论库尔勒集控中心自动化系统建设的技术报告

1 概述1.1建设库尔勒集控中心的必要性1.1.1库尔勒地区供电现状库尔勒地区拥有110kV变电站10座，35kV变电站12座，库尔勒市作为巴州的州府，随着经济的快速发展，用电负荷增长迅猛，变电站值班人员工作量非常大，此状况已无法适应电网发展的需求，急需进行减员增效的改革措施。1.1.2项目提出背景集控中心是随着无人值班变电站的大量出现而逐渐形成的一种电网运行管理模式。集控中心值班人员可对其所属的多个无人值班变电站进行远方监视和控制。集控中心的设立大大改善了对无人值班变电站的运行管理和维护，并改善了系统的结构，其产生的综合效益十分明显。库尔勒地区周边变电站集中，进行集控中心自动化系统的建设，将会使电网建设达到一个新的水平，电网自动化水平将大幅度提高。2 项目概况库尔勒集控中心自动化系统采用国电南京自动化股份有限公司的DS3000系统、一期工程接入分站共13个，分别是：110KV库尔勒中心变电站、市东变、市南变、城西变、市北变、新城变、西尼尔变、塔什店变、南山变、35KV哈拉玉宫变、紫泥泉变、哈拉洪变。二期工程计划接入3个变电站。2.1项目的主要内容及目标2.1.1项目的主要内容包括三个部分：（1）主站软硬设备的安装调试； （2）分站和通道的建设； （3）分站与主站进行联调；2.1.2项目的目标对库尔勒地区变电站实行无人值守，在库尔勒中心变电站内安装集控中心对库尔勒地区变电站进行集中控制，达到减员增效的目的。3集控中心自动化系统的总体功能3.1 SCADA功能SCADA是集控系统的基础应用，应具备如下功能： 数据采集和处理 控制和调节（包括AVQC功能） 事故追忆（PDR） 限值监视及报警处理 事件顺序记录（） 历史数据储存与查询 报表管理 人机联系 实时数据库的要求3.2数据处理a. 模拟量数据处理b. 状态量数据处理c. 计算量的处理d. 数据的计算和统计3.3控制功能a.控制对象 开关分合闸控制 刀闸分合闸控制 保护及测控装置软压板远方投退 变压器分接头的控制b.控制安全性 记录操作人姓名、操作项目及时间等。 保证同一时刻只能执行一个操作命令(其优先级为当地后台、集控遥控)。 具有操作命令超时和撤消功能，操作员密码功能，避免控制进入死循环以及外界人员误操作的事情发生。 避免两个操作工作站同时进行控制和操作。c.与“五防”系统的通信 应能与微机“五防”系统的通信，实现“五防”操作闭锁。d.控制方式 控制方式具备以下三种方式，并可根据需要进行人工设定： 单机单调度：不需要监督人，遥控过程由一个调度员在一台机器上完成 单机双调度监督：需要监督人、操作者两个人在一台机器上完成 双机双调度机制：需要监督人、操作者两个人在两台机器上完成e.遥控要求： 可以进行批次遥控操作。在紧急情况下根据预先确定的操作方案或临时形成的操作方案自动完成对成批设备的分/合闸操作。 具备限制不同类型操作员（如输电调度员、遥控操作员、系统维护员、一般观看者等）应用系统功能的权限，各类型操作员只能使用已限定的系统应用功能。f. 具有VQC功能： 系统应能接收调度主站有载调压变压器分接头位置的自动调节、无功设备的自动投切等VQC命令，并实现控制功能。3.4安全监视a. 系统可监视所有接入自动化系统的设备运行状况，可对集控所下辖变电站的停供电范围、开关状态进行监视。b. 系统可监视所有接入自动化系统的保护信号的状态位置。c. 系统可以对每条线路的功率因数、无功功率、有功功率、视在功率、零序电流进行监视。d. 系统可以对集控设备的运行状况、变电站自动化系统的运行状况、通道运行状况进行监视。e. 遥测数值具备数值、棒图、曲线趋势图、表盘、表格、饼图等多种显示方式。具有高限、低限越限报警功能，越限报警等数值可由维护人员输入设定，并以备校正、调整及报警。f. 可监视系统所有进程的运行状况，对于异常中断的进程，系统可自动启动和统计及报警。具备进程管理功能。g. 运行界面具备口令的运行时效设置，在当值值班人员的值班时间内，值班人员可进行权限内的任意操作，对于不在值班时间内的调度员界面，任何操作系统不响应。3.5报警处理 报警的内容： 电网运行失效引起的电力设备的状态改变 模拟量及累计量：量值越一、二级限值 集控系统设备不能正常操作和设备故障 通道故障报警 数据传输错误或数据有效性错误 设备及程序运行性事件 变电站的综合自动化系统和保护事件 自定义的其它报警 报警方式 报警显示：报警发生时，自动推出报警行，同时按报警定义内容自动推出相关画面，对所有事项均应有记录，记录内容主要应包括对象名称、发生时间、事项内容等，可定义事项的显示格式 音响及声音报警：报警发生时，将报警内容自动合成，产生音响及声音报警，并可进行告警确认 报警打印：报警内容可自动或人工召唤打印 事故寻呼：当电网事故或故障发生时，系统可根据预定义自动按照值班表给值班人员发传呼（电子值班） 可设定组合过滤条件，查询当日或历史报警内容 不同功能的机器报警的内容可以不同3.6历史数据的存储与查询a. 历史数据的存储包括所需要的所有遥测、遥信以及遥控信息。b. 重要模拟量数据的数据点和采样周期可由数据库管理人员在线定义，也可根据系统要求按固定时间间隔（可设定1分钟、5分钟或1小时）采集有效瞬时值。数据的存储时间可自定义。当数据存满时可将数据自动转存并能进行调用、查询。c. 系统的各个结点可以技术透明地直接访问历史数据库服务器上的历史数据，但不能修改或删除。d.可以设置组合过滤条件（时间、变电站、设备名、设备类型、信号名称、事项等），有选择的进行历史数据的查询与显示。e. 历史数据库内保存的历史数据按数据性质及存贮的时间间隔分类,根据系统的需要，确定保存的数据。f.可以按照数据的时间顺序，一定的时间间隔，将需要的数据及图表记录存入历史数据库内。g. 历史数据可以文件形式转贮和保存。转贮的历史数据文件可调入历史库显示或打印及修改。h. 所有历史数据均可以以报表、曲线图、棒形图等方式进行显示。3.7事件顺序记录a系统所有的事件可以按照自定义进行分类保存。b事件的顺序记录应包括事项名称、事项类型、事项发生的时间、事项操作人、事项内容。c系统以毫秒级分辨率记录开关动作时间顺序并存档。d系统可定义自动或调用打印所有事件顺序记录内容，可对所有事项采用多种检索方式或设置组合过滤条件进行显示和打印。3.8报表处理及打印a. 报表定义、编辑 可通过报表编辑、定义界面方便地定义并修改报表格式、报表内容。 在报表维护界面或系统运行界面下，可把数据库中的任意数据组态到报表中显示。b. 报表输出 报表输出包括显示和打印。报表可随时召唤打印，亦可自动打印；打印前可进行打印预览； 对任何一个已定义好的报表，可方便地定义：是否自动打印、自动打印周期及打印定时。c.异常及事故、操作记录可以进行分类存储、查询、打印。d.所有系统画面可以进行画面拷贝，打印输出。3.9计算机网络设备采用双网络结构，能独立工作，并互为备用。当任一网络设备发生故障时，不引起系统扰动，不丢失系统功能和数据。3.10 GPS对时功能系统能接收GPS的标准时间信号并以此同步系统内各计算机的时钟，使其与标准时钟的误差保持在1S以内。GPS 提供周波的采集功能，通过未经逆变电源的220V交流市电进行采集。4 DS300集控中心自动化系统的技术特点特点一：系统的可靠性DS3000集控中心自动化系统采用的双服务器、双关键工作站、双网配置，完全作到了热备用、冗余控制的运行状态，在主运行节点或主网发生故障的情况下，备用节点及网络迅速接管运行控制状态，并运用网络监控程序快速且平稳地恢复故障系统。特点二：系统的开放性DS3000系统完全遵守各种工业标准。系统的设计参考IEC(国际电工委员会)制定的IEC61970/IEC61968系列国际标准，遵循CIM模型开发。支持系统软硬件升级，支持第三方的开发，可以与其他厂家的系统接口。特点三：系统的可扩展性系统的分层、分级、分布式管理的设计思想为系统进行方便的扩展提供基础。主站节点，站端设备，服务器、工作站及网络设备等硬件，软件模块等都可以方便的扩充，就象是搭积木一样。这种持续可扩的性能，使用户在实现调度主站功能时，可以按照”总体规划，分步实施”的策略来实施，避免了用户的一次性投资太大。特点四：系统的安全性系统具有高度的安全保障特性，运行的数据具有双机热备份，防止意外丢失。数据追赶功能是DS3000系统的特色设计功能之一，在两台历史数据库服务器全部退出运行极端情况下，实时系统在短时间内依然能保持运行，并在历史库服务器恢复正常后，能恢复停机时间段的历史数据。通过数据追赶，能大大提高系统稳定运行的可靠性。特点五：先进的系统平台主站系统采用持续开放的通用网络平台，即SuperOpen平台的设计，运用Client/Server结构，强调中间件设计模式，由此形成的网络级中性服务平台仅服务于客户请求的中性数据,而无需考虑数据的应用。这不仅丰富了系统服务定义的内涵,且为电力企业不断扩大的各部门系统网的Intranet及与外层Internet的自适应网络互联带来了潜在效能,使使用者可自行灵活定义拓广的应用,并自动接入系统及与系统通信。系统平台系统采用通用的标准操作系统，工作站采用WINDOWS平台，服务器采用UNIX平台，数据库管理系统采用具有ANSI标准SQL语言接口的标准数据库。应用平台集控系统应用平台包括数据库管理系统、数据采集系统、图形管理系统、报表管理系统、网络管理系统、系统安全和防病毒措施。5 DS3000集控中心自动化系统的安装和调试2007年5月8日集控中心工程正式开工，施工内容包括：主站机房安装、各分站和通道建设以及分站与主站进行联调。5.1 主站机房安装5.1.1设备屏的安装设备屏包括：服务器屏、通讯屏、逆变电源屏、蓄电池屏、智能开关屏。5.1.2电源线和通讯线的敷设交流电采用库尔勒中心变的所用电，本次集控机房使用的是原通讯机房，光端机与集控中心通讯屏距离很近，便于电缆的敷设，同时也利于通讯查线对调等。 5.1.3 DS3000系统软件的安装和调试绘制所有分站的一次接线图，填写遥测遥信遥控等参数库。各厂站24点日负荷报表24点电压日报表等各种报表。录制语音报警库。绘制各厂站负荷曲线电压曲线、电压棒图全网潮流图系统运行工况图等。5.2、分站和通道的建设本次集控所辖分站均为综自系统，远动装置的硬件和软件方面均符合接入集控的条件。110KV变电站的自动化通道均采用光纤为主通道、载波为备通道，35KV变电站只有载波一路通道。5.3、分站与主站进行联调本次集控建设正值电网迎峰度夏用电高峰时期，为了确保电网安全运行，保证重要用电客户不停电，且不产生停电电量损失，我们对110KV重要线路利用晚上用电低谷进行实验，对10KV线路退保护进行模拟实验，并利用模拟断路器进行遥控试验。同时利用每个分站进行计划检修时，抓紧时间做各种调试工作。对12个分站共1826个遥信量进行检测，合格率100%；核对了1335个遥测量，合格率99.6%；实验了196个遥控量，合格率100%。5.4安装调试过程中遗留的问题有：5.4.1、110KV中心变正在进行综自改造，待改造完后进行接入。5.4.2、35KV哈拉玉宫变、紫泥泉变、哈拉洪变已调试完毕，但通道目前被远后台通道占用，待将来实现集控时，以上三个分站即可使用远后台通道。5.4.3、所有分站的主变的保护信号因无法停电均未做传动实验，今后待检修停电时再进行实验。6工程总结库尔勒集控中心自动化系统建设2007年5月8开工，10月12日工程基本完工，前后耗时5个月的时间。其中，为保障对用户的连续供电，我们结合每月电网计划性停电检修工作穿插进行调试，分站与主站的联调用了4个月的时间。由于这是巴州范围内第一个集控中心，调试人员没有经验，通过向生产厂家、兄弟单位及各方面专家咨询，并逐渐自学摸索，逐步掌握了调试技能，最终使各项指标均达到投运要求，顺利完成了库尔勒集控中心自动化系统的调试工作，保证了巴州电网首座集控中心库尔勒集控中心的正常投运，为今后巴州后续集控中心的建设打下了坚实的基础。系统软硬件配置清单项 目货物描述(名称及规格型号)单位数量备注主设备/材料一、硬件部分1通道部分标准通讯机柜2260*800*1000mm面1南自MOXA 5610-16口终端服务器台2MOXA模拟板（1路/板，带光电隔离）块16康海数字板（1路/板，带光电隔离）块16康海机笼（16路/笼）含电源套2康海通道防雷板路16E1口2M/10M转换器对16东土电信GPS时钟（GPS-01D）(2个RS232口，天线30M)台1南自2前置服务器SUN Fire V440 服务器台2SUN1.593GHz CPU21MB 高速二级缓存/CPU4GB内存，73GB4接口硬盘DVD-ROMXVR-100 图形显示卡10/100Mb/s 网卡3键盘、鼠标(双机切换KVM套件)冗余电源飞利浦17液晶显示器台1PHILIPS服务器机柜2260*800*1000mm面1SUN原装ATEN1：4视频切换装置台1ATEN3系统服务器SUN Fire V440 服务器台2SUN1.593GHz CPU21MB 高速二级缓存/CPU4GB内存，73GB4接口硬盘DVD-ROMXVR-100 图形显示卡10/100Mb/s 网卡2键盘、鼠标(双机切换KVM套件)冗余电源 4集控工作站DELL Precision 490台2DELLIntel Xeon 3.0GHz CPU 1GB内存73GB硬盘128M 285图形卡10/100/1000Mbs 网卡2键盘、鼠标、电源线21”液晶显示器（优派）优派主设备/材料5报表/维护工作站（遥控工作站）DELL Precision 490台2DELLIntel Xeon 3.0GHz CPU 1GB内存73GB 硬盘128M 285图形卡CD-ROM1.44MB软驱10/100/1000Mbs 网卡2键盘、鼠标、电源线21”液晶显示器（优派）优派远程维护套件 1套捷豹56K拨号MODEM 1只6交换机3COM 16471(24口 10M/100M)台33COM7路由器CISCO 2621路由器台1CISCO8线缆附件RJ-45头100个，网线300米，网线钳1把套1安普9激光打印机HP 5200L A3激光打印机(含网卡)台1HP10喷墨打印机EPSON R350彩色喷墨打印机台1EPSON11支撑平台软件oracle for SOLARIS Unix数据库软件(安装版)套1Office 2003 专业版(安装版)套1WINDOWS 2003 标准(安装版)套1UNIX 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