小漩集控中心建设与实现

刘 卉（汉江水电开发有限责任公司，湖北十堰　442200）



小漩集控中心建设与实现

刘 卉
（汉江水电开发有限责任公司，湖北十堰442200）

【摘 要】小漩集控中心为湖北堵河流域上的潘口水电站和小漩水电站两座梯级水电站的集中监控和联合调度中心，其成功实现了两站人力资源的优化和水能资源的充分利用。本文介绍了小漩集控中心的通信系统、电源系统、计算机监控系统、水调自动化系统、调度自动化系统、工业电视系统、电能量系统、微机五防系统、二次安防系统等的建设，以及小漩集控中心集中监控和联合调度功能的实现情况。

【关键词】小漩集控中心；梯级电站；集中监控；联合调度

小漩集控中心为湖北堵河流域上潘口水电站和小漩水电站两座梯级水电站的集中监控和联合调度中心。潘口水电站位于湖北省十堰市竹山县境内的堵河干流上游河段，距竹山县城13km，总库容为23.53亿m3，具有年调节性能，装机容量为500MW（2×250MW），升压至500kV通过潘口开关站一回出线送至湖北省电网；小漩水电站下距竹山县城约3km，上距潘口水电站约10.4km，总库容为0.3674亿m3，具有日调节能力，装机容量为50MW（3×16.67MW），升压至220kV通过潘口开关站联络变再次升压至500kV后送至湖北省电网。

小漩集控中心主要由通信系统、电源系统、计算机监控系统、水调自动化系统、调度自动化系统、工业电视系统、电能量系统、微机五防系统、二次安防系统等子系统构成。其中，通信系统是各梯级电站至小漩集控中心的传输通道；电源系统为小漩集控中心设备提供稳定、可靠的交流电源支持；计算机监控系统为小漩集控中心的核心子系统，负责对各梯级电站所属设备进行实时监视与控制，并将各梯级电站重要的遥测数据传输至调度自动化系统，接受调度自动化系统的遥调指令；水调自动化系统采集各梯级电站的水情数据，为小漩集控中心对各梯级电站的联合调度提供水情数据支撑；调度自动化系统实现小漩集控中心与电力调度的数据交换；工业电视系统主要用于接收各梯级电站工业电视系统提供的实时工业电视监视画面，实现对各梯级水电站的“遥视”功能；电能量系统采集各梯级电站的电能量数据，对各梯级电站的发电量情况进行实时统计；微机五防系统主要防止各梯级电站所属开关、断路器的误操作；二次安防系统为计算机监控系统、水调自动化系统、调度自动化系统间的访问提供安全防护。小漩集控中心各子系统的相互配合，实现了对潘口、小漩水电站进行集中监控和联合调度。

1 小漩集控中心建设

1.1 小漩集控中心选址

由于小漩水电站距竹山县城约3km，即将建设的生活营地距小漩水电站不到1km，因此，将小漩集控中心选择在小漩水电站副厂房内。

1.2 通信系统

小漩集控中心通信系统为小漩集控中心与各梯级水电站之间建立稳定、可靠的通信传输网络，传输计算机监控系统、水调自动化系统、调度自动化系统、电能量系统、五防系统的数据以及工业电视系统的图像信息。

小漩集控中心至流域梯级水电站通信通道为：小漩集控中心与潘口开关站之间架设一条光纤通道，即沿小漩集控中心到潘口开关站的220kV线路上架设一条长度为6.8km的48芯OPGW光缆；潘口开关站与潘口水电站之间分别架设两条光纤通道，即一条沿500kV短线路架设长度为1km的24芯OPGW光缆，另一条沿10kV线路架设长度为0.7 km的48芯ADSS光缆。

在小漩集控中心配置ONS2500光端机和ZXMP S385光端机各一套，以实现小漩集控中心与各梯级水电站、湖北省电力调度中心之间的通信传输。

1.3 电源系统

考虑到要确保小漩集控中心所有设备交流电源的稳定供应，选用便于维护的模块化2×40kVA冗余逆变电源，每套冗余逆变电源均由16个逆变电源模块组成，任意一个逆变电源模块出现故障不影响逆变电源工作。

1.4 计算机监控系统

小漩集控中心计算机监控系统在网络结构上采用双光纤星型快速交换式以太网结构。

小漩水电站计算机监控系统采用扩大厂站方式接入小漩集控中心计算机监控系统，即小漩水电站计算机监控系统不单独设置厂站控制层，由小漩集控中心计算机监控系统上位机兼做小漩水电站计算机监控系统上位机，小漩水电站现地控制单元以光纤方式直接接入小漩集控中心计算机监控系统主交换机；潘口水电站计算机监控系统采用集控方式接入小漩集控中心计算机监控系统，即潘口水电站计算机监控系统设有厂站控制层，通过厂站控制层通信网关机以双光纤通道实现与小漩集控中心计算机监控系统通信网关机通信的方式接入小漩集控中心计算机监控系统。

小漩集控中心计算机监控系统主要硬件配置为：分别采用2台T5240服务器作为实时数据服务器和历史数据服务器，以实现各梯级电站计算机监控系统数据的实时采集和历史数据的查询；采用2台DL380服务器作为集控通信网关机，以实现各梯级电站与小漩集控中心的通信；采用2台DL380服务器作为调度远动通信工作站，以实现小漩集控中心与电力调度之间的远动数据交换；采用3台Z600工作站作为操作员

工作站，以实现对各梯级电站的集中监视和控制；分别采用2台DL580 G7服务器和1台DL380 G7服务器作为Web数据库服务器和Web数据发布服务器，以实现通过网页实时查询梯级电站设备的实时生产数据并与生产管理系统进行数据传输。

1.5 水调自动化系统小漩集控中心调度自动化系统采集各梯级电站上游水位、下游水位、入库流量、出库流量等水位遥测信号，通过防火墙实现与计算机监控系统之间的以太网数据的安全传输，将梯级电站的水位数据传输至计算机监控系统中，接收计算机监控系统的各梯级电站机组实时负荷值、闸门开度等数据。

1.6 调度自动化系统

小漩集控中心调度自动化系统采用双平面设置，即通过调度双平面系统分别将各梯级电站调度自动化数据（远动数据、电能量数据、PMU数据）通过防火墙和纵向加密装置的安全防护实时传送至湖北省电力调度中心自动化主站。

1.7 工业电视系统

小漩集控中心设置工业电视系统主站，各梯级电站设置工业电视子站，各子站通过小漩集控中心光纤通信系统将各站工业电视摄像头显示视频数据传送至小漩集控中心工业电视主站。小漩集控中心工业电视主站再将接收到的各梯级电站工业电视画面传输至集控中心屏幕显示系统中的3台液晶电视，使小漩集控中心调度运行人员能对流域各梯级水电站的上下游水位、水轮发电机组、断路器、开关等重要部位进行实时监视。

1.8 电能量系统

小漩集控中心电能量系统设备主要由关口电能表、关口电能量采集终端、电能量主站组成。由于小漩水电站所发电量通过220kV线路送至潘口开关站，经潘口开关站500kV联络变升压后送至十堰变电站，因此关口电能表设置在潘口开关站保护室内，关口计量点2个，按1 + 1方式，配置4块0.2s级关口计量表。各梯级电站设置电能量采集终端，小漩集控中心设置电能量主站1套，梯级电站电能量采集终端通过集控中心光纤通信系统将电站电能量数据传送至小漩集控中心电能量系统主站，小漩集控中心电能量系统主站具有对电能量数据进行统计和计算功能，包括分时段的尖值、峰值、谷值、平值电能量累积，能按日、周、月、季、年统计电能量数据，产生统计报表。

1.9 微机五防系统小漩集控中心设置微机五防系统主站，各梯级电站设置微机五防子站，各子站通过小漩集控中心光纤通信系统将数据传送至微机五防系统主站。小漩集控中心微机五防系统站通过串口通信将各梯级电站开关、断路器的五防数据传送至小漩集控中心计算机监控系统，使小漩集控中心计算机监控系统具有“五防”功能。

1.10 二次安防系统

小漩集控中心二次安防系统为小漩集控中心计算机监控系统、水调自动化系统、调度自动化系统间的访问提供安全防护，遵循电力二次系统安全防护的总体原则即“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”进行设计。

小漩集控中心二次安全防护系统分为安全区I（实时控制区）、安全区Ⅱ（非控制生产区）、安全区Ⅲ（生产管理区）、安全区Ⅳ（信息管理区）。安全区Ⅰ是电力生产的重要必备环节，系统实时在线运行，是电力二次系统中最重要的系统，安全等级最高，是安全保护的重点与核心，该区包括信息保护子站、应用程序服务器、历史数据服务器、PMU同步测量装置和实时平衡调度服务器等。安全区Ⅱ是不具备控制功能的生产业务系统，包括水调自动化系统、保护故障录波系统、电能量采集系统等，通过防火墙与安全区Ⅰ通信。安全区Ⅲ为进行生产管理的系统，包括生产管理信息服务器、Web服务器等，通过单向隔离装置与安全区Ⅱ通信。安全区Ⅳ实现电力信息管理和办公自动化功能，使用VPN广域网络，业务系统的访问界面主要为桌面终端，该区包括管理信息系统、办公自动化系统等，其外部通信边界为办公网和因特网，通过防火墙与安全区Ⅲ通信。

考虑到调度业务的可靠性，采用基于网络的入侵检测系统（NIDS），其IDS探头主要部署在安全区I 与II的边界点、SPDnet的接入点以及安全区I与II内的关键应用网段。入侵检测系统主要应用于捕获网络异常行为，分析潜在风险以及安全审计。

选用S-NUMEN 2.0版本的系统加固软件。该产品通过了公安部计算机信息系统安全产品质量监督检测中心的检验，并通过了国家电网公司信息安全实验室的测试，在国内水电站计算机监控系统及流域电站远控中心监控系统大量应用。当防火墙、入侵检测、VPN等网络级安全产品不能满足日益受到威胁的内网核心安全时，iAchieve S-NUMEN作为系统级系统保护产品可以保证内网核心服务器的安全。iAchieve SNUMEN能够防止非授权的访问，使内网核心服务器安全运行。

2 集中监控与联合调度功能实现

2.1 集中监控功能实现

小漩集控中心通过计算机监控系统实现了对梯级电站的主机设备、辅机设备、主接线开关和断路器（包括：厂用电400V开关和断路器）及闸门设备等运行状态和参数的集中监视和远方实时控制功能。

小漩集控中心计算机监控系统由上至下分为集中控制层、电站厂站控制层、电站现地控制层三层，控制权限逐级升高。在各梯级电站设置“电站/集控中心”切换按钮，实现梯级电站和小漩集控中心控制的切换，操作控制权限正常情况下设置在集中控制层，特殊情况下切换至电站厂站控制层，操作控制权限控制点设置在电站现地控制层。当电站控制方式为“集控中心控制”时接受小漩集控中心计算机监控系统的指令，完成电站各机组开机、停机操作，负荷调整，开关站、厂用电、坝区设备的常规操作和事故处理。

2.2 联合调度功能实现

小漩集控中心接收上级调度机构对各梯级电站运行、调度、管理的要求，根据各梯级电站枢纽当前运行状况和各方面综合利用要求，对各梯级电站进行联合调度。

小漩集控中心计算机监控系统向水调自动化系统提出梯级水库调度有关要求及限制条件，并接收水调自动化系统关于梯级水库的水情及水库运行信息，根据水调自动化系统水库调度决策对水库实施调度。

小漩集控中心计算机监控系统根据电力系统调度要求和发电调度决策，参加系统调频，进行经济调度和自动发电控制计算，负责调频功率在各梯级电站的经济负荷分配。同时向各梯级电站计算机监控系统发送调度指令，对各梯级电站发电设备进行自动监视，计算机监控系统按照电力调度的要求，进行无功功率控制，负责无功功率在各梯级电站的经济负荷分配，并向各梯级电站计算机监控系统发送调度指令。对各梯级电站发电设备进行自动监视，并按电力系统调度要求及各梯级电站和开关站运行要求，对各梯级电站机组和开关站设备进行自动控制。

3 结 语

小漩集控中心自2012年12月21日正式投入运行以来，潘口、小漩水电站通过湖北省电力调度中心向小漩集控中心下发总负荷的方式实行两站联调，已实现了两站人力资源的优化和水能资源的充分利用，为实现区域电站远程集中控制和联合调度奠定了基础。

The construction and implementation of Xiaoxuan Centralized Control Center

LIU Hui
（Hanjiang River Hydropower Development Co.，Ltd.，Shiyan 442200，China）

Abstract：Xiaoxuan Centralized Control Center belongs to centralized control and joint dispatching center of two cascade hydropower stations—Pankou Hydropower Station and Xiaoxuan Hydropower Station in Hubei Duhe River basin.The optimization of human resources and sufficient utilization of water resources are successfully realized.In the paper，the construction of communication system，power-supply system，computer monitoring system，water dispatching automation system，dispatching automation system，industrial television system，electric energy system，microcomputer five-defense system，secondary security system，etc.as well as the realization condition of centralized monitoring and joint dispatching functions in Xiaoxuan Centralized Control Center are introduced.

Key words：Xiaoxuan Centralized Control Center；cascade hydropower station；centralized monitoring；joint dispatching

DOI：10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.03.008

中图分类号：TV737

文献标识码：B

文章编号：1673-8241（2016）03-0034-04