金沙电网调度自动化系统的实现

罗红宇

摘 要：金沙电网处在偏远的矿区、山区，调度一直使用电话通信，但随着电网扩大，调度员工作量也在不断加大，时时掌握现场情况也变的越来越难。现在急需配装一套能反映电网情况的调度系统，使调度员更加快捷实时掌握现场实时情况。经过考察及试验后，决定采用GPRS无线通讯网络进行通信。于是提出对金沙电网调度通信进行了改造，达到投资小，效果明显。这次实例证明适合的通信装置，是提高电网调度能力的有效手段，值得矿山电力企业推广应用。

关键词：数据传输与接收 GPRS 调度自动化系统 调度通信 改造方法 效益

一.引言

电力企业的调度工作是电力公司最重要的工作之一，实现电力调度自动化是供电企业提高服务及供电质量的重要手段。它不仅是企业管理现代化的重要标志，也是供电企业发展生产、搞好经营，提高企业整体经济效益的有力手段。

而金沙电网变电站现已达9座，主变14台、总容量55700kVA，发电站现已达14座，对电网安全、经济运行要求越来越高，对电网调度的要求也越来越高，而金沙电网现在调度工作仍是建立在一张图、一部电话的基础上.远远不能适应现代电网快速发展的需要，金沙电网调度自动化系统的建立也变的刻不容缓。

二.调度自动化系统建立

1.金沙电网现实情况

（1）金沙电网已基本实现变电站、发电厂的综合自动化；

（2）随着电网的扩大，调度室要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站、发电厂的运行情况；

（3）为提高变电站、发电厂的可控性，要求采用更多的远方集中反事故措施等；

2.建立的方法：

金沙电网变电站、发电厂已基本实现综合自动化，调度人员要取的变电站、发电厂的数据一直通过电话，既不方便也不快捷。如何把变电站、发电厂的数据快速传到调度室呢？

（1）电网数据传输方法：电网数据传输一般采用光纤及载波通信，但投入成本高，不符合云南金沙矿业股份有限公司电力公司现时财力情况。经过实际考察及试验后，决定采用厦门四新公司的F2114无线发射模块，无线信号采用中国移动的GPRS信号。中国移动的GPRS信号不但拥有信号覆盖范围广、信号传输数据速度较快、数据传输质量较高、能够实现实时在线以及费用按流量计算的优点，且每个GPRS就是一个分组性的数据网络，同时GPRS能够支持TCP/IP协议，因此其可以直接与Internet连通。

由于中国移动通信网络覆盖范围大，区域广，利用移动通信网络建立虚拟企业专用数据网络，实现远程终端与电力调度中心GPRS无线通讯。将山区地方的变电站数据传输到调度中心。GPRS无线通讯的稳定性、安全性、实时性、开放性都很好，其扩展能力和经济性比传统通讯方式更具优势。

基本原理如下：变电站运行数据通过软件加密后传输到GPRS无线发射模块上，通过GPRS（厦门四新的F2114）无线发射模块上传至Internet网上，服务器通过Internet网接收信号，通过服务器解密解码传至调度中心。见如图一 网络构架

（2）调度系统的设计：

根据金沙电网现实情况及今后变电站综合自动化的发展方向，结合当今电网自动化应用技术的成果和计算机、通讯及自动控制等各方面的最新技术而专门设计的。方案应能满足金沙矿山电力调度系统的要求，提高了电力调度系统运行管理的自动化水平，确保整个系统安全可靠的运行，提高电站经济效益，按少人值守、无人值班进行总体设计和系统配置，变电站计算机监控系统可与调度中心之间实现“遥信、遥测、遥控、遥调”等“四遥”功能。

对调度系统的设计和建设我们遵循既要先进，也要注意实用的原则除了满足系统先进性、实用性、开放性、安全性和可扩充性，还要考虑系统的投资效益及充分保护现有投资。针对这些应用要求和总体原则，云南金沙矿业股份有限公司电力公司调度管理信息系统总的设计思想是：

基于开放式网络平台，结合计算机技术和通信技术的最新发展，便于数据资源的共享，软件系统可移植和功能的可扩展，硬件设备和网络设备的可扩充，并便于操作和维护。采用开放式的操作系统和应用体系结构，结合Intranet技术，建立全公司调度管理网络。

综观信息系统的发展，同时考虑到金沙电力公司的管理机制和应用需求，我们考虑选用客户机/服务器与浏览器/服务器相结合的结构。

客户机/服务器结构有很高的执行效率，主要用于调度工作处理。

浏览器/服务器结构执行效率较低，主要用在管理工作查询等。

金沙电网调度管理系统网络拓扑结构如图二：

三.电网调度自动化系统的组成：

电网调度自动化系统由调度主站（调度室）、厂站端、通信三大部分组成，但按其功能可分为：

调度主站（调度室）：

1、 数据与信息的处理系统：

主控计算机、外存储器、输入输出设备、计算机信道接口。

2、 人机联系系统：

彩色屏幕显示器、打印機、调度计算机、调度台。

3、 不停电电源系统：

交—直流整流器、直—交流逆变器、配套的直流蓄电池组。

4、 网络：

国际互联网（Internet）

通信：

1、 数据与信息的采集系统：

前置机、远动终端、调制解调器。

2、 数据与信息的传输系统：

主站与厂站通信：基于GSM850/900/1800/1900MHz中国移动通信智能传感网络，传输距离不受限制。

3、 数据与信息的处理系统：

主控计算机、外存储器、输入输出设备、计算机信道接口。

4、 监控对象的相关系统：

各变电站，开关站，发电厂的运行情况包括：隔离开关，断路器运行情况，各回路的电流、有功功率、无功功率、功率因数，母线电压等。

5、 不停电电源系统：

交—直流整流器、直—交流逆变器、配套的直流蓄电池组。

6、 安全环保系统：

防雷与接地、防火与灭火、防电磁干扰与防静电干扰、防噪声与防震、空调与净化、防盗与防鼠。

厂站端：

1、 数据与信息的处理系统：

主控计算机、加密转发服务器、外存储器、输入输出设备、F2114无线发射模块。

2、 人机联系系统：

彩色屏幕显示器、打印机。

3、 不停电电源系统：

交—直流整流器、直—交流逆变器、配套的直流蓄电池组。

4、 网络：

中国移动通信智能传感网络

四.建立后的效果：

2018年1月，首先对金沙35kV浪田坝开关站进行了改造，调度室到金沙35kV浪田坝开关站架空线长度为21KM，改造时间为10天。改造完成后，经过一定时间的试运行，数据传输稳定基本达到设计要求。

1、 对电网运行状态实现实时监控。电网正常运行时，调度人员通过调度系统实现实时监视和控制电网的周波、电压、潮流、负荷与出力；主设备的位置状况及发电厂水位等方面的工况指标，使之符合规定，保证电能质量和用户计划用电、用水的要求。

2、 对电网运行实现经济调度

在对电网实现安全监控的基础上，通过调度自动化的手段实现电网的经济调度，以达到降低损耗、节省能源，多发电、多供电、供好电的目的。

3、 对电网运行实现安全分析和事故处理

导致电网发生故障或异常运行的因素非常复杂，且过程十分迅速，如不能及时预测、判断或处理不当，不但可能危及人身和設备安全，甚至会使电网瓦解崩溃，造成大面积停电，给矿山带来严重经济

损失。电网调度自动化系统实现电网运行的安全分析，提供事故处理对策和相应的监控手段，防止事故发生以便及时处理事故，避免或减少事故造成的重大损失。

4、 改造后的运行情况

改造完成至今，数据传输尚未发生任何误传，传输可靠，传输装置和其配套的设备只需进行继电保护传输试验即可（一次设备根据实际情况和国家行业标准，可以1年进行一次）。

5、经济效益分析

改造时电网调度系统市场价格大约为60万元，其中12芯光缆（含安装）价格为每公里2万，20KM价格为40万，加上光纤收发机二台，配套软件二套，工控电脑二台，通信管理机一台，总计：40+0.4*2+3*2+1.5*2+4=53.8万。电网调度系统改造费用总计为6万余元，其中GPRS（厦门四新的F2114）发射机一台，工控电脑一台，配套软件一套，按金沙电网反送电网500KW计算（金沙电网不允许反送电到南方电网负荷，金沙电网里有14座发电厂），每天平均反网10小时，电价为每度0.4元，每天损失为：500*0.4*10=2000元，改造后减少反网每天可增加经济收益0.2万元（昆明市供电局规定金沙电网不准反送电上网），每月可增加经济收益6万元。

电网调度系统改造费用总计为6万余元，加入改造时对生产经营的影响，改造的全部投资可在一个月内全部收回，经济效益非常可观。

五、结束语

金沙电网采用无线网络GPRS通讯后，电力调度系统实现“实时在线”、“高速传输”等功能，同时省去巨大铺线工程。使电力调度系统实现调度自动化，改造达到起点高，落点低，项目大，投资小，效果明显等优点。这次调度系统的改造证明选择适合的通信方法，是提高电网调度能力的有效手段，值得中小矿山电力企业推广应用。