浅谈煤矿智能性安全电网调度集控站系统的建设

摘要：变电站实现无人值班已经成为必然趋势，集控站作为无人值班变电站的运行管理中心，承担着变电站日常巡视和设备操作任务，是电网运行的重要部分。集控站系统建立在调度系统和变电站之间，是对多个无人值班变电站进行集中监控和管理的自动化系统，它站在局部电网的层次上，对所辖变电站进行更高层次的综合控制和管理。

关键词：智能电网；调度自动化；智能调度；集控站

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0089-02

目前，晋煤集团供电分公司电力调度自动化主站采用东方电子DF8002V8调度自动化系统，自投运以来运行可靠稳定。随着晋煤集团不断的发展，晋煤集团电网规模日益壮大。为了适应电网调度自动化技术的发展和本地区域电网调度自动化系统建设的需要，进一步提高本地区域智能电网自动化工作的工程化、规范化、系统化水平，结合电网调度自动化新技术和本地区域电网的实际情况，该公司于2010年对调度自动化系统进一步完善主站功能，对原有集控站进行改造，在寺河110kV站、成庄110kV站分别新增两个集控站。

集控站采用东方电子最新研发的集控自动化系统——DF8003C集控一体化系统。晋煤集团供电分公司现管辖110kV变电站3座，35kV变电站22座，110kV供电线路8条合计126.63km，是一个专业的电力电网调度。DF8003C集控一体化系统的建设，主要是在成庄和寺河两个地方建立两个集控站，分别管控各自部分的变电站，是基于现有通讯自动化系统搭建完善的光纤通讯网络和准实数据平台，对电网实行分层、分区监控管理。集控站具有遥控、遥调、遥信、遥测等功能，自动化信息直接采集和处理，对所管辖的变电站进行监视、控制和管理。增加调度值班人员在事故状态的事故应急判断和指挥能力，加强各工区对自己所管辖的变电站进行实时监控和事故状态下的操作监控，为晋煤集团实现智能型的安全电网提供了技术保证。

1 DF8003C集控一体化系统的基本功能

DF8003C集控一体化系统其使用的硬件部分均为两台HP ML370 G6塔式服务器，集SCADA/前置/历史服务器于一体，3台HP Compaq 8000 Elite商用台式机工作站，进行正常的使用和维护以及1台HP Compaq 8000 Elite商用台式机报表工作站，用于制作管理报表。区域集控站系统建设完善了数据采集；数据通讯功能；转发功能；数据处理能力；人机交互功能；遥控及操作闭锁；事项及事故处理；事件顺序记录；事故追忆及反演功能；系统时钟同步；用户自定义运算功能；报表打印功能；安全功能；系统维护功能，支持远程维护功能。

2 集控监控系统组建模式及应用功能

2.1 系统组建模式

集控中心系统本身主要实现变电站的监视控制功能。但调度主站与集控系统采用一体化模型和图形维护，并需要交换实时数据、控制操作命令、报警事件等，集控中心系统应配置相应的CIS服务器，负责与主站系统按照IEC61970标准进行接口。DF8003C集控一体化系统组建采用双网、双主机，服务器/客户机的C/S结构，双网数据动态分流，具备向下冗余的交换、分布式开放性局域网络结构，在符合国内网络安全防护的原则下，支持异构系统的接入和信息共享；从硬件结构来看，整个系统分布在三个安全区中，分别为安全区Ⅰ、安全区Ⅱ和安全区Ⅲ，监控主系统位于安全区Ⅰ。

操作系统选用Windows操作系统，各应用功能的支撑平台基于“关系、层次和面向对象（CIM/CIS/UIB）”三位一体为核心的开放、分布式平台。

应用软件基于IEC61970 CIM/CIS（公用信息模型/组件接口规范）和IEC-61968 UIB电力企业应用系统集成总线技术标准设计开发，“图、模、库”一体化，软件运行环境“跨平台”，支持各种主流硬件及操作系统。

2.2 集控站统一维护的实现模式

集控站建立相对独立的SCADA主站的情况下，各个集控的参数和图形都需要独立维护，为了便于维护，可以通过在调度主站设立集控站远程维护终端的方式，在主站对各集控站图、库进行维护。

2.3 通道组织方式

2.3.1 110kV、35kV变电站至集控系统的远动通道，原则上考虑专用网络通道，并建议升级后系统应具备双通道接入功能。

2.3.2 变电站数据分别往集控、调度转发，信息互不干扰。

3 集控站监控系统主要技术指标

3.1 技术指标

3.1.1 全系统实时数据扫描周期2～10s可调。

3.1.2 主备切换时间。

热备用主备机切换时间 <10ms

温备用切换时间 <25s

3.1.3 系统时钟同步精确度。

稳定性 <+1.0E-6（25+5C）

时间基准 <+1mx

3.1.4 遥测量。

综合误差 ≤1.5%

遥测量越死区传送时间 ≤2s

遥测合格率 >99.9%

重要遥测传送时间 ≤3s

3.1.5 开关量。

遥信变位传送时间 ≤2s

遥控，遥调传送时间 <1s

遥控命令响应时间 ≤1s

遥调命令响应时间 ≤2s

遥信正确率 100%

遥控，遥调正确率 100%

遥控拒动率 0%

3.1.6 屏幕显示。

画面刷新周期2～10s可调，且每一画面均可定义其刷新周期

以太网误码率 <10E-5

模拟屏数据更新周期 <3s

向管理信息系统提供的批次数据5*n（n=1，2，…12）分钟可调

3.2 可靠性指标

平均无故障运行时间 MTBF

计算机监控系统 >25000小时

主机（含磁盘） >50000小时

操作员工作站 >40000小时

其他计算机设备 >30000小时

可维护平均修复时间 MTTR<1小时

计算机监控系统可利用率 >99.98%

3.3 系统寿命

系统寿命正常使用年限为10年，在具有一定的备品和软件升级的条件下能达到15年。

3.4 系统安全性指标

CPU负载（运行标准软件）

正常状态下 ≤25%

事故情况下10s ≤40%

在任一个5min内，磁盘的平均使用率 <40

4 集控系统与主站系统接口功能

4.1 接收主站下传的图模信息

调度主站信息按照IEC61970标准的图模信息后（包括CIM参数和SVG图形），根据责任区下传到集控中心，集控中心收到该信息后，把CIM模型（全网模型和增量模型）导入到集控系统中，并自动投入实时运行，SVG格式的图形则转换成集控系统私有格式供值班员使用。

4.2 从主站获取变电站的实时信息

集控中心CIS服务器通过GDA/HSDA获取主站转发的遥信、遥测数据，将转发的遥测、遥信数据更新到集控SCADA系统中。

4.3 实时控制信息上传主站

集控中心对部分设备的控制操作通过主站进行操作，集控中心负责将控制操作命令写到调度主站CIS服务器上，并接收调度主站CIS服务器返回的相关操作，完成整个控制操作过程。

4.4 实时报警事件的订阅

集控系统可通过集控中心CIS服务器订阅调度主站生成的报警和事件。

智能电网作为未来电网技术的发展趋势，电网调度自动化系统已在保证电力系统安全、可靠和经济运行中发挥着重要作用，并且成为电力系统安全稳定运行的重要支柱之一。DF8003C集控一体化系统是集实时监控（SCADA）、运行与管理等于一体的自动化系统，运行人员可通过该系统监测变电站设备运行情况和对设备进行控制。能利用集中起来的各种细节信息，进行决策分析处理，擅长处理细节问题，是地区调度自动化系统的前级智能信息处理节点。实践证明，将集控站自动化系统与调度自动化相结合，能可靠、有效地实现对电网的监控。使晋煤集团调度自动化系统达到了国内先进水平，为晋煤集团创造一流的供电企业提供了技术保障。

参考文献

[1] 马红.电力调度自动化系统实用化应用[J].现代电子技术，2004.

[2] 国家电力调度通信中心与电力规划设计总院.实现变电站无人值班对调度自动化系统的基本要求.

[3] 周杰娜.现代电力系统调度自动化[M].重庆：重庆大学出版社，2002.

作者简介：薛丽青（1982—），女，山西晋城人，供职于山西晋城煤业集团供电分公司，研究方向：电气自

动化。