調控一體、智能輸配小水電局域電網建設實施方案

劉德翼

調控一體、智能輸配小水電局域電網建設實施方案

劉德翼

（華能西藏墨脫電力有限公司，西藏 墨脫 860700）

簡述了以亞讓水電站及35kV線路延伸工程構成的墨脫縣局域電網建設方案，著重介紹調控一體、智能輸配技術方案的構成。

調控一體；智能輸配；局域電網；方案

1　工程背景

1.1墨脫概況

墨脫縣位于西藏東南部，西接米林縣，北與波密縣、林芝縣相連，東與察隅縣接壤，南與印度交界，為林芝市東南部的邊境縣，境內有門巴、洛巴、藏等少數民族。墨脫縣屬喜馬拉雅山東側亞熱帶濕潤氣候區。多年年均氣溫20℃，年極端最低氣溫2℃，極端最高氣溫38℃。墨脫縣交通狀況惡劣，是全國最后通公路的縣。

1.2電力現狀

墨脫縣為無電地區，目前由總裝機1845kW的9座小微水電站各自獨立供電，因山形地貌復雜、地質條件差，森林覆蓋率高、人口居住分散、交通狀況差等原因未形成電網，導致供電質量差。其中最大電站為亞東水電站，裝機2×500kW，以10kV電壓等級為墨脫縣城及附近德興鄉供電。2012年6月1日，自治區政府與華能集團公司簽署《“十二五”電力援藏工作協議》。明確由華能集團公司全面負責墨脫縣電力建設、運營和維護，力爭把墨脫縣建設成小水電局域網示范縣”。

1.3工程規模

根據華能集團公司與西藏自治區簽署的電力援藏工程協議，墨脫縣電力援建內容為亞讓水電站及線路延伸工程，建成后構成墨脫縣局域電網。其中亞讓水電站規模為4×1250kW，作為局域電網的骨干電源點，建成后與亞東電站聯網運行，其余小微水電站具有使用價值的，經過改造后并網運行。線路延伸工程包括5座35kV變電站、35kV輸電線路、10kV輸電線路、0.4kV低壓線路、戶表工程及調度中心。

圖1　局域電網示意圖

2　技術方案

2.1方案概述

按照目前的技術水準，電力的發、輸、配、供、用是一個天然的整體，發電和用電處于一個動態平衡狀態，形成了電站監控系統、調度自動化系統及變電站綜合自動化系統，電力調度處于一個極為重要的地位。根據亞讓水電站及線路延伸工程的規模，亞讓水電站在建成后墨脫局域電網中的重要性以及目前計算機監控技術、通信技術、智能設備在電力、電網中的成熟應用，借鑒擴大廠站思路，確定了“調控一體、智能輸配”的建設方案。該方案以水電站計算機監控系統（含機組控制系統、輔機控制系統、公用及開關站控制系統、閘首控制系統）、變電站計算機監控系統、調度自動化系統、安全穩定控制系統、繼電保護系統構成生產實時調控平臺；以安防監控系統（含電子圍欄、紅外對射、視頻及語音報警）、消防報警系統及輸電線路狀態監測系統構成實時監視平臺。各系統統一組網，在通信技術及互聯網技術支持下，形成調度、控制統一的流程化實時生產平臺，可視化、語音化、數據化實時監測平臺。

2.2調控一體化平臺

調控一體化系統為分層分布式結構，包含調控層、廠站層、現地層和設備層。系統總體結構嚴格執行《電力二次系統安全防護規定》關于“安全分區”的要求。系統設備根據其參與運行的應用功能的安全屬性被劃分到安全區Ⅰ、安全區Ⅲ。安全區Ⅰ、安全區Ⅲ主網間采用正/反向物理隔離裝置隔離。各安全區內部將不同類型的數據分配到相互獨立的幾個網段上，形成分層的網絡格局，減輕了網絡負載，使數據流更清晰。系統的Web發布功能由安全區Ⅲ的Web服務器實現。

系統硬件根據系統功能要求配置，滿足系統容量和技術性能指標的要求。同類服務資源互相支援和互備，所有會影響應用功能的關鍵性設備均采取冗余配置。

（1）調控層

調控層主要由調控操作員站、維護工程師站、報表工作站、保信及遠動工作站、磁盤陣列、防火墻、網絡打印機、GPS/北斗時鐘、歷史服務器、SCADA服務器、數據庫服務器、前置服務器、前置交換機、中心網交換機等組成，其中歷史服務器、SCADA服務器、數據庫服務器、前置服務器、前置交換機、中心網交換機均為冗余配置。完成數據采集和通信、數據處理和服務、電網運行和監控以及系統維護等功能。該系統以亞讓水電站、輸電線路、變電站及各10kV饋線形成閉環控制，實現對亞讓電站、各變電站直接調度、控制、監測和分析，能對亞讓水電站所有機電設備進行監視、數據采集、告警及重要設備的控制，能根據電網負荷變化進行啟機、停機、出力分配及調節、主要開關設備操作等功能；具有變電站數據采集、實時監控與告警功能（包括實時監控、智能告警），變電站集中控制、防誤閉鎖功能，具有網絡結構分析、實時潮流計算等功能，具有AGC、AVC等高級應用功能。

（2）廠站層

廠站層包括亞讓水電站及各變電站，廠站層能完成對各廠站所有機電設備的監視及重要設備的控制，并采集、分析、處理各LCU上送信息，完成與調控層通信等。

（3）現地層

現地層通過LCU完成對相應現地設備的監控和數據存儲，并將信息上送廠站層，同時接受廠站級的控制命令。

（4）設備層

設備層則由運行人員通過現地人機界面（包括觸摸屏、控制開關、按鈕等），直接實現對被控設備的現地監視和控制。

2.3實時監視平臺

實時監視平臺包括視頻監控系統（含安防及語音報警）、消防報警系統及輸電線路狀態監測系統。安防監控系統、消防報警系統已在各站端組成分系統，通過通信傳輸設備，在墨脫調控中心形成監視終端。

（1）安防監控系統

安防監控系統包括視頻監視、門禁、電子圍欄及語音報警等設備。各站端由高清快球、半球、槍機、門禁設備組成，監控終端設備包括磁盤陣列、流媒體服務器、視頻網關、防火墻、視頻網絡設備及移動視頻監視終端設備等組成。其中移動視頻監視終端設備通過公用運營商訪問各站端監視設備。但在公共運營商和視頻服務器之間增加防火墻，并需要認證之后才能訪問。

圖2　安防監控系統示意圖

（2）消防報警系統

消防報警系統采用智能型總線制控制中心報警系統。系統采取集中與分散相結合的報警及控制方式。整個系統由1臺套消防監控系統終端、若干面消防監控系統控制柜（柜內設置集中火災報警控制器、回路卡、聯動卡、通信設備、消防電源、輸出卡等）、消防模塊箱（箱內均設置控制模塊、監視模塊、故障隔離模塊等）和現地各種探測器、手動報警按鈕和聲光報警器等組成。消防報警系統與消防水泵、消防廣播、防火閥進行聯動。其中消防廣播與安防系統語音報警廣播合并。

當某防火分區發生火警時，系統根據接收到的報警信號，自動將該防火分區揚聲器由背景音樂播放狀態強制轉入火災應急廣播狀態，啟動事先已錄制好的消防廣播，指揮人員也可用話筒播音，進行滅火指揮或人員轉移。

當探測器探測到火情后，火災報警控制器按預先編制好的邏輯聯動關系發出控制指令，利用總線上的控制模塊或聯動卡控制接口對相關部位的防火閥進行控制，并通過總線上的監視模塊或聯動卡控制接口接收動作反饋信號。平時，防火閥開啟。發生火情后，關閉防火閥，阻止火勢的蔓延。

當火災報警控制器在接收到探測器或手動報警按鈕的報警信號后，向電站消防監控系統和計算機監控系統發出報警信號，系統按照預置的程序，同時值守人員根據工業電視的監視情況或根據現場人員確認，給出火情處理指令，通過聯動卡的多線控制模式或控制模塊的總線控制模式，向消防加壓泵控制柜發出火情信號，當消防加壓泵控制柜同時接收到來自消防水管道的壓力下降的信號時，啟泵給消防水管道供水，從而為實現消防栓滅火做好準備。

（3）輸電線路狀態監測系統

輸電線路狀態監測系統集信息技術、智能傳感器技術、網絡通訊技術、新能源技術于一體。系統由故障定位檢測器、通訊管理器、后臺終端及軟件組成。故障定位器安裝于每個塔（桿）上，采用非接觸接地電流檢測技術，監測記錄流過鐵塔或水泥塔的接地線的接地電流，并以此來判斷該桿塔是否發生故障。觸發故障事件并將故障事件通過GPRS/CDMA傳送到調控中心的通訊管理器上，通訊管理器將信息解碼并自動生成報表和報警。

故障定位檢測器能監測雷擊、工頻閃絡電流、桿塔溫濕度、桿塔傾斜、桿塔振動等。能對桿塔振動的最大加速度和振動持續時間進行實時監測，能夠反映人為盜割塔材和自然環境（融冰、風振、地震、基礎滑坡等）導致的振動，當桿塔振動出現異常時，系統能夠通過通信網絡同步將信息發送后臺。定位檢測器采用太陽能電池供電。后臺管理終端把前端裝置采集到的數據存貯到數據庫中，并按時間、故障類別、線路編號、桿塔編號等分類檢索。

3　方案實施情況

各系統于2015年7月底初步安裝、調試完成。在調試過程，對亞讓水電站計算機監控系統相關控制流程與調度自動化、變電站綜合自動化相關流程進行了梳理、整合，進行了進一步優化，達到了既可以獨立運行，又可以閉環調控。目前正在進行平臺組網調試，初步達到了預期效果。正式投運后，將進一步進行完善。

4　結束語

墨脫縣小水電局域網項目，是華能集團公司十二五電力援藏項目，通過該項目的建設，為下一步其他去電地區建設提供了借鑒意義，起到了示范作用。

TM734

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1672-5387（2016）08-0020-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.08.006

2016-06-29

劉德翼（1975-），男，工程師，從事水電站、變電站的機電設備安裝、調試及電力生產等管理工作。