中原油田电网集控站建设的研究与应用

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:娄祥
[导读] 摘要:提出中原油田集控站建设的两种组建模式,将这两种模式进行优劣性经济性、技术可能性分析,选择最适合油田电网集控站建设的一种设计模式,对油田电网集控站建设应用进行了说明。
        (中原油田分公司供电服务中心  河南濮阳  457001)
        摘要:提出中原油田集控站建设的两种组建模式,将这两种模式进行优劣性经济性、技术可能性分析,选择最适合油田电网集控站建设的一种设计模式,对油田电网集控站建设应用进行了说明。
        关键词:调度自动化系统;集控站;传输通道;组建模式
        一、研究背景
        中原油田电网下属7个110kV、23个35变电站(开闭所)和5个6kV开闭所,都进行了综合自动化改造、调试工作,具备远动信号的传输双通道,已实现远传功能,从而使具备技术条件的无人值班变电站覆盖率达到100%。
        目前,供电服务中心正在推行变电站“无人值班”或“少人值班”的运行方式,实现集中控制的目标。中心决定先从基地地区和黄庄地区35kV变电站开始实行无人值班模式,并成立集控中心,采取的方式为变电站后台通过网络延伸的方式实现了远方监控的目的。集控中心的设置,使得原来站内值班人员所作的工作可由远方来完成,实现变电站无人值守,是降低供电运行成本,实现减人增效,提高生产效率的有效途径之一。
        通过几年的运行发现,采取变电站后台网络延伸方式就会造成集控点有无数个后台,给运行人员监盘造成了巨大困难,这种组建模式随着电网的发展,存在很大的局限性、制约性,是否能找到一种更合理的调度自动化系统与集控站组建模式成为油田调度自动化专业需要解决的一个重要课题。
        二、主要技术内容
        1、集控站建设模式:
        集控站建设有两种模式:工作站方式的集控系统(集中控制模式)和独立式的集控系统(分层控制模式)。
        (1)工作站方式的集控模式
        该集控站的组成采用以下的模式:即D5000能量管系统的2台工作站作为集控站监控设备,调度自动化主站通过防火墙、物理隔离、光交换机与2台工作站连接,也就是调度自动化主站采用远程终端方式通过计算机通讯网络在集控站内分别设置2套远程工作站实现集控站功能,远程工作站可将其视为主站系统中的普通节点,其数据来源于中心集控站的服务器。模式的优缺点:
        优点:
        (a)远程集控站在硬件上无需部署服务器,仅部署几台工作站。集控站机器少,投资少,设备维护量较小。
        (b)远程集控站在软件上仅部署监视和控制功能,功能稳定、实用。
        (c)远程集控站通过主站的责任区划分功能,各自监视和控制不受其他集控站的影响。
        (d)将来扩建集控站,硬件上只需要增加几台工作站,软件上部署和已有集控站功能一样的软件模块。投资少。
        缺点:
        (a)环网到调度主站之间的光纤断掉了,集控站无法监视与控制。
        (b)如果调度主站系统发生严重的故障,SCADA功能无法使用,那么集控站也无法正常使用运行人员将无法远方监控变电站运行状态,直到调度自动化主站恢复。。
        (c)远程集控站通过调度主站网络延伸的方式,数据显示有一定的延时,只有在保证10M以上带宽的情况下才可以保证通信的畅通性。对带宽有一定的要求。
        (d)调度主站无法实现与站内五防系统结合。
        (e)全部维护工作量在调度主站,调度主站工作量比较大。

调度主站需要采集和处理、存储所有数据,计算及存储能力要求较高。
        (2)调度自动化系统与集控站自动化独立模式
        该模式为在调度主站D5000能量管理系统之外增加一套OPEN 3000能量管理系统作为集控站设备,2套设备之间没有物理连接和数据交互,各自独立工作。通道方面考虑需要4路通道,通信管理机接入4路通道分别传送两路数据给调度主站的D5000能量管理系统和集控站的OPEN3000能量管理系统。该模式的优缺点:
        优点:
        (a)2套独立的系统同时工作可相互备用,一套系统瘫痪后,另一套系统同样可以完成对整个电网的监控工作;
        (b)电网存储数据冗余性大。
        缺点:
        (a)两种分别独立的数据采集、数据服务和数据存储致使硬件投资较大;
        (b)两者具有不同的参数库和不同的图形格式,维护难度高,维护工作量大。
        2、确定集控中心方案
        为了确定集控中心建设方案,具体分析了2种建立集控中心的模式,一种是在基地地区建立了一个集控中心,采取独立的模式,就是将基地6个35kV变电站和5个开闭所通过通信服务器独立的通道传输到集控中心;另一种针对变电接入量较少的集控站采用调度主站-远程集控站模式,利用中心电力调度自动化主站系统,以网络方式分别向黄庄变下放远程网络工作站,实现黄庄变、卫一变、卫二变、卫三变、钻石变四个变电站的监控管理功能,管辖范围及系统功能,
        3、重点解决的问题
        (1)责任区管理和信息分流。
        由于集控站运行人员和调度员需要的信息不同,针对不同的重要信息进行不同的管理,必须通过责任区管理和信息分流实现。对不同管辖的变电站进行责任区细化分割,对具体的责任区对象可以实现相应的功能权限,包括每一个功能步骤进行明确的划分。如:系统的遥控功能可根据具体的责任区划分为:全遥控、仅返校、单遥控、自动遥控、序列遥控等模式。又如:系统的信息传输功能可实现根据责任区的信息分流技术,相应的传输通道仅包括相应的信息,并实现每个中心监控工作站只处理该责任区域内需要处理的信息。告警信息窗也只显示和该责任区域相关的告警信息,遥控、置数、封锁、挂牌等调度员、集控员操作也只对责任区域内的设备有效,从而起到了各个工作站节点之间信息分层和安全有效隔离的作用。
        (2)远动通道的选取
        由于受远动通信服务器(网络通道为2个和串口为2个)的影响,目前所有变电站远动传输规约均采用部颁DISA及104规约,均采用采用串口和网口混合使用。将远动规约选取为104网络规约和DISA规约,其中,以网络104规约为主要远动传输信道,以DISA规约为备用远动传输信道,以增加通道的可靠性和数据传输容量及速率,确保信息传送的及时性和准确性。
        三、创新点
        1、根据监控人员不同的需求,实现了不同责任区的管理和信息分流。
        2、根据远动通信服务器不同的上传类型,实现了多个调度主站数据不同的接收方式。
        四、应用情况
        1、现已建成中心变集控站,该集控站由数据采集数据服务器、历史数据服务器、通讯服务器、值班员工作站、报表工作站、前置数据采集设备及网络传输设备等构成,实现了基地地区6个35kV变电站和5个开闭所的集中监控。该系统为提高系统整体运行速度、网络数据吞吐能力和系统的安全可靠性提供了保障。
        2、现已建成的黄庄变远程工作站,实现了黄庄变、卫一变等5个变电站的集中监控,通过管理权限和责任区的划分,以及信息流的设置,实现了黄庄变远程工作站对所辖变电站的在线监控与操作。
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