03 2×600MW大型火力发电厂电量计费系统介绍.doc

全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集电气2600MW大型火力发电厂电能计费系统应用蔡继东周丽君（天津大唐盘山发电有限责任公司301900）摘要：参照新建天津大唐盘山发电有限责任公司远方电量计费系统方案，介绍了当前大型火电厂远方电量计费系统的设计原则和构成，同时对电量计费系统建设过程中遇到的问题和解决方法作了详细介绍。特别介绍了“两厂一站”这一独特方式下，两厂之间电量结算遇到的问题和解决方案关键词：电量计费系统“两厂一站”解决方案0概述天津大唐盘山发电有限责任公司（简称：大唐盘电）是装机容量为2600MW的新建大型火力发电厂，它同原有天津国华盘山发电有限责任公司（简称：国华盘电）的2500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点，经三条500KV线路向系统送电，地处京津唐负荷中心，对电网稳定起着重要的支撑作用。大唐盘电作为独立核算的股份制发电公司，按照“厂网分开”的精神，根据“并网调度协议”、“购售电合同”等文件条款，建立了一套完善的电量计费系统，以“公平、公正、公开”的原则实现与华北电网之间的电量贸易自动化结算，实现电量结算和发电考核的现代化管理。同时大唐盘电隶属北京大唐发电股份有限公司，国华盘电隶属北京国华电力有限责任公司，两厂独立核算，构成了“两厂一站”的独特方式，所以在电量计费系统实现上与其它电厂相比有新的特点。本文就大唐盘电电量计费系统的设计原则、构成、特点及建设过程中存在问题和解决方法进行介绍分析。1电能计费系统的设计原则1.1准确性系统在数据采集（关口电能表、电能采集装置）、传输（数据通道）、存储及计算（主站）、使用（用户工作站）等环节上均应采取相应措施确保数据的准确性。1.2可靠性系统的数据作为电能量计量的依据，必须具有高度的连续性和完整性，任何情况下所有计量点的电能量数据都不能丢失，万一发生丢失也必须有弥补的手段。1.3一致性系统报送给各方电能量的数据必须是一致的，也就是电能量结算的依据应是唯一的，避免引起混乱。1.4同时性系统从不同关口电能表采集的数据都带有时标，要求使用GPS进行对时，保证不同电能量数据采集点时钟统一。1.5及时性为满足电网商业化运行中电能量统计、结算和考核周期的要求，系统数据的采集需要有一定的及时性，即在一个数据召唤周期内应能将所有数据传输一次。1.6安全性系统的数据作为电能量交易和结算的依据，其安全性必须得到保证。必须确保数据采集和处理中的原始电能量数据库不被修改或删除。因此，系统均不得修改原始数据库。1.7开放性应采用符合国际标准、实时工业标准的设备及接口，提供一个开放的应用平台和开发环境，提供接入非主站系统制造厂的厂站端设备的硬件、软件接口。1.8独立性电能计量系统与其它系统的功能各有侧重点，应保持相对的独立性。1.9先进性系统应充分采用基于Internet的电子商务技术，提供各种网络服务和应用，使厂端和电网可以利用广域计算机网络从事高效率电力市场的电子交易活动。1.10可发展性系统除应具有电能量数据的远方采集、分费率的统计和处理以及各类报表的生成和管理等基本功能外，还应可以根据具体情况进行二次应用开发，以满足电网商业化运行不断深化的要求。2电能计费系统的功能要求2.1能够通过厂站端电能量数据采集装置完成厂站端的所有关口电能量数据的采集、传送、处理、存储、统计。2.2保证电量数据采集、存储的准确性、可靠性、完整性、和唯一性，在任何情况保证数据不会丢失。2.3具有良好的可编程性能及友好的人机界面，用户可以对电能采集周期、数据召唤周期、存储周期、费率、计算结果等进行定义和编程。实现对电能量数据的分时统计、计量和长期存储，并且实现电能量数据日、月等报表存储及打印，并与EMS及MIS系统进行数据通信，实现数据共享。2.4系统具有统一时钟，能够接收GPS对时。2.5装置具有抗电磁干扰的能力，并符合国家有关标准。3电能计费系统的构成图1大唐盘电电量计费系统图电能计费系统是实现电量计量、采集、传输、记录的抄表系统，主要由以下几部分组成：电能计量装置、电量数据采集终端、电能计费系统主站以及通讯通道。3.1电能计量装置电能计量装置包括各种类型电能表、计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜等。大唐盘电的远方电能计量系统因其计量的电能量多，计量对象重要，属于I类电能计量装置。线路电能计量装置及主变、发电机、高厂变、启备变计量装置中，专用CT、PT计量绕组、二次回路电压降、表计等均按照DL/T448-2000中I类电能计量装置要求进行配置，经电流互感器接入的电能表其标定电流不超过电流互感器额定二次电流的30%,其额定最大电流为电流互感器额定二次电流的120%左右。这样保证了电能计量装置的准确性。电能计量装置的主要构成如图2所示。数据CT线路/设备电能表数据处理电能表电流互感器PT失压报警装置电压互感器图2电能计量装置示意图根据DL/T448-2000的要求：计量单机容量在100MW及以上发电机组上网贸易结算电量的电能计量装置和电网经营企业之间购售电量的电能计量装置，应配置准确度等级相同的主副两套电能表。根据规程的这一要求，大唐盘电电能计费系统设备配置如下：500KV系统电能计量点设在滨海线出线侧（设主、副电能表），表计采用为0.2级U型表；主变系统电能计量点设在1#、2#、3#、4#主变高压侧（设主、副电能表），其中1#、2#表计采用为0.5级U型表（属国华盘电安装维护），3#、4#表计采用为0.2级U型表；发电机系统电能计量点设在3#、4#发电机出口侧，表计采用为0.5级U型表；高厂变系统电能计量点设在3#、4#厂用变高压侧，表计采用为0.5级U型表；启备变系统测量点设在启备变高压侧（设主、副电能表），表计采用0.5级U型表。大唐盘电电能计费系统采用的是西门子表计有限责任公司生产的ZMU型电能表。其特点为模块化、多功能固态电能表，符合DL/T448-2000和IEC687标准。挂式安装，三相四线制接线方式，具有LCD当地显示屏，可通过FDC1.3型光电口编程。据有RS485数据输出接口，数据输出规约为国际标准IEC-60870-5-102。采用双向有功、四象限无功。3.2电量数据采集终端大唐盘电电量数据采集终端采用的是西门子表计有限公司生产的FAG12.4型电能表处理器，该装置特点为采用模块化结构，每个模块设有保护机制。具有RS485数据输出接口，数据输出规约为国际标准IEC-60870-5-102，能通过专线、电话拨号方式、网络方式实现和多个（至少两个）中心站的数据交换。同时具有自检和事故报警功能，故障发生和结束时均向中心站和子站系统发送告警信息等。该装置共装有主、副2台，每台有两块36路输入量的模板，一个内置MODEM、两个RS232口和一个外置MODEM，能够满足数据采集装置FAG一发四收的需要，完全适应两厂一站这一特殊方式的需要。电量数据采集终端FAG每分钟冻结并采集表底值，每5分钟作为一个处理积分周期，对采集的表计电能累计值进行计算和存储，存储的每个积分周期数据均带有时标。该部分的准确性在于FAG采集表底值的时效性和正确性。FAG是一个实时设备，由中心站DGC2000接收到华北电网GPS时钟对其进行定时同步，这样可以保证FAG时钟的准确性。而FAG采集电能表表底值的正确性，可通过比较表计的冻结值与FAG采集表底值验证，两者之间误差为零。无论是从系统原理分析，还是从应用角度看，电量数据采集终端FAG的数据采集、处理和存储部分是不存在误差的，是准确的。两台FAG装置分主、备方式运行，主、备FAG装置与电能表及一期的接线如图3所示计费信息采集装置 FAG（主）计费信息采集装置FAG（备）计费备表#4主变计费表#4机高厂变计费表计费备表盘-滨线计费主表#4机出口计费表#3机高厂变计费表#3机出口计费表厂内电量计费终端计费备表#3主变计费表厂内通信设备计费备表220kV备用电源计费主表至国华盘电计费终端至华北网调至一期FAG(备)至一期FAG（主）国华盘电主FAG来图3大唐盘电远方电量计费系统接线图3.3通讯通道电量数据采集终端（FAG）可实现一发四收，一路数据送至华北总调，通讯方式为以调制解调器通过华北电网微波信道实现。可以手动和自动方式远程采集FAG存储的积分周期的数据（带时标），并将采集的原始二次电能值处理成一次电能值，最终形成一次电能值的日、月报表。此部分仅是对带有时标的二次电能值进行必要的累加和倍率计算，不存在误差问题。第二路数据送至厂内电量计费终端，通讯方式是以数据线直连方式实现，能最大可能地为电厂生产运行提供准确实时数据支持。第三路数据送到国华盘电公司电量计费终端，通讯方式是以数据线直连方式实现。同时FAG预留一个外置MODEM传送数据到天津地调。3.4电能计费系统主站大唐盘电电能计费系统主站从电量数据采集终端（FAG）直接获取数据，可读取远方电能表数据、负荷曲线，可进行数据分析、预统计，而且可以提交符合电厂生产需要的日、月报表。这不但能为厂内有关部门（如计划、财务、生产管理等）提供快捷的经济核算信息，而且可与华北网调中心站核对远方电量计费数据，监视设备的运行状态，对避免和减少差错起着积极的作用，有效的增加了大唐盘电远方电量计费系统的可靠性。4“两厂一站”方式下的升压站损耗问题大唐盘电和国华盘电彼此独立核算，因此为了兼顾两厂利益必须合理解决500KV升压站损耗分摊问题，经协商后采取的方案如下：500KV升压站的三条出线分别是：盘滨线、盘北线、盘安线盘滨线电量+盘北线电量+盘安线电量=大唐盘电上网电量+国华盘电上网电量#1、#2、#3、#4主变高压侧电量之和（大唐盘电上网电量+国华盘电上网电量）=500KV升压站的损耗。此损耗由两厂按各自发电量的多少成比例分摊：国华盘电分摊的损耗=（#1、#2主变高压侧电量之和 / 1、#2、#3、#4主变高压侧电量之和）500KV升压站的损耗大唐盘电分摊的损耗=（#3、#4主变高压侧电量之和 / #1、#2、#3、#4主变高压侧电量之和）500KV升压站的损耗所以：国华盘电上网电量= #1、#2主变高压侧电量国华盘电分摊的损耗大唐盘电上网电量= #3、#4主变高压侧电量大唐盘电分摊的损耗此方案采用主变高压侧电量来计算上网电量，这对以后竞价上网电量结算有借鉴意义。5结束语电量计费系统是电力市场运行的一个基础工具系统，十分重要且复杂，因此，在系统设计中应充分考虑系统安全性以及数据安全性的高标准要求，结合实际应用需求，制定