華光潭水電站電量采集系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

傅水祥

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州 310000）

華光潭水電站電量采集系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

傅水祥

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州 310000）

介紹了華光潭水電站電量采集系統(tǒng)的設(shè)計原則及思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能等內(nèi)容。為滿足華光潭水電站的發(fā)展需求，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實時采集，統(tǒng)計匯總，綜合展示，保證電量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度，建設(shè)部署一套電量自動采集系統(tǒng)。

電量采集系統(tǒng)；ERTU；電能表；電量數(shù)據(jù)

0 概況

華光潭梯級水電站工程位于浙江省杭州臨安市分水江干流昌化江上游的巨溪，電站為引水式梯級電站，由2個電站組成，共4臺機，總裝機容量85MW，多年平均發(fā)電量1.85億kW·h。電站具有年調(diào)節(jié)水庫，既有發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)相功能，又有防洪抗災(zāi)能力，同時也是杭州電網(wǎng)進行“黑啟動”的首選電源，在保障電網(wǎng)安全方面起了重要作用。

華光潭梯級電站（一級電站和二級電站）現(xiàn)有杭州百富電子技術(shù)有限公司、湖南威勝電子有限公司及杭州西力電能表制造有限公司3家公司提供的三相四線制等多種電度表，承擔(dān)著線路、主變、廠變及機組等的所有電量數(shù)據(jù)值：正、反和有功、無功電能量雙向計量的功能，目前只有華電1128線的主副電表（2只）接入電量數(shù)據(jù)采集終端（浙江創(chuàng)維ERTU2000一只，部署于二級站繼保室）。

目前華光潭水電站通過運行值班人員傳統(tǒng)人工手抄方式獲取每日電量數(shù)據(jù)并進行相關(guān)統(tǒng)計，該方式存在電量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和精確度低、不具備實時性、不具備自動統(tǒng)計形成報表展示、無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等問題，已無法滿足現(xiàn)代電力企業(yè)的發(fā)展需求，因此，建設(shè)一套電量自動采集系統(tǒng)實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實時采集、報表形成以及數(shù)據(jù)上送已成為電站的迫切需求。

1 系統(tǒng)建設(shè)原則

（1）精確性原則。電量采集系統(tǒng)主要是針對電度表的已有數(shù)據(jù)進行采集。那么，要保證采集過程的準(zhǔn)確無誤，就應(yīng)當(dāng)盡可能地減少不必要的中間轉(zhuǎn)換、運算傳輸環(huán)節(jié)，使電量采集結(jié)果與相應(yīng)技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的誤差范圍相符。

（2）可靠性原則。電量采集與電站經(jīng)營管理有著密切的聯(lián)系，為了避免不必要的經(jīng)濟糾葛，對電量采集系統(tǒng)日常運行的穩(wěn)定性、可靠性提出了較高的要求。因此，無論是在硬件設(shè)施的配置還是軟件功能的提升上，電量采集系統(tǒng)的創(chuàng)建都要保證其先進性，可靠性。

（3）安全性原則。一般來說，電量采集系統(tǒng)都是原始數(shù)據(jù)，最終通過WEB服務(wù)器對外發(fā)布。為了防止黑客、病毒對系統(tǒng)的入侵，電量采集系統(tǒng)本身應(yīng)該配置相應(yīng)的防護措施，如設(shè)置密碼保護、開啟報警功能，對不同的訪問用戶設(shè)置不同的權(quán)限等。

（4）開放性原則。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備更新?lián)Q代速度也越來越快，電能表種類多種多樣，辦公系統(tǒng)升級日益頻繁。因此，電量采集系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備開放性，促進資源的有效共享。例如，在硬件上配置多種接口，在軟件上能拓展多種平臺，支持不同的通訊規(guī)約。

（5）人性化原則。電量采集系統(tǒng)應(yīng)具備良好的人機界面，方便工作人員查詢數(shù)據(jù)。不僅如此，系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備根據(jù)需要自動生成各類報表，運行維護容易，操作簡單、快捷等優(yōu)點［1］。

2 系統(tǒng)設(shè)計思路

本項目建設(shè)的目的是設(shè)計部署一套電量自動采集系統(tǒng)以實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的實時采集、統(tǒng)計、報表形成、WEB展示等功能。華光潭電站為梯級電站，由一級電站和二級電站組成，電量采集系統(tǒng)需同時采集兩個電站的電量數(shù)據(jù)，一、二級電站之間應(yīng)實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)設(shè)計思路如下：

電站現(xiàn)地通過電能表采集線路、主變、廠變及機組正向有功、反向有功、正向無功、反向無功等電量數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)部處理后存儲，然后通過RS485通訊方式將電量數(shù)據(jù)傳送至電量采集終端（ERTU），ERTU將數(shù)據(jù)處理后通過網(wǎng)絡(luò)傳送至電量采集數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（部署于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護Ⅱ區(qū)），數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過單向物理隔離裝置再將數(shù)據(jù)同步傳送給電量采集WEB服務(wù)器（部署于電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護Ⅲ區(qū)），由WEB服務(wù)器對電量數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計處理后進行WEB展示發(fā)布等。

本系統(tǒng)應(yīng)具備與上級單位生產(chǎn)管理系統(tǒng)、本單位消息總線等系統(tǒng)之間通信接口功能，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享，同時系統(tǒng)應(yīng)具備短信接口功能，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)以GSM短信形式發(fā)送至用戶。

3 電量采集系統(tǒng)的組成

如圖1所示，華光潭電站電量采集系統(tǒng)由現(xiàn)地電量采集終端（ERTU）部分（包含一、二級電站）和主站管理系統(tǒng)組成。

圖1 華光潭水電站電量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 電量采集終端（ERTU）部分

一級站電量采集終端（ERTU）負(fù)責(zé)采集1、2號機組、1、2號廠變、華聯(lián)1121線（華一）電度表電量數(shù)據(jù)；二級電站電量采集終端（ERTU）負(fù)責(zé)采集3、4號機組、3、4號廠變、2號主變（高壓側(cè)）、華聯(lián)1121線（華二）、關(guān)口（華電1128線）主、副電度表電量數(shù)據(jù)，同時，一、二級電站ERTU將電量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送至主站管理系統(tǒng)處理。由于主機管理系統(tǒng)部署于二級站，一、二級站之間距離較遠(yuǎn)（11 km），因此一級電站電量采集終端（ERTU）與主機管理系統(tǒng)采用光纖通訊，光纖通信抗干擾能力強，適合長距離數(shù)據(jù)傳輸，而現(xiàn)地ERTU與電能表之間采用RS485通訊線連接，RS485通訊線是通過兩根通信線之間的電壓差方式傳遞信號，適用于短距離的信號傳輸。

3.2 主站管理系統(tǒng)

主站管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、單向隔離裝置、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)實時采集ERTU電量數(shù)據(jù)，對其進行簡單處理后寫入數(shù)據(jù)庫軟件，以便數(shù)據(jù)的分類保存和查詢?yōu)g覽；根據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定要求，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（安全Ⅱ區(qū)）和WEB服務(wù)器（安全Ⅲ區(qū)）之間部署單向隔離裝置，可以識別非法請求并阻止超越權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問和操作，從而有效地抵御病毒、黑客等通過各種形式發(fā)起的對電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的惡意破壞和攻擊活動，保證電量數(shù)據(jù)單向安全可靠地傳輸；WEB服務(wù)器作為電量數(shù)據(jù)的綜合展示平臺，根據(jù)電站生產(chǎn)經(jīng)營管理要求對電量數(shù)據(jù)進行自動計算形成各類電量統(tǒng)計報表并進行WEB頁面展示，同時提供接口通信功能與其他管理信息系統(tǒng)進行互聯(lián)，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享，提升工作效率，提高電站綜合管理水平，滿足電站發(fā)展的需要；數(shù)據(jù)庫管理軟件負(fù)責(zé)電量數(shù)據(jù)的實時寫入、處理、調(diào)用等，同時做好數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)備份工作，軟件上做到自動備份，人工定期手動備份，保證電量數(shù)據(jù)的完整性和安全性。

4 系統(tǒng)功能

4.1 綜合畫面展示

如圖2所示，系統(tǒng)WEB首頁對電站日發(fā)電量、月累計發(fā)電量、年累計發(fā)電量，年累計上網(wǎng)電量等電量數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)功能列表進行綜合展示，方便用戶快速直觀瀏覽電量數(shù)據(jù)，獲取相關(guān)信息。

4.2 電能表數(shù)據(jù)實時采集記錄

該功能模塊主要記錄機組、廠變、主變、線路等的正向、反向有功峰、谷、平電量數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)為電能表原始數(shù)據(jù)），方便生產(chǎn)運行維護人員必要時與電能表顯示的原始數(shù)據(jù)進行校對。

圖2 系統(tǒng)WEB首頁

4.3 電量統(tǒng)計報表

該功能模塊根據(jù)電站各部門管理統(tǒng)計需要，自動生成各類自定義統(tǒng)計報表，有效提升各部門工作效率。

4.4 系統(tǒng)管理

該功能模塊主要對系統(tǒng)用戶進行分級管理，對不同用戶賦予不同的權(quán)利，以防止非法操作，一般用戶只能登陸系統(tǒng)查看電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，若需要修改數(shù)據(jù)、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)等系統(tǒng)操作必須經(jīng)授權(quán)方可進行，相關(guān)操作記錄系統(tǒng)自動生成在案。

5 結(jié)束語

華光潭電量采集系統(tǒng)自2016年1月投運以來，取代人工抄錄電量方式，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，運行穩(wěn)定可靠，畫面顯示直觀易懂，用戶維護操作簡單，自動生成各類自定義統(tǒng)計報表，滿足了各部門管理需求，大大提升了員工的工作效率，提高了電站綜合管理水平，滿足電站成為現(xiàn)代化電力企業(yè)的發(fā)展要求。

［1］項 梅.電量采集系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應(yīng)用［J］.電力科技，2015（07）：146-147.

TP274

B

1672-5387（2016）07-0041-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.013

2016-05-26

傅水祥（1987-），男，助理工程師，從事水電站自動化及信息通信維護管理工作。