调控一体、智能输配小水电局域电网建设实施方案

刘德翼

调控一体、智能输配小水电局域电网建设实施方案

刘德翼

（华能西藏墨脱电力有限公司，西藏 墨脱 860700）

简述了以亚让水电站及35kV线路延伸工程构成的墨脱县局域电网建设方案，着重介绍调控一体、智能输配技术方案的构成。

调控一体；智能输配；局域电网；方案

1　工程背景

1.1墨脱概况

墨脱县位于西藏东南部，西接米林县，北与波密县、林芝县相连，东与察隅县接壤，南与印度交界，为林芝市东南部的边境县，境内有门巴、洛巴、藏等少数民族。墨脱县属喜马拉雅山东侧亚热带湿润气候区。多年年均气温20℃，年极端最低气温2℃，极端最高气温38℃。墨脱县交通状况恶劣，是全国最后通公路的县。

1.2电力现状

墨脱县为无电地区，目前由总装机1845kW的9座小微水电站各自独立供电，因山形地貌复杂、地质条件差，森林覆盖率高、人口居住分散、交通状况差等原因未形成电网，导致供电质量差。其中最大电站为亚东水电站，装机2×500kW，以10kV电压等级为墨脱县城及附近德兴乡供电。2012年6月1日，自治区政府与华能集团公司签署《“十二五”电力援藏工作协议》。明确由华能集团公司全面负责墨脱县电力建设、运营和维护，力争把墨脱县建设成小水电局域网示范县”。

1.3工程规模

根据华能集团公司与西藏自治区签署的电力援藏工程协议，墨脱县电力援建内容为亚让水电站及线路延伸工程，建成后构成墨脱县局域电网。其中亚让水电站规模为4×1250kW，作为局域电网的骨干电源点，建成后与亚东电站联网运行，其余小微水电站具有使用价值的，经过改造后并网运行。线路延伸工程包括5座35kV变电站、35kV输电线路、10kV输电线路、0.4kV低压线路、户表工程及调度中心。

图1　局域电网示意图

2　技术方案

2.1方案概述

按照目前的技术水准，电力的发、输、配、供、用是一个天然的整体，发电和用电处于一个动态平衡状态，形成了电站监控系统、调度自动化系统及变电站综合自动化系统，电力调度处于一个极为重要的地位。根据亚让水电站及线路延伸工程的规模，亚让水电站在建成后墨脱局域电网中的重要性以及目前计算机监控技术、通信技术、智能设备在电力、电网中的成熟应用，借鉴扩大厂站思路，确定了“调控一体、智能输配”的建设方案。该方案以水电站计算机监控系统（含机组控制系统、辅机控制系统、公用及开关站控制系统、闸首控制系统）、变电站计算机监控系统、调度自动化系统、安全稳定控制系统、继电保护系统构成生产实时调控平台；以安防监控系统（含电子围栏、红外对射、视频及语音报警）、消防报警系统及输电线路状态监测系统构成实时监视平台。各系统统一组网，在通信技术及互联网技术支持下，形成调度、控制统一的流程化实时生产平台，可视化、语音化、数据化实时监测平台。

2.2调控一体化平台

调控一体化系统为分层分布式结构，包含调控层、厂站层、现地层和设备层。系统总体结构严格执行《电力二次系统安全防护规定》关于“安全分区”的要求。系统设备根据其参与运行的应用功能的安全属性被划分到安全区Ⅰ、安全区Ⅲ。安全区Ⅰ、安全区Ⅲ主网间采用正/反向物理隔离装置隔离。各安全区内部将不同类型的数据分配到相互独立的几个网段上，形成分层的网络格局，减轻了网络负载，使数据流更清晰。系统的Web发布功能由安全区Ⅲ的Web服务器实现。

系统硬件根据系统功能要求配置，满足系统容量和技术性能指标的要求。同类服务资源互相支援和互备，所有会影响应用功能的关键性设备均采取冗余配置。

（1）调控层

调控层主要由调控操作员站、维护工程师站、报表工作站、保信及远动工作站、磁盘阵列、防火墙、网络打印机、GPS/北斗时钟、历史服务器、SCADA服务器、数据库服务器、前置服务器、前置交换机、中心网交换机等组成，其中历史服务器、SCADA服务器、数据库服务器、前置服务器、前置交换机、中心网交换机均为冗余配置。完成数据采集和通信、数据处理和服务、电网运行和监控以及系统维护等功能。该系统以亚让水电站、输电线路、变电站及各10kV馈线形成闭环控制，实现对亚让电站、各变电站直接调度、控制、监测和分析，能对亚让水电站所有机电设备进行监视、数据采集、告警及重要设备的控制，能根据电网负荷变化进行启机、停机、出力分配及调节、主要开关设备操作等功能；具有变电站数据采集、实时监控与告警功能（包括实时监控、智能告警），变电站集中控制、防误闭锁功能，具有网络结构分析、实时潮流计算等功能，具有AGC、AVC等高级应用功能。

（2）厂站层

厂站层包括亚让水电站及各变电站，厂站层能完成对各厂站所有机电设备的监视及重要设备的控制，并采集、分析、处理各LCU上送信息，完成与调控层通信等。

（3）现地层

现地层通过LCU完成对相应现地设备的监控和数据存储，并将信息上送厂站层，同时接受厂站级的控制命令。

（4）设备层

设备层则由运行人员通过现地人机界面（包括触摸屏、控制开关、按钮等），直接实现对被控设备的现地监视和控制。

2.3实时监视平台

实时监视平台包括视频监控系统（含安防及语音报警）、消防报警系统及输电线路状态监测系统。安防监控系统、消防报警系统已在各站端组成分系统，通过通信传输设备，在墨脱调控中心形成监视终端。

（1）安防监控系统

安防监控系统包括视频监视、门禁、电子围栏及语音报警等设备。各站端由高清快球、半球、枪机、门禁设备组成，监控终端设备包括磁盘阵列、流媒体服务器、视频网关、防火墙、视频网络设备及移动视频监视终端设备等组成。其中移动视频监视终端设备通过公用运营商访问各站端监视设备。但在公共运营商和视频服务器之间增加防火墙，并需要认证之后才能访问。

图2　安防监控系统示意图

（2）消防报警系统

消防报警系统采用智能型总线制控制中心报警系统。系统采取集中与分散相结合的报警及控制方式。整个系统由1台套消防监控系统终端、若干面消防监控系统控制柜（柜内设置集中火灾报警控制器、回路卡、联动卡、通信设备、消防电源、输出卡等）、消防模块箱（箱内均设置控制模块、监视模块、故障隔离模块等）和现地各种探测器、手动报警按钮和声光报警器等组成。消防报警系统与消防水泵、消防广播、防火阀进行联动。其中消防广播与安防系统语音报警广播合并。

当某防火分区发生火警时，系统根据接收到的报警信号，自动将该防火分区扬声器由背景音乐播放状态强制转入火灾应急广播状态，启动事先已录制好的消防广播，指挥人员也可用话筒播音，进行灭火指挥或人员转移。

当探测器探测到火情后，火灾报警控制器按预先编制好的逻辑联动关系发出控制指令，利用总线上的控制模块或联动卡控制接口对相关部位的防火阀进行控制，并通过总线上的监视模块或联动卡控制接口接收动作反馈信号。平时，防火阀开启。发生火情后，关闭防火阀，阻止火势的蔓延。

当火灾报警控制器在接收到探测器或手动报警按钮的报警信号后，向电站消防监控系统和计算机监控系统发出报警信号，系统按照预置的程序，同时值守人员根据工业电视的监视情况或根据现场人员确认，给出火情处理指令，通过联动卡的多线控制模式或控制模块的总线控制模式，向消防加压泵控制柜发出火情信号，当消防加压泵控制柜同时接收到来自消防水管道的压力下降的信号时，启泵给消防水管道供水，从而为实现消防栓灭火做好准备。

（3）输电线路状态监测系统

输电线路状态监测系统集信息技术、智能传感器技术、网络通讯技术、新能源技术于一体。系统由故障定位检测器、通讯管理器、后台终端及软件组成。故障定位器安装于每个塔（杆）上，采用非接触接地电流检测技术，监测记录流过铁塔或水泥塔的接地线的接地电流，并以此来判断该杆塔是否发生故障。触发故障事件并将故障事件通过GPRS/CDMA传送到调控中心的通讯管理器上，通讯管理器将信息解码并自动生成报表和报警。

故障定位检测器能监测雷击、工频闪络电流、杆塔温湿度、杆塔倾斜、杆塔振动等。能对杆塔振动的最大加速度和振动持续时间进行实时监测，能够反映人为盗割塔材和自然环境（融冰、风振、地震、基础滑坡等）导致的振动，当杆塔振动出现异常时，系统能够通过通信网络同步将信息发送后台。定位检测器采用太阳能电池供电。后台管理终端把前端装置采集到的数据存贮到数据库中，并按时间、故障类别、线路编号、杆塔编号等分类检索。

3　方案实施情况

各系统于2015年7月底初步安装、调试完成。在调试过程，对亚让水电站计算机监控系统相关控制流程与调度自动化、变电站综合自动化相关流程进行了梳理、整合，进行了进一步优化，达到了既可以独立运行，又可以闭环调控。目前正在进行平台组网调试，初步达到了预期效果。正式投运后，将进一步进行完善。

4　结束语

墨脱县小水电局域网项目，是华能集团公司十二五电力援藏项目，通过该项目的建设，为下一步其他去电地区建设提供了借鉴意义，起到了示范作用。

TM734

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1672-5387（2016）08-0020-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.08.006

2016-06-29

刘德翼（1975-），男，工程师，从事水电站、变电站的机电设备安装、调试及电力生产等管理工作。