控站與主站系統之間高速通信聯系，有利于調度中心隨時掌握電力運行狀態。

集控中心的建立關鍵在于對集控站位置及數目的選取，主要從組網、地理區域和集控站數量等三個方面來考慮。

（1）組網。一次變為集控站，有利于通信系統科學組網，保障運行安全。

（2）地理區域。集控站主要以110kV變電所呈現，能夠進行快速區域劃分，提供分區時效。

（3）集控站數量的確定。集控站數量確定主要遵循以下幾個原則：①電力調度自動化系統的可承受容量，以及可持續發展能力；②電力調度自動化系統的成本控制；③單一集控站所帶合理的RTU數量，原則上不超過32個。基于以上幾點考慮，大港油田電力調度自動化系統集控站以l2個左右為宜。

2.2.3 遠方站

遠方站以RTU為主體，與上層集控站連接，遠方站的主要功能有：實時采集一次設備運行參數，包括模擬量、狀態量及脈沖量等運行狀態參數，采集數據按指定規約，一并自動上傳至所屬集控站。電網正常運行過程中，遠方站將實時收集到的運行數據和多媒體數據上傳回集控站，再由集控站將信號數據上傳到調度中。通過集控站，將調度中心下達的指令傳給各遠方站，遠方站接收并執行操作命令。電網系統實時運行數據以及多媒體視頻圖像信息，通過不同的通道從遠方站—集控站—調度中心3層結構上傳回調度中心。

3 結語

電力調度自動化系統的核心部分是電力調度信息系統，電力自動化首要目的是維護好電力系統安全運行，保障電網持續供電的能力。該系統優質的功能模塊以及完善的高級應用軟件功能，可以為電力安全運行提供保障，調度人員可根據調度信息系統對電網運行方式進行分析與計算，避免了原始人工操作計算帶來的滯后和不準確現象；采集的數據直接來自SCADA系統，這樣確保計算結果與系統實際運行狀態相符。大港油田電力運行數據以及視頻、圖像等多媒體數據通過遠方站—集控站—調度中心3層結構傳達給調度中心。調度中心隨時掌握電力系統運行狀態，實時下達指令，能確保電力調度自動化系統安全運行。

[1]馮立法．勝利油田通信網絡調整優化[J]．油田建設設計，1999（2）：47-52．

[2]郭建軍，吳軍峰，朱敏，等．中原油田交換網絡的優化[J]．電信技術，2001（9）：84-86．

[3]陳天翔，王寅仲，海世杰．電氣試驗[M]．北京：中國電力出版社，2010．

[4]賁艷波．油田電力系統自動化控制技術應用及發展趨勢[J]．油氣田地面工程，2013，32（7）：78-79.

[5]東北電業管理局調度通信中心．電力系統運行操作和計算[M]．沈陽：遼寧科學技術出版杜，1996．

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.023