新能源区域生产运营中心设计探讨

曾佳佳

（五凌电力有限公司新疆分公司，新疆 乌鲁木齐830026）

1 引言

风能、光能作为清洁的可再生能源，日益引起世界各国的注意，新能源发电技术已基本趋于成熟。目前国内风电、光伏等新能源发电行业建设如火如荼，各大发电集团、私营企业等纷纷介入其中，并已各自积累了一些已投产发电的场站，生产经营工作随之而来。为促进发电公司的科技进步，集中运行监控，统一调配资源，提高生产运营标准化管理水平，提高劳动生产率，以人为本，改善员工工作与生活环境，稳定员工队伍，为公司的后续发展积蓄力量，部分公司正积极尝试新能源生产运营中心的建设工作。规划先行、谋定后动，在确保电网安全稳定的前提下，科学有序地推进区域生产运营中心建设各项工作势在必行。统筹新能源区域生产运营中心规划建设，借助专业设计、实施单位开展新能源生产运营中心的建设工作，稳步推进新能源场站管理模式的创新，促进新能源板块生产运营管理水平的提高和科技进步，提升公司核心竞争能力，为新能源场站运营管理模式的优化，积累沉淀更多先进的管理经验，并在后续生产运营中心不断探索、完善，最终形成一套可供复制的先进的新能源管理模式。

2 区域新能源生产运营中心设计探讨

2.1 功能定位

生产运营中心全面负责所在区域内生产运营中心建设和新能源项目的生产运营管理，包括发电运行、设备维检、安全管理、市场营销、应急处理、重大缺陷处理等工作，是所辖区域内所有场站的生产技术管理中心、发电生产调控中心、市场营销协调中心、信息收集传递中心以及应急响应指挥中心，为区域内的最高生产调控指挥中心。

2.2 管理模式

根据“集中运行监控、统一资源调配、内外协同管理、场站少人值守、设备检修外委”的管控模式，区域新能源生产运营中心设置综合营销部、技术安全部、调度运行部、设备管理部4个部门，全面负责所在区域内生产运营中心建设和新能源项目的生产运营管理，包括发电运行、设备维护、安全管理、市场营销、应急处理、重大缺陷处理等工作，是区域内的最高生产调控指挥中心。

（1）综合营销部职能定位

对区域内场站的电量营销进行集中管理，进行区域内电力市场分析、研究工作；统计分析“两个细则”奖惩情况，制定改进措施；协调电网调度关系，争取更高的负荷率、更多的机组利用小时数和合理的设备检修计划；及时掌握和研究本区域内竞争对手情况及电力市场营销相关政策；负责人员培训、综合后勤管理，非生产性物资管理。

（2）技术安全部职能定位

对区域内场站生产技术、安全环保进行统一管理，制定与生产有关的制度、标准、流程；持续开展安健环体系建设及安全生产标准化达标评级；对区域内场站的自然灾害及突发事件进行统一应急响应指挥，与各场站实现应急响应处置联动；完善应急管理体系，健全应急处置预案，定期组织应急响应演练。

（3）调度运行部职能定位

采取“一人一席多场”的方式对区域内场站设备实行远程集控运行与统一调度管理；生产运营中心直接接受电网调度机构的调度指挥和业务管理，对所控场站所有受控设备进行远方集中监视，具备控制与调节等操作功能；现场设备的操作由各场站值守人员承担；负责区域内场站的生产信息收集整理及报送；负责上级单位及区域内场站各项生产指令和管理要求的下达与传递。

（4）设备管理部职能定位

负责区域场站设备设施管理、生产工程管理，生产物资管理，对备品备件进行集中调配；对区域内场站实施设备维护、检修资源的集中调配，负责设备设施检修维护管理。负责区域集中监控系统的建设管理；负责区域集中监控系统设备维护管理；负责后续场站接入；负责对已建在建场站的电力二次系统、安全防护系统建设实行统一规划管理；负责区域新能源生产运营中心信息化建设管理。

（5）各场站职能定位

负责现场安全保卫、日常巡视、设备现地操作、周边环境协调，确保设备安全、稳定运行；发现异常情况及时向区域生产运营中心报告；负责本场站内生产事故的隔离处置和应急情况下的响应。

2.3 区域新能源生产运营中心系统建设方案探讨

（1）建设思路

区域新能源生产运营中心系统建设遵循“区域规划、集中监控、少人值守”的原则，积极稳妥推进，同时为新疆电网和场站的安全做好各项保障措施。

（2）功能要求

区域新能源生产运营中心集控系统基本功能应满足但不限于以下：

1）实时控制系统为分层分布开放式架构，数据库及软件按模块化、结构化设计，支持各种应用软件及功能的开发应用，支持第三方软件在系统上无缝集成和可靠运行，支持多种数据网络通信接口，使系统能适应功能的增加和规模的扩充，并能自诊断。

2）能接受电网调度机构命令或AGC、AVC指令及预定的负荷曲线，实现对各场站的集中监控功能。可向场站的各监控子系统直接发送控制指令，实现遥信、遥测、遥控、遥调、遥视以及经济运行、集中分析管理功能，实时、准确、可靠并有效地完成对各场站所有被测控对象的安全监视和控制。

3）能实现生产运营中心直接向电网调度自动化系统及上级单位传送各场站的运行参数和信息数据，并可自动接受电网调度机构的调度命令，实现数据可靠的上传与下达。

4）可对生产运营中心所属场站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的图像监视及安全警戒，以满足电力系统安全生产所需的监视设备关键部位的要求。

5）统一且可配置的数据接口，能实现对生产运营中心风功率及太阳能辐射预测的集中管理及生产信息的综合展示。

6）能满足调度数据、集控数据、调度语音、行政语音等业务需求，相关调度通信设备能实现调度的集中管理。

7）能实现场站关键机电设备的状态监视、数据统计与分析功能，为设备的状态检修提供决策依据。

8）采用的网络技术应符合国际及国内标准，满足信息实时、准确、安全、可靠地交换传输。网络设备应有开放的接口，拥有良好的维护、测量及管理手段，能随需求变化而扩展，实现集控数据专用网络及信息网络的集中管理。

9）各系统软硬件平台架构均应满足国家经贸委及能监办关于电力二次系统安全防护的相关管理规定及要求。

10）系统高度可靠、冗余，实时性好、抗干扰能力强，不因任何1台机器发生故障而引起系统误操作或降低系统性能。关键系统设备均应采用双路冗余供电方式设计。系统的局部故障不影响现场设备的正常运行，系统的MTBF、MTTR及各项可用性指标均满足国家相关行业标准及国际电信联盟ITU-T的有关建议与要求。

（3）生产运营中心用房地点选取及功能区设置

生产运营中心用房应选定在县级以上地区城市，拟购置场所应选取距离变电站较近的地点建设运营中心，建设场所应有可靠的电源，可由2个不同的方向接入电力系统通信网，应考虑人员办公、生活场所，应有相应的安保措施。

生产运营中心机房及控制室建设应依据国家有关标准和集团建设项目有关建设规范指引，按照“技术先进、功能齐全、安全可靠、经济适用、适当超前”的总体原则和符合行业发展方向的解决方案实施。并充分考虑方便今后的运行维护，及能有效降低机房运行及维护成本。应按不低于B级标准的机房建设。

（4）生产运营中心集控主系统建设

1）建设原则

安全性原则：系统的规划设计和工程实施要遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，保障监控和调度数据网络的安全。安全设备需经有关部门专业认证。

高可靠性原则：系统关键设备均应冗余配置，必须支持RAID冗余阵列方式，重要数据容灾及备份。

统一、开放数据平台原则：系统应采用集成度、数据整合度高的统一开放数据平台，提供数据采集、数据处理、数据存储、数据访问、数据发布、安全管理等基础功能。

充分可扩展性原则：系统平台应满足新能源场站现有规模及远景规划的接入扩充需求。

易用性和易维护性的设计原则：系统平台的功能设计应确保高度的可操作性（易用性），便于运营中心系统维护人员的日常维护管理工作。

功能模块化原则：系统平台功能应采用模块化的设计原则，各模块的功能划分清晰并相对独立，便于独立开发、测试和升级维护以及功能的扩展。

通信接口标准化原则：系统平台与外部平台的应用系统之间的接口应遵循统一的接口规范，并提供多种标准的外部访问接口。

2）主系统架构

生产运营中心承担本区域场站集中控制管理职能，是区域各场站的集中控制、优化调度与经济运行中心，以及设备运行、继电保护、自动化、通信专业技术管理中心，通过建设结构合理、功能完善、接口开放、数据统一的综合自动化系统平台，实现所属多个场站五遥（遥测、遥信、遥控、遥调、遥视）功能以及生产运营中心所属各场站应用系统数据共享、集中管理，为各种高级应用提供一体化的支撑平台。主要包括电力通信系统、计算机监控系统、集中式风（光）功率预测系统、电能量计量系统、视频综合监控系统建设等。主系统架构可分为生产控制网（安全I区）、生产非控制网（安全II区）、生产管理信息网（安全III区）和场站接入网。

生产控制网应配置千兆以太网交换机、数据库服务器、应用服务器、调度通信服务器、内部通信服务器、操作员工作站、维护工作站、培训工作站、ONCALL工作站、语音报警工作站、卫星对时装置，并采用双网结构，重要服务器、工作站均应采用双机冗余配置。生产非控制网应配置以太网交换机、电能量采集及存储服务器宜采用单网结构。接入网应配置千兆以太网交换机、集控侧场站通信采集服务器，并采用冗余热备用方式部署。生产信息管理网应配置监控WEB数据库服务器、电能量WEB服务器等服务器，满足对外数据通信要求。

应用服务器、数据服务器均应采用安全加固的操作系统。其他服务器、工作站需进行安全配置、安全补丁等加固其操作系统。

数据通信网络建设应考虑以下几个方面：整体网络拓扑结构、网络路由协议、网络路由策略、IP地址规划与分配、MPLS VPN实现方式、网络自愈与恢复、设备命名规则与域名方案、服务质量（QoS）、网络设备管理、网络系统安全等。

升压站监控、风机监控等重要系统应采用双网主备接入方式。

3）建设要求

主系统应根据不同站端控制系统提供的通信规约，通过串口、网口、协议转换器连接，实现全部“遥信、遥测、遥控、遥调”数据的一体化整合。数据的采集应由场站端数据采集通信服务器集中完成，应具备完善的历史数据存储管理系统，定期保存历史数据，存储周期不少于3年。控制和调节方式按照4级进行，即场站站控层、站端集控层、集控中心层、电网调度层。控制和调节权限由高到低逐级进行。各场站控制室应通过通信服务器实现集控/场站控制权切换功能。

主系统应内置五防功能，并设置合理的逻辑闭锁条件，以确保对场站设备操作的可靠性。

主系统具备远动通信功能，与电网调度自动化系统进行调度通信。

主系统应具备安全的WEB服务功能，可实现与外部其他系统的数据交互。

主系统应具备故障信息诊断分析功能。

3 结语

本文从目前国内新能源发电行业的发展情况及所面临的生产运营形势出发，结合个人多年来从事大中型流域水电集控技术管理、及风电生产管理工作所积累的经验，按照“区域规划、协同管理、集控进城、少人值守”的原则，对新能源生产运营中心的管理模式与建设规划提出了个人见解，以期为同行业准备开展新能源生产运营中心建设工作的单位提供些许参考。