对伊河水电网调度自动化系统工程建设的探讨

海 森

(湖北省丹江口水力发电厂，湖北 丹江口 442700)

1 前 言

以恰甫其海水电站为骨干电源点的伊河水电电网系统发展很快、辐射面广，前景广阔。目前电源点有3处:恰甫其海水电站(装机320MW)已建成投运、特克斯山口水电站(装机147MW)即将建成投运、雅玛渡水电站(装机132MW)计划2010年发电;110kV变电所5座(河川、则克台、萨尔布群、海努克、4号泵站变电所)及35 kV变电所6座(北岸变、水库变、移民变、山口变、02支洞变、81大坂变)等。本工程建成后将调度以上各水电站、110kV变电所及部分35kV变电所，并监测各站点的实时数据、运行参数及各类实时信息。恰甫其海电力现状地理结线见图1。

图1 新疆恰甫其海电力现状地理结线示意

2 工程建设的必要性

2.1 电网发展的要求

伊河水电电网的发展已经几年的历程，目前已形成一个有独具特色的水电电网。《电网调度管理条例》中明确规定，调度机构分为五级调度管理(国调、网调、省调、地调、县调)的原则，发电、供电、用电单位以及其他有关单位和个人必须遵守。电网运行的统一调度、分级管理是一个整体，统一调度以分级管理为基础，分级管理是为了有效地实施统一调度。统一调度、分级管理的目的是为了有效地保证电网的安全、优质、经济运行。依据电网运行必须实行统一调度、分级管理的调度原则，伊河水电电网应该建立自己的调度管理机构。

2.2 电网特点的要求

伊河水电电网是随着市场的发展而发展起来的，网内变电站及其配套线路的建立也是哪里有用电需求就在哪里建立。伊河水电电网的结构特点是输电距离长，点面比较分散，系统结构存在许多问题，电网内各类事故的发生就不可避免。据调度运行记录，2008年1月1日至9月27日，调度中心共安排停电检修38次，处理10kV以上事故跳闸共88次(其中220kV事故跳闸4次)。由于电网事故的发生往往比较突然，发展迅速，波及面大，因此减少事故次数、缩小事故范围一直是电网调度运行人员亟待解决和必须解决的问题。建立先进的调度手段是电网调度管理人员的迫切要求。

2.3 电网联网的需求

按照厂网分家的调度管理原则，恰甫其海水电站向新疆电网送电，电站的日常运行管理由伊河水电调度中心管理。以恰甫其海水电站为骨干电源点的伊河水电电网已经与新疆电网、伊犁地区电网形成了交叉连接，伊河水电电网中110kV及35kV变电站的运行管理既不属于省调的调度管理范畴，也不属于伊犁地调的调度管理范畴，而应由伊河水电调度中心管理，要管好网内的电站及110kV、35kV变电站的运行及日常维护，必须建立自己的调度管理机构。

2.4 电站梯级调度管理的需求

除了伊河水电电网目前的3个电源点外，根据自治区及水利部审查通过的《伊犁河流域综合规划》，特克斯河水能资源理论蕴藏量达3909MW，其中雅玛渡水电站已开工，装机132MW，计划2010年发电;克孜库拉水电站装机容量200MW，计划于2009年开工建设;大吉尔格朗河初步规划有5～6级水电站，总装机约160MW。随着梯级电站的逐步建成投运，电站梯级调度管理就要提上议事日程，梯级调度的主要内容有:

(1)优化分配梯级各电站机组出力，统一调度梯级各电站水头和水量，实现发电效益最大化;

(2)使梯级各电站按照流域经济运行和优化调度所确定的发电控制目标运行;

(3)实现优化梯级水电站机组运行方式，使梯级发电总有功在梯级各电站间得到经济合理分配，减少机组带病作业，延长机组寿命，降低水耗和运行成本，实现梯级发电经济运行;

(4)协调经济运行方式与传统运行方式的关系，在满足市场运营机制下，梯级电站优化与竞价上网协调运行，提高梯级电站在发电市场的竞争能力。

从梯级电站有效运行管理的角度来看，也应尽快建立调度管理自动化系统，电力调度管理自动化系统建成后，电站梯级调度管理和伊河水电电网调度运行管理就可运行在同一硬件平台上。

2.5 现代化管理的要求

目前伊河水电电网已具相当规模，但发电、供电、用电的矛盾日渐突出。伊河电力调度中心成立于2005年10月，系统内各项运行数据的收集、整理、统计、发布等日常工作均是靠电话报送、手工计算完成，工作量大，数据的准确性、实时性无法保证。靠现行简易调度设施，调度手段落后，事故处理速度缓慢，无处理电网突发事故的必要手段，极不适应快速发展的电力生产要求，极大地影响了供电的可靠和电网运行的稳定及安全。因此，建立一个具有现代化设备、现代化管理手段的电力调度中心，对伊河水电系统的安全运行和经济管理具有十分重要的现实意义。

3 工程建设的可行性

《中华人民共和国电力法》规定:“电网运行实行统一调度、分级管理”、“国家提倡电力生产企业与电网、电网与电网并网运行。具有独立法人资格的电力生产企业要求将生产的电力并网运行的，电网经营企业应当接受……并网双方应当按照统一调度、分级管理和平等互利、协商一致的原则，签订并网协议，确定双方的权利和义务。”按此规定的原则建设伊河水电系统调度中心是符合电力法规的。

伊河水电系统电网电力线延伸较长，覆盖面较广，电力负荷和用电范围相应在逐步扩大，用电质量要求也相应提高。随着伊犁地区的工农业生产的快速发展，将会给伊河水电电网的发展带来新的历史机遇。几年的实践证明，伊河水电系统电网已给伊犁地区的工农业经济发展做出了重要的贡献。随着伊河水电系统电网的纵深发展，为建设伊河水电系统调度中心提供了良好的基础条件。

目前各电站及变电所均已建立综合自动化系统，为调度系统的建设创造了有利的条件。此外，光纤传输系统也已建成，为各厂站的信息传输建立了良好的传输平台。建设电网调度管理自动化系统已经是水到渠成。

4 工程投运后系统管理水平的提升

电网调度管理，是为确保电网安全、优质、经济运行，依据有关规定对电网生产运行、电网调度系统及其人员进行的管理，一般包括调度运行管理、调度计划管理、继电保护和安全自动装置管理、电网调度自动化管理、电力通信管理、水电厂水库调度管理、调度系统人员培训管理等。由于伊河水电系统电网是逐步发展起来的，随着系统的扩大，管理技术也越来越复杂。电力系统中发电、供电、用电的矛盾随时都在发生，而电力系统的运行规律则要求发电和用电任何时候都要保持平衡，只有保持平衡才能使整个系统运行更加稳定、更加可靠。电源点(恰甫其海水电站、特克斯山口水电站等)每时每刻向省电网输送多少电能、系统内自己消耗多少电能，电能交换平衡点保持在什么状态比较合适，只靠调度人员手工计算，没有先进的调度手段是无法完成的。电网调度建成后，发电站、变电站的运行工况及实时信息可即时送至调度中心，调度值班员对整个系统的运行状况可一目了然，并根据此实时信息对系统电网的发、供、用电实行统一调度、统一指挥、统一管理，便于更合理地利用电能资源，节约投资，调剂余缺，提高电能质量和供电可靠性，进一步提高发、供、用电的管理水平，从而保证了电网的安全经济运行。

5 220kV青年变的移交对系统运行的影响

《电网调度管理条例》规定:下级调度机构必须服从上级调度机构的调度。新疆省调规定:220kV以上系统由新疆中调直接调度指挥。220kV以上系统发电和用电的平衡保持，由新疆中调直接调度管理更为合理。可以说，220kV变的移交与否与伊河水电系统调度中心的建设以及对伊河水电系统的运行没有直接的影响，有没有220kV变，从电网管理的角度讲，伊河水电系统调度中心都必须要建，至于对伊河水电系统的网架及运行管理来讲，影响也是极有限的。对于伊河水电电网调度管理，一是管理好系统内梯级电站的开发与利用(恰甫其海水电站、特克斯山口水电站、雅玛渡水电站等)，二是管理好电网内的110kV与35kV系统(变电站与线路)，使其运行在最佳状态。这即是建设伊河水电系统调度中心的最终目的。

6 调度自动化系统工程建设的规模

电网运行的客观规律要求电网运行的组织要严密，技术装置先进完备，要通过统一调度才能更合理地满足电网的电力需求。统一调度的内容一般有:

(1)由电网调度机构统一组织全网调度计划(即电网运行方式)的编制和执行;

(2)统一指挥全网的运行操作和事故处理;

(3)统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压;

(4)统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、调度自动化系统和调度通信系统的运行;

(5)统一协调水电厂水库的合理运用。

伊河水电调度工程是伊犁河流域开发建设管理局依据该水电系统现状及其快速发展而建设的具有现代化管理设施、现代化管理手段的电力调度工程。伊河水电调度中心隶属于新疆伊犁河流域开发建设管理局管理，下设计算机组、自动化组、调度通信组、运行方式组、继电保护组等组织机构。

本工程按地区级调度建设，调度中心建于伊宁基地综合调度楼内，电调大厅及设备机房均设置在六层。该工程建成后将采集系统内各水电站机组发电有功和无功功率，电流，有功和无功电度，发电厂功率因数，主变高、中、低压侧电流，线路侧有功和无功功率，有功和无功电度，发电厂总有功功率，总无功功率;将采集系统内各变电所线路侧有功和无功功率，有功和无功电度，主变高、中、低压侧电流，母线电压，母联电流等模拟量以及发电机开停信号、线路、变压器高中低压侧、母联等断路器开合信号等开关量即时送至调度中心，调度值班员据此实时信息统一调度指挥伊河水电的电力生产，以做到安全运行和经济管理。

7 工程建设的主要内容

伊河水电调度中心主要有两大系统组成，即通信系统及调度自动化系统。通信系统是调度自动化系统的道路与桥梁;调度自动化系统是电调中心的核心，系统内所有的信息与数据均需通过通信通道传送至电力调度中心，做到下情上达、上情下达。

7.1 通信系统

依据电力系统关于“总调度所、中心调度所与其管辖的下一级调度所、大(中)型发电厂和枢纽变电所之间应设立两个以上独立通道的调度通信电路”的设计原则，本调度工程主要设置的两种通信方式为光纤通信与电力线载波通信。光纤通信作为该系统通信电路的主通道，电力线载波通信作为该系统通信电路的辅助通道。

7.1.1 光纤通信

目前伊河水电系统骨干光纤线路已基本建成，伊河光传输专网工程已初具规模。伊犁河流域光纤传输网是一个集语音、数据、图像、文字等多种综合数字业务传输的专网，对通信网络的可靠性和先进性都有较高的要求，因此该工程主干传输网络采用SDH传输标准，主网传输速率为622Mbit/s。

该通道的建立不仅能满足电力系统内生产调度的要求、行政通信要求、计算机监控(SCADA)系统通道的要求、各类继电保护通道的要求，还能满足图像传输、IP宽带网传输通道的要求及综合业务数字网(ISDN)的要求;它能高速处理电网内各类语音、数据、图像、文字之间的通信，还能为电网生产管理提供高速、便捷、全面、安全的通信服务。

该光传输网络基本能满足电力调度信息传输对通道的传输要求，因此电调工程可直接利用该光纤网络传输平台传输信息，不必另再投资建设，只是根据工程需求，在不同站点增加所需的PCM设备即可。

需增加PCM设备的站点如下:恰甫其海水电站、萨尔布群110kV变电所、河川110kV变电所、海努克110kV变电所。

7.1.2 电力线载波通信

纵观伊河水电系统的构成，因无通往电调中心的直接通道，因此所有载波信息都只能采取在前一站接入光传输系统的方式进入电调中心，以构成该系统内的第二种通信方式，并经此通道将该站所的远动信息传送至电力调度中心。以后可根据系统的发展再进行调整。

电力线载波通信在该工程系统通信电路中作为备用通道。电力线载波机选用数字式设备，主要载波通道数量为3话3数，可实现双向6通道传输，语音及远动可自由分配6个通道，通道模块灵活配置，使用方式更改方便，远动传输速率可在300～9600 Bd之间任意整定。接口种类应配置齐全，具有2线E/M、4线E/M、FXS、FXO等多种语音接口及同步数据、异步数据、非等时数据等多种数据接口。

7.1.3 数字程控调度交换系统

数字程控调度交换机是电力系统生产调度必不可少的通信设备，它将确保全系统的统一调度指挥，保证电力系统安全经济运行，并为及时处理和分析事故提供必要的通信手段。

基本要求:调度交换机应选用数字程控调度交换机，应满足综合业务数字网的通信要求;支持话音、数据及图像通信;具有丰富的接口和强大的组网能力，能适应当前电力通信网中通道多、话务流向多、信号方式多的特点;便于使用和管理，维护功能强，可靠性高;硬件采用模块化结构，便于扩容;系统设计采用了容错、纠错、部件互助及控制系统热备份等安全技术;系统能随着交换系统的升级而升级到更高版本。

调度交换机的各项技术指标应满足YD334－90《自动用户交换机进网要求》、DL/T598－1996《电力系统通信自动交换网技术规范》、YD/T954－1998《数字程控调度机技术要求和测试方法》及有关国家标准的规定要求。

7.1.4 通信网集中监控系统

通信系统既是伊河水电系统生产调度的重要手段，又是伊河水电系统管理自动化的基础。该系统必须满足电网管理所特有的高安全性、高可靠性和高度自动化的要求。

伊河水电通信系统专网是由许多环节组成的复杂通信网络，包括多种设备，如光端设备、PCM设备、程控调度交换机、电力线载波机、通信电源等。每个设备运行的好坏都直接影响到通信系统的质量和可靠性。为满足伊河水电系统“无人值班、少人值守”的设计原则和生产管理模式，很有必要配置通信网集中监控系统，对通信系统设备及动力设备环境的主要指标和实时状态进行集中监测监控，从而对系统的运行参数、变化趋势、运行故障做到及时准确的分析和了解。

7.2 调度自动化系统

伊河水电调度工程，是根据伊河流域水电系统现状及水电系统的快速发展而建立起来的具有现代化管理设施、现代化管理手段的电力工程。现有电网结构简易，调度手段落后，发现及处理事故速度缓慢，无法适应快速发展的电力要求，极大地影响了供电的可靠和电网运行的稳定和安全。因此建立一个具有现代化管理设施、现代化管理手段的电力调度中心，对伊河水电系统电网的安全运行和经济管理具有十分重要的现实意义。电调中心建成后，将对伊河水电系统的发电、供电、用电实行统一调度、统一指挥、统一管理，将对伊河流域的经济腾飞产生深远的影响。

调度自动化主站系统是一个实时系统，系统采用积木式双网结构，提供冗余网络自动切换，要求主站具有极高的安全性与可靠性。系统采用WEB服务器实现实时系统与静态管理系统的隔离，所有向M IS系统等发布的动态数据等服务，均通过WEB服务器提供的第三方开发中间件实现，管理系统不允许直接访问实时监控系统。调度自动化主站系统可将远方各厂站的运行数据及信息进行实时采集，即时送至调度中心，协助调度人员即时研究电网结构，降低网络损耗，及时发现安全隐患，杜绝事故发生，保证整个电网的安全运行与经济管理。

经综合比较后推荐选用等离子拼接大屏幕显示系统方案。

8 结束语

调度自动化系统是电力调度工程建设的核心，自动化水平起点的高低、系统的性能及功能的完善程度，将直接影响调度运行管理水平。伊河电调中心调度自动化系统的起点一定要高，调度自动化系统水平应该达到目前国内及自治区境内地区调度的一流水平。