新能源區域生產運營中心設計探討

曾佳佳

（五凌電力有限公司新疆分公司，新疆 烏魯木齊830026）

1 引言

風能、光能作為清潔的可再生能源，日益引起世界各國的注意，新能源發電技術已基本趨于成熟。目前國內風電、光伏等新能源發電行業建設如火如荼，各大發電集團、私營企業等紛紛介入其中，并已各自積累了一些已投產發電的場站，生產經營工作隨之而來。為促進發電公司的科技進步，集中運行監控，統一調配資源，提高生產運營標準化管理水平，提高勞動生產率，以人為本，改善員工工作與生活環境，穩定員工隊伍，為公司的后續發展積蓄力量，部分公司正積極嘗試新能源生產運營中心的建設工作。規劃先行、謀定后動，在確保電網安全穩定的前提下，科學有序地推進區域生產運營中心建設各項工作勢在必行。統籌新能源區域生產運營中心規劃建設，借助專業設計、實施單位開展新能源生產運營中心的建設工作，穩步推進新能源場站管理模式的創新，促進新能源板塊生產運營管理水平的提高和科技進步，提升公司核心競爭能力，為新能源場站運營管理模式的優化，積累沉淀更多先進的管理經驗，并在后續生產運營中心不斷探索、完善，最終形成一套可供復制的先進的新能源管理模式。

2 區域新能源生產運營中心設計探討

2.1 功能定位

生產運營中心全面負責所在區域內生產運營中心建設和新能源項目的生產運營管理，包括發電運行、設備維檢、安全管理、市場營銷、應急處理、重大缺陷處理等工作，是所轄區域內所有場站的生產技術管理中心、發電生產調控中心、市場營銷協調中心、信息收集傳遞中心以及應急響應指揮中心，為區域內的最高生產調控指揮中心。

2.2 管理模式

根據“集中運行監控、統一資源調配、內外協同管理、場站少人值守、設備檢修外委”的管控模式，區域新能源生產運營中心設置綜合營銷部、技術安全部、調度運行部、設備管理部4個部門，全面負責所在區域內生產運營中心建設和新能源項目的生產運營管理，包括發電運行、設備維護、安全管理、市場營銷、應急處理、重大缺陷處理等工作，是區域內的最高生產調控指揮中心。

（1）綜合營銷部職能定位

對區域內場站的電量營銷進行集中管理，進行區域內電力市場分析、研究工作；統計分析“兩個細則”獎懲情況，制定改進措施；協調電網調度關系，爭取更高的負荷率、更多的機組利用小時數和合理的設備檢修計劃；及時掌握和研究本區域內競爭對手情況及電力市場營銷相關政策；負責人員培訓、綜合后勤管理，非生產性物資管理。

（2）技術安全部職能定位

對區域內場站生產技術、安全環保進行統一管理，制定與生產有關的制度、標準、流程；持續開展安健環體系建設及安全生產標準化達標評級；對區域內場站的自然災害及突發事件進行統一應急響應指揮，與各場站實現應急響應處置聯動；完善應急管理體系，健全應急處置預案，定期組織應急響應演練。

（3）調度運行部職能定位

采取“一人一席多場”的方式對區域內場站設備實行遠程集控運行與統一調度管理；生產運營中心直接接受電網調度機構的調度指揮和業務管理，對所控場站所有受控設備進行遠方集中監視，具備控制與調節等操作功能；現場設備的操作由各場站值守人員承擔；負責區域內場站的生產信息收集整理及報送；負責上級單位及區域內場站各項生產指令和管理要求的下達與傳遞。

（4）設備管理部職能定位

負責區域場站設備設施管理、生產工程管理，生產物資管理，對備品備件進行集中調配；對區域內場站實施設備維護、檢修資源的集中調配，負責設備設施檢修維護管理。負責區域集中監控系統的建設管理；負責區域集中監控系統設備維護管理；負責后續場站接入；負責對已建在建場站的電力二次系統、安全防護系統建設實行統一規劃管理；負責區域新能源生產運營中心信息化建設管理。

（5）各場站職能定位

負責現場安全保衛、日常巡視、設備現地操作、周邊環境協調，確保設備安全、穩定運行；發現異常情況及時向區域生產運營中心報告；負責本場站內生產事故的隔離處置和應急情況下的響應。

2.3 區域新能源生產運營中心系統建設方案探討

（1）建設思路

區域新能源生產運營中心系統建設遵循“區域規劃、集中監控、少人值守”的原則，積極穩妥推進，同時為新疆電網和場站的安全做好各項保障措施。

（2）功能要求

區域新能源生產運營中心集控系統基本功能應滿足但不限于以下：

1）實時控制系統為分層分布開放式架構，數據庫及軟件按模塊化、結構化設計，支持各種應用軟件及功能的開發應用，支持第三方軟件在系統上無縫集成和可靠運行，支持多種數據網絡通信接口，使系統能適應功能的增加和規模的擴充，并能自診斷。

2）能接受電網調度機構命令或AGC、AVC指令及預定的負荷曲線，實現對各場站的集中監控功能?？上驁稣镜母鞅O控子系統直接發送控制指令，實現遙信、遙測、遙控、遙調、遙視以及經濟運行、集中分析管理功能，實時、準確、可靠并有效地完成對各場站所有被測控對象的安全監視和控制。

3）能實現生產運營中心直接向電網調度自動化系統及上級單位傳送各場站的運行參數和信息數據，并可自動接受電網調度機構的調度命令，實現數據可靠的上傳與下達。

4）可對生產運營中心所屬場站主要電氣設備、關鍵設備安裝地點以及周圍環境進行全天候的圖像監視及安全警戒，以滿足電力系統安全生產所需的監視設備關鍵部位的要求。

5）統一且可配置的數據接口，能實現對生產運營中心風功率及太陽能輻射預測的集中管理及生產信息的綜合展示。

6）能滿足調度數據、集控數據、調度語音、行政語音等業務需求，相關調度通信設備能實現調度的集中管理。

7）能實現場站關鍵機電設備的狀態監視、數據統計與分析功能，為設備的狀態檢修提供決策依據。

8）采用的網絡技術應符合國際及國內標準，滿足信息實時、準確、安全、可靠地交換傳輸。網絡設備應有開放的接口，擁有良好的維護、測量及管理手段，能隨需求變化而擴展，實現集控數據專用網絡及信息網絡的集中管理。

9）各系統軟硬件平臺架構均應滿足國家經貿委及能監辦關于電力二次系統安全防護的相關管理規定及要求。

10）系統高度可靠、冗余，實時性好、抗干擾能力強，不因任何1臺機器發生故障而引起系統誤操作或降低系統性能。關鍵系統設備均應采用雙路冗余供電方式設計。系統的局部故障不影響現場設備的正常運行，系統的MTBF、MTTR及各項可用性指標均滿足國家相關行業標準及國際電信聯盟ITU-T的有關建議與要求。

（3）生產運營中心用房地點選取及功能區設置

生產運營中心用房應選定在縣級以上地區城市，擬購置場所應選取距離變電站較近的地點建設運營中心，建設場所應有可靠的電源，可由2個不同的方向接入電力系統通信網，應考慮人員辦公、生活場所，應有相應的安保措施。

生產運營中心機房及控制室建設應依據國家有關標準和集團建設項目有關建設規范指引，按照“技術先進、功能齊全、安全可靠、經濟適用、適當超前”的總體原則和符合行業發展方向的解決方案實施。并充分考慮方便今后的運行維護，及能有效降低機房運行及維護成本。應按不低于B級標準的機房建設。

（4）生產運營中心集控主系統建設

1）建設原則

安全性原則：系統的規劃設計和工程實施要遵循“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，保障監控和調度數據網絡的安全。安全設備需經有關部門專業認證。

高可靠性原則：系統關鍵設備均應冗余配置，必須支持RAID冗余陣列方式，重要數據容災及備份。

統一、開放數據平臺原則：系統應采用集成度、數據整合度高的統一開放數據平臺，提供數據采集、數據處理、數據存儲、數據訪問、數據發布、安全管理等基礎功能。

充分可擴展性原則：系統平臺應滿足新能源場站現有規模及遠景規劃的接入擴充需求。

易用性和易維護性的設計原則：系統平臺的功能設計應確保高度的可操作性（易用性），便于運營中心系統維護人員的日常維護管理工作。

功能模塊化原則：系統平臺功能應采用模塊化的設計原則，各模塊的功能劃分清晰并相對獨立，便于獨立開發、測試和升級維護以及功能的擴展。

通信接口標準化原則：系統平臺與外部平臺的應用系統之間的接口應遵循統一的接口規范，并提供多種標準的外部訪問接口。

2）主系統架構

生產運營中心承擔本區域場站集中控制管理職能，是區域各場站的集中控制、優化調度與經濟運行中心，以及設備運行、繼電保護、自動化、通信專業技術管理中心，通過建設結構合理、功能完善、接口開放、數據統一的綜合自動化系統平臺，實現所屬多個場站五遙（遙測、遙信、遙控、遙調、遙視）功能以及生產運營中心所屬各場站應用系統數據共享、集中管理，為各種高級應用提供一體化的支撐平臺。主要包括電力通信系統、計算機監控系統、集中式風（光）功率預測系統、電能量計量系統、視頻綜合監控系統建設等。主系統架構可分為生產控制網（安全I區）、生產非控制網（安全II區）、生產管理信息網（安全III區）和場站接入網。

生產控制網應配置千兆以太網交換機、數據庫服務器、應用服務器、調度通信服務器、內部通信服務器、操作員工作站、維護工作站、培訓工作站、ONCALL工作站、語音報警工作站、衛星對時裝置，并采用雙網結構，重要服務器、工作站均應采用雙機冗余配置。生產非控制網應配置以太網交換機、電能量采集及存儲服務器宜采用單網結構。接入網應配置千兆以太網交換機、集控側場站通信采集服務器，并采用冗余熱備用方式部署。生產信息管理網應配置監控WEB數據庫服務器、電能量WEB服務器等服務器，滿足對外數據通信要求。

應用服務器、數據服務器均應采用安全加固的操作系統。其他服務器、工作站需進行安全配置、安全補丁等加固其操作系統。

數據通信網絡建設應考慮以下幾個方面：整體網絡拓撲結構、網絡路由協議、網絡路由策略、IP地址規劃與分配、MPLS VPN實現方式、網絡自愈與恢復、設備命名規則與域名方案、服務質量（QoS）、網絡設備管理、網絡系統安全等。

升壓站監控、風機監控等重要系統應采用雙網主備接入方式。

3）建設要求

主系統應根據不同站端控制系統提供的通信規約，通過串口、網口、協議轉換器連接，實現全部“遙信、遙測、遙控、遙調”數據的一體化整合。數據的采集應由場站端數據采集通信服務器集中完成，應具備完善的歷史數據存儲管理系統，定期保存歷史數據，存儲周期不少于3年。控制和調節方式按照4級進行，即場站站控層、站端集控層、集控中心層、電網調度層。控制和調節權限由高到低逐級進行。各場站控制室應通過通信服務器實現集控/場站控制權切換功能。

主系統應內置五防功能，并設置合理的邏輯閉鎖條件，以確保對場站設備操作的可靠性。

主系統具備遠動通信功能，與電網調度自動化系統進行調度通信。

主系統應具備安全的WEB服務功能，可實現與外部其他系統的數據交互。

主系統應具備故障信息診斷分析功能。

3 結語

本文從目前國內新能源發電行業的發展情況及所面臨的生產運營形勢出發，結合個人多年來從事大中型流域水電集控技術管理、及風電生產管理工作所積累的經驗，按照“區域規劃、協同管理、集控進城、少人值守”的原則，對新能源生產運營中心的管理模式與建設規劃提出了個人見解，以期為同行業準備開展新能源生產運營中心建設工作的單位提供些許參考。