电力集控在冶金行业的应用

电力集控在 冶金行业 的应用

李文超

湖南启辉自动化设备有限公司

  摘 要 冶炼厂拥有多个变电站，局限于企业供电系统管理方式的短板，运行维护人员素质往往无法达到系统健康运行的要求，这样就给企业日常生产带来了很大的隐患，因此此种现象，如何能提高企业供电运行的可靠性是现代化大型冶金企业急需解决的问题。针对供电系统分散，人员配备不均衡的现象，电力集控中心的建设能有效地改变供电系统运行人员短缺造成的各站运行差异。

关键词 冶金；供电；集控；应用

1. 工程概况

济南钢铁集团鲍德气体有限公司位于山东省济南市历城区济南钢铁有限公司内，服务于济南钢铁有限公司。公司从01年开始陆续上了十多个变电所，分别为：1#两万制氧、3#两万制氧、4#两万制氧、5#四万制氧、新东区空压机站、焦化空压机站、集中空压机站、4#氮压机站、4#制氧循环水站以及一些老配电站。

济南钢铁集团鲍德气体有限公司变电所的高压开关室内大部分都配置了施耐德微机保护装置，主要类型为sepam1000+系列的20、40、80型保护和sepam2000系列保护；各变电所主要为分散值守状态，并且值班人员都比较分散，对于设备的点检、处理紧急事件和对变电所出现的事件不能动态了解和实时监控，在厂区内不能及时了解其他变电所的情况。这些变电所本地已有的后台监控系统。这些变电所本地已有的后台监控系统不能集中监控，为适应要求迫切需要建设一套电力集控系统。

2. 项目配置及网络拓扑图

根据项目目前的配置情况，增加以下设备：

网络拓扑图如下：

三，系统建设原则

1）电力集控中心系统采用了先进计算机技术、网络技术、通信技术，全面遵循国际标准IEC 61970 CIM/CIS进行系统设计，整个系统按照分层分布式的原则进行设计，充分遵循以下相关原则。

2. 安全性和可靠性。

3. 标准化和开放性。

4. 先进性和实用性。

5. 易用性和可维护性。

6.  友好统一的人机界面。

7. 系统可扩展性。

8. 满足智能配电网建设发展的需要。

四，系统建设达到了以下目标

1）提高供电系统的运行水平，减少故障停电次数和停电时间，自动实现故障隔离，减少停电范围，实现非故障区域的自动恢复供电。

2）实现供电系统调度数据资源、设备资源的共享，实现调控一体化的基本功能。

3. 实时监测、改善电压质量。

4. 优化网络结构和无功配置，降低电能损耗。

5）对供电系统设备进行优化管理，提高供电设备利用率，提高供电能力。

6）为领导的科学决策服务，为配电网的规划、建设服务。

7）通过供电系统系统自动化的实施真正提高企业的现代化管理水平，提高供电企业的各项经济技术指标。

8）远程办公。系统可提供远程浏览功能，在不影响系统安全的情况下，通过WEB发布功能，可以在远程终端（办公电脑、手机等）上通过INTERNET访问站内实时监控画面。相关管理人员可在任何一台计算机上查询供电系统的运行参数，实时了解变电站的运行状况。

五，项目具体建设实施 根据供电系统一体设计原则，系统作为供电系统一体系统的一部分，可维护读取管辖范围内的调度数据；同时也可维护读取配网数据；调度、配网数据统一管理，分屏显示。数据在供电系统集中采集，调度数据由系统进行处理，数据由集控系统主站系统处理；集控系统主站系统具有调度、配网数据整合功能。

1. 系统架构 系统采用开放式、支持分布式处理环境的网络结构。

系统的结构支持多类型计算机硬件设备，接口符合国际标准。系统的历史数据服务器、数据采集服务器等重要单元均采用冗余配置，正常运行时能自动均摊负荷，因此这些服务器应无主备之分。当一台故障时，其功能自动转移至其它服务器上，保证系统的正常运行。特别强调的是当冗余配置的历史数据服务器全部出现故障或数据采集服务器全部出现故障时，这些节点承载的工作任务能临时转移到其他节点上，而不至于出现系统瘫痪的局面。

 具有开放系统的体系结构（符合POSIX100标准和IEC61970信息模型与API接口标准），保证与相关系统的互联、互通、互操作，能实现第三方应用软件的方便接入。

 网络设计必须具有较大的扩容空间，便于今后系统进一步扩容和增加新的应用系统。集控中心建设分为集控主站、变电站站端子站、网络传输（网络通道）三个部分，主站部分主要在集控中心建设，包括硬件、软件两部分。

2. 系统硬件

中心主站系统包括服务器；局域网交换机及网络安全设备；光纤以太网接入设备；UPS不间断电源系统等。系统具备跨平台安装与部署能力，具安全性与操作方便性，具备足够的数据通信与存储容量，并具备高兼容性和扩展能力，以满足供电系统未来业务发展的需要；所有关键设备均采取主备冗余配置，单点故障不影响系统正常运行；符合电力二次系统安全规范，以保证系统的安全性；具备安全的远程登录与维护能力，方便远程诊断与维护；尽量减少运维故障带来的停运时间。

 采用网络/串口通讯接口；调度专网的通讯方式：MODBUBS\DLT645＼IEC104等；相互交换实时、历史数据和电网模型；相互交换实时、历史数据；也可对第三方系统进行接入。

3. 软件

数据采集功能和管理功能：SCADA系统能够通过智能设备进行通信对所有的模拟量、开关量、脉冲量进行实时和定时数据采集，所有的电量均采用交流直接采样，保证测量的高精度和同时性。定时数据可根据设定的时间间隔自动转存于硬盘，作为历史记录存档。

运行管理功能：在监控界面中，系统的使用者能够清晰地监视电网的运行状态，在设备详细界面中，使用者能够获取设备的状况，通过分析判定故障原因，向维护者提供维护帮助，还可根据用户需求设置画面预置数据。控制管理通过通讯网络实现对智能设备的远程控制，控制操作的优先级高于设备信息采集和反馈，

事件报警处理及运行监视：当出现开关事故变位，遥测越限、保护动作和其它报警信号时，系统能发出音响提示，并自动推出报警画面。报警需经操作员确认后方能手动复位，报警音响能根据报警等级发出不同的音响提示。报警事件记录入监控系统数据库。

图形显示功能：显示整个配电系统网络图，动态刷新显示配电系统和各变电所主接线图、系统和保护测控装置配置图，主接线图上能实时显示各开关运行状态、在线运行参数等。

历史事件及数据的查询：当某些事件产生时，启动相关的事故追忆记录，追忆数据的测点和周期可定义。历史事件包括报警事件（有定值越限报警触发的事件）、操作事件（监控主机对保护测控装置进行的整定、遥控操作、参数修改等）、一般事件（通信故障等），历史事件查询显示应包括日期及时间、事件内容，对越限事件事件内容中还应包括越限值。可按时间、分类进行查询、显示。

显示、查询及打印功能：监控系统包含：主接线图和报表编辑软件包，操作者可以根据配电系统的实际情况随时建立、编辑修改主接线图和报表格式，图、表制作灵活、易于修改并与监控软件自然接口。

模拟仿真功能和操作票管理：模拟功能提供和系统相同人机界面，监控层的数据库连接到虚拟模拟电网，使受训者体验电网管理，不必担心带来风险。用户级操作员可准备操作程序，在模拟模式下测试。可生成事件和报警，并可改变模拟值。一旦操作程序有效，可在真正电网上进行正常模式操作。系统还可以根据模拟操作结果自动生成操作票，操作票可以编辑、查询、打印。

安全保护功能：为了使实时系统能够安全稳定地运行，整个系统提供可靠的安全保护措施，所有的系统操作员能够根据权限大小赋予某些特性，这些特性规定了各个操作员对系统及各种活动的使用范围，如用户名、口令字、操作权及操作范围等特性，对重要的控制使用双口令密码，对操作员的重要操作给予记录，如对主变抽头和断路器及电动隔离开关控制操作的内容、时间、结果及人员姓名记录下来备查。

故障录波功能：采用专用的扰动记录数据分析显示软件用于分析保护记录的录波数据，它使用COMTRADE 标准文件。

谐 波采集功能：SCADA系统预留与变压器及电容柜智能检测设备的通讯功能，能够接收变压器及电容柜检测设备送传送的谐波数据，同时在数据库、画面及报表中进行处理。

远程WEB浏览功能：监控系统提供远程WEB浏览服务，使本系统的动态参数可以通过广域网进行浏览。只需要在任意一台安装了网络的计算机上运行IE浏览器，在地址栏中输入主机地址以及需要浏览的画面名称就可以实现这项功能。在浏览的时候，画面上的电力参数是会随着现场数据的变化而变化，两者是同步的

六，结束语

整个电力集控系统诸多功能无法完全展现出来。在该硬件平台上还可衍生出诸多高级引用。在本文中提及的技术方案充分考虑企业现有供电系统现状及需求。新的自动化系统采用了先进计算机技术、网络技术、通信技术，全面遵循国际标准IEC 61970 CIM/CIS及IEC61968标准进行系统设计，整个系统按照分层分布式的原则进行设计。系统可实现调度数据资源、设备资源的共享，实现调控一体化的基本功能。电力集控中心的建设对大型企业供电系统的运行、管理有很好辅助功能，运用该种管理模式可集中企业供电精英人才于集控中心，可同时管理多个变电站，对企业供电可靠性也有很大的提升，值得推广。

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