500kV電網運行集控中心關鍵系統的設計探討

鄭偉

（國網福建省電力有限公司檢修分公司）

500kV電網運行集控中心關鍵系統的設計探討

鄭偉

（國網福建省電力有限公司檢修分公司）

經濟的迅速發展和城市化腳步的加快為電力行業的發展贏得了良好的發展機會和廣闊的發展市場，近年來500kV電網建設逐漸滲透到社會發展中，隨之而來的質量安全問題逐漸成為社會關注的焦點。本文以福建省500kV電網為例，分析了集中控制管理的優勢，對500kV電網運行控制中心關鍵系統的設計進行了探討，以供參考。

500kV電網；集控中心；關鍵系統；設計探討

隨著電力行業的不斷發展和進步，對電網運行的質量和安全提出了更高的要求，集控中心作為電網運行的核心在一定程度上直接影響了整個系統運行的可靠性和安全性，500kV電網運行集控中心具有一定的復雜性，包括計算機監控系統、遠程圖像監視系統以及系統通信等各方面的內容都需要合理的設計，這些構成是集控中心最為關鍵的系統對整個電網的運行起著至關重要的作用，所以需要對這些系統的整體結構、傳輸網絡等各方面的內容進行設計，利用更多的先進技術和現代化理念保證設計的合理性和可行性。

1 工程案例

本文以福建省500kV電網運行為維護管理為例，對集控中心關鍵系統的建設進行分析。福建省500kV變電站生產一線人員數量沒有變化，但是輸變電資產逐年增加，這也就導致了變電公司的生產一線人員緊缺的情況，需要實施無人值守模式來緩解人員緊張的狀況；無人值守模式逐漸應用到福建省500kV電網運行管理中，為了保證無人值守的可行性和安全性就需要對500kV變電張實行集中運行管理。

2 500kV變電站實行集中運行管理的優勢

2.1 有利于安全生產

主要體現在兩個方面：①能夠改善管理水平參差不齊的狀況；②能夠統一開展相關活動。①變電站的運行管理水平存在高低的差距，導致變電站的運行在管理不完善的地方出現故障，電網運行的連續性，而集中控制管理能夠將資源進行有效的整合，從而保證優勢資源的集中利用，并且有效統一了管理體系，這種管理方式在很大程度上改善了水平高低不一的差異；②能夠統一開展活動，比如說統一進行事故演習、統一進行安全知識培訓等，統一對管理人員進行培訓，統一的活動能調動管理人員的積極參與，提高整體的管理水平[1]。

2.2 有利于無人值班建設

目前的500kV電網運行管理模式已經不能滿足無人值班的需求了，要求在每個電業局都建立監控中心和維操隊，這種無人值班的模式同樣需要大量的工作人員和成本，而集中控制只需要建立1～2個監控中心即可，這種方式不僅滿足了整體控制的需求，還在很大程度上減少了一定量的工作人員，達到了人員的最優化配置。

2.3 有利于提高運行管理水平

集中控制是從粗放的管理模式向精細化管理模式的邁進，首先集中控制能夠將各地方的信息和資源進行有效的整合，進一步的實現信息互通和資源共享，一方面優勢資源可以有效利用，另一方面整體的管理呈現一致狀態，管理水平有了很大程度的提高[2]。

2.4 有利于節約成本

上述提到，集中控制需用的監控中心和維操隊伍都有了很大程度的減少，500kV變電站歸屬一個單位進行管理大大節約了生產和管理成本。

3 500kV電網運行集控中心關鍵系統的設計

3.1 計算機監控系統

3.1.1 計算機監控系統方案

計算機監控系統可以采用兩種監控方式進行管理，一種是獨立的監控方式，另一種是調度自動化系統工作站的方式。獨立的監控方式就是監控中心建立獨立的監控系統與變電站的控制系統進行通信，對500kV電網的云心進行實時監督，并且將數據通道作為調度數據網的主通道，將專線通道作為備用通道的控制方式；調度自動化系統工作站的方式就是利用一定的系統平臺處理數據監控500kV電網運行狀態，例如福建省利用了省調EMS系統平臺與監控中心配置獨立的工作站，然后該工作站與這個系統實時通信并且對數據進行有效的處理，從而達到實時監控的目的。將這兩種方式進行比較[3]。詳細情況見表1所示。

表1 兩種監控方案的經濟性和安全性比較

分析：由表1可知，獨立的監控方式安全性較高，但是需要的經濟成本要較多，調度自動化系統工作站的方式費用較低，但是一旦出現故障很容易造成整體監控的故障，影響了電網運行的實時監控，所以為了保證500kV電網運行的安全性和可靠性，福建省選擇了獨立的監控方式。

3.1.2 整體結構的設計

在配置上整體結構選擇了100/1000Mb/s的雙以太網網絡結構，采用了千兆骨干網對局域網進行構建，并且將雙網配置以及各種服務器直接接入千兆網，包括歷史數據服務器、數據服務器以及SCADA服務器等，將OTS服務器和各類工作站的信息管理服務器直接接入百兆網，包括調度工作站、報表工作站等。在系統上選擇了冗余的雙交換式局域網，雙交換式局域網就有很大的優勢，能夠有效的進行分流工作，在很大程度上降低了網絡負載，一旦某一節點上或者線路上出現了故障，整個體統將自行停止該網卡的運轉，由雙交換方式轉變為單網運行模式，從而降低了對整體系統的影響[4]，如圖1所示。

圖1 監控系統整體結構圖

3.2 遠程圖像監視系統

遠程圖像監控系統是對500kV變電站的各方面情況進行有效的監視。在500kV變電站安裝監控設備，這些設備所反映的信息快速的傳遞到監控中心，并且以圖像的形式呈現出來，從而清楚的了解500kV變電站的情況。監控中心圖像監視系統按照功能的不同可以分為圖像管理系統和圖像顯示系統，圖像管理系統包含了多方面的結構，包括圖像轉發服務器、錄像儲存服務器自己圖像解碼服務器等多部分組成，通過這些服務器有效的管理信息；圖像顯示功能也就是通過顯示器將搜集的信息傳達出來，兩個部分都是遠程圖像監視系統所不可缺少的部分，為監視和成圖起著至關重要的作用[5]，如圖2所示。

3.3 系統通信

3.3.1 通道配置

圖2 遠程圖像監視系統圖

500kV變電站監控中心分為主通道和備用通道，一般主通道和備用通道都為2Mb/s，對于工業電視通道也就是500kV變電站遠程監控中心圖像監控通道一般為主通道的兩倍，省調到達監控中心調度數據網通道為 2×5×8Mb/s[6]。

3.3.2 傳輸網絡

傳輸網絡的設計是為了滿足監控中心系統通信的需求，那么相應的通信站應該根據實際情況進行適當的調整。例如2014年福建省為了保證通信的安全性，增加了一個光纖通信站，對省調在規模進行了擴大，并且新建了一定數量的光纜，能夠迅速的傳遞網絡信息等，從多個方面著手完善該地區的網絡傳輸設置；其次引進了先進的設備，在監控中心配置省網的同時配置了畫中網層STM--16光端機，并且通過省調接入了華中網層的光纖通信網絡，從而保證了信息傳遞的及時性和連續性，為500kV電網的順利運行和嚴格控制提供了良好的保證[7]。

4 結束語

綜上所述，目前500kV電網人員監管不合理的問題層出不窮，對人們的生活和社會的發展造成了嚴重影響，為了更好的保證電網運行的可靠性和安全性，就需要對無人值守模式進一步完善。筆者提出，集中控制是對無人值守模式的改善和突破，利用更多現代化的系統和模式進行了更為科學的管理和控制，500kV電網運行集控中心關鍵系統包括計算機監控系統、遠程圖像監視系統以及系統通信等各方面的內容，那么相應的系統設計也具有一定的復雜性，需要在自我探索的同時學習國外的先進技術，不斷的改進。希望通過本文的簡單分析，能夠幫助相關工作人員更好的開展工作。

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[2]張穎，熊德智，梁運華，等.500kV電網運行集控中心設計與實現[J].中國電力，2010，43（7）：81～85.

[3]梁勇超，羅志平，甘德元，等.湖南500kV變電站"集中監控+少人值守"運行模式實踐[J].湖南電力，2011，31（z1）：157～160.

[4]賈健.集控中心監控信息智能統計和輔助決策系統[J].科技創新與應用，2014，22（36）：172.

[5]王一楓，湯偉，劉路登，等.電網運行風險評估與定級體系的構建及應用[J].電力系統自動化，2015，19（8）：141～148.

[6]史波健，李月俠.集控站在變電運行中的應用與發展[J].中國科技縱橫，2011，11（23）：292.

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2016-1-20