电力设施远程监控设计方案研究

1、    电力设施远程监控设计方案研究    杨敏杰 马跃华 吴泽【摘要】作为清洁再生能源的风电及光伏，一般位置都偏僻、分散，维护费用很高。目前风电、光伏发电成本相比较为成熟的火电和水电要高出许多。固定资产折旧费是煤电的1倍多，发电系数却只相当于煤电的一半。根据项目地域和通信网络条件，提出电力设施远程监控设计方案，通过集中运行监管系统，降低设备运行维护和管理成本。【关键词】电力设施；远程；控制；通信网络一、系统设计目标1、监控系统分层远程集中监控系统设为两层。第一层为风电、光伏和电力设施侧数据采集和命令执行。第二层为远程集控中心集中监视与控制，满足安全运行

2、和管理要求。2、功能要求2.1、第一层风电、光伏和电力设施侧主要实现功能：配置通信管理机，从电气自动化控制系统中采集设备数据，包括光功率预测、风功率预测、无功补偿、功率控制、电度计量、电流、电压、继电保护、故障录波等，并执行集控中心对电力设备的控制指令。2.2、第二层集中控制中心侧主要实现功能：数据的采集与处理、实时运行数据监视与控制、综合数据统计分析及报表重点区域视频监控、集中报警处理、事故追忆及故障滤波。2.3时钟同步数。在远程集控中心侧提供双授时服务，以北斗、gps卫星作为时间基准源，确保远程集控中心的采集数据的时间一致性。2.4、数据采集与处理。系统的信号采集类型分为模拟量、开关量。模

3、拟量包括电压、电流、功率、转速、风速、风向、温度等电气模拟量的实时测量。开关量包括事故信号、断路器及重要继电保护的动作信号等中断开关量，各类故障信号、断路器及隔离开关的位置信号、设备的状态信号等非中断开关量两种。2.5、过程画面监视。实时显示电力设施主要运行参数和设备状态。内容包括实时采集、计算、系统评估和人工置入的各种动态及静态运行信息。2.6、数据及系统的整合。整合各电站侧相关控制系统与非控制系统，完成所辖电站的数据融合与统一展示。2.7、远程控制。完成电站主要设备的控制，主要包括：对断路器/隔离开关分、合的远方操作、对补偿电容器投、切的远方操作、风电光伏远方启动、停机、复位、限功控制等。

4、2.8、集中报警处理。对随时出现的故障可进行声光和语音报警。语音报警包括预告报警和操作报警等内容。2.9、事故追忆。将事件过程中各设备动作顺序，带时标记录、存储、显示、打印，生成事件记录报告，供查询。2.10、故障录波。通过相应的电力通信协议，接入故障录波数据。在集控中心侧对故障录波数据进行分析，判断电站各系统、线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类型等。2.11、统计分析、查询、报表功能。系统可以查询历史故障、历史数据、日志等，可以进行设备的故障报警统计和故障统计，并能够打印。能对所有生产数据进行综合处理、统计分析。2.12、节能分析与指标管理。建立指标管理体系，完成生产指标的计算与

5、分析，实现指标的对标管理、指标控制以及评价管理等内容。3、工程设计原则和实施要求3.1实用性和完整性：配置一个功能完善、设备齐全、管理方便的智能控制及管理系统。3.2可靠性和稳定性：在设备选型、网络设计、软件设计等各个方面充分考虑软件、硬件的可靠性和稳定性。3.3安全性：网络安全建设目的是保障内网安全，根据国家信息安全等级标准，网络安全设计采用防护检测准入管理的思路，建设安全网络。二、系统网络结构1、电力通信、网络接入方案。在具备通信网络条件下，依托电力专线建设稳定、安全、可靠的监控信息化网络平台。集控中心的核心网络结构采用冗余双以太网结构。网络传输协议采用tcp/ip网络協议，网络传输速率不

6、小于100mbit/s，网络配置规模需满足系统远景要求。2、无线数传接入方案。在通信网络条件较差的区域，根据现场环境采用无线数传电台mds的接入方案。无线数据通信网在整个系统中担任数据传递的重要角色。mds电台具备高可靠度、高速率、远距离、组网和扩容方式灵活的特点。通过这一网络，现场设备运行数据和控制指令可以往返于主站和各个现场装置之间。电台主站采集到数据后，通过交换机接入集中控制中心网络。集控中心的核心网络结构采用冗余双以太网结构。网络传输协议采用tcp/ip网络协议，网络传输速率不小于100mbit/s，网络配置规模需满足系统远景要求。无线数传mds电台传输距离与发射塔高度、接收天线高度、

7、电台功率有关。传输距离较远时，可考虑在距离中间加装中继的方式。网络结构见：远程监控系统示意图。远程监控系统示意图三、软件平台配置方案现场设备侧配置工控机作为前置机，安装ioserver采集器。ioserver采集现场远动数据，传输给集控中心的kingscada服务器、工业库服务器。集控中心控制网的工业库设置采用冗余方式，通过ioserver采集器采集现场的数据，并进行存储为其他程序提供历史数据。集控中心控制网的kingscada服务器采用冗余方式，通过ioserver与现场的设备进行数据交互。kingscada服务器主要进行报警处理、事件处理、数据统计、系统的登录服务对用户权限进行集中管理等功能。kingscada客户端作为操作员站，实现人机交互的所有功能。设置工程师站，实现对整个系统的管理、开发工作。集控中心控制网设置计算服务器一台，安装kingcalculation软件进行数据统计计算工作。设置报警服务器一台，安装kinga&e软件进行现场设备的故障代码、告警代码报警处理工作。设置历史回放工作站一台，作为事故回放使用，采用kinggraphic软件直接与控制网的工业库服务器进行数据交互。集控中心控制网与管理网通过单向隔离网闸进行数据隔