新能源集控中心建设模式及规划探讨

2023年12月12日发(作者：大班语言说课稿)

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第38卷第7期2015年07月水电站机电技术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStationVol.38No.7Jul.201533新能源集控中心建设模式及规划探讨邓盛名（五凌电力工程有限公司，湖南长沙410004）建设新能源集控中心，实现对所摘要：随着国内风电、光伏等新能源发电行业的高速发展，新能源场站日益增多，本文将围绕新能源集控中心的建设规划进行讨论属同一公司的多个场站的集中控制运行，无疑是一个很好的选择。与研究，从而进一步了解新能源集控中心的相关系统建设的必要性及整体框架体系。关键词：新能源；集控中心；建设；模式；规划；框架体系中图分类号：TM764文献标识码：B文章编号：1672-5387（2015）07-0033-04DOI：10.13599/.11-5130.2015.07.0090引言目前国内风电、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，生产经营提高生工作随之而来。为促进发电公司的科技进步，产运营标准化管理水平，提高劳动生产率，以人为稳定员工队伍，为公本，改善员工工作与生活环境，司的后续发展积蓄力量，部分公司正积极尝试新能谋定后动，在确源集控中心的建设工作。规划先行、保电网安全稳定的前提下，科学有序地推进集控建设各项工作势在必行。高企业的整体管理水平贡献有限。区域集控模式通常表现为系统建设功能全面、适合于较大的发电集结构清晰、集控中心职能全面，团以提高企业的生产运营标准化管理水平，以及管理创新为目的开展集控建设或考虑企业的未来发展规划中场站分布范围较广的情况下选用。良好的生产管理需要扎实的技术平台作为支撑，该模式虽需但配套建设的系统较多、投资较总厂集控模式偏大，在此基础上配套管理模式的调整可实现真正意义上集中市场的集控，即可实现各场站的集中发电运行、集中应急指营销、集中的生产技术管理和技术监督、也必将成为未来新挥与响应、集中诊断分析等功能，能源行业生产管理发展的趋势。1集控模式探讨有总厂集就集控模式而言，结合场站分布情况，控和区域集控两种模式可以选择。第一种模式是当新能源场站在同一地市范围或在较为集中的一个小区域内时选择建设总厂集控中心，集控中心可选择在附近城市内建设或在其中一个新能源场站内建设。第二种模式是当新能源场站分布范围较广或在同一省份的不同地市时选择建设区域集控中心，集控中心宜选择在省会城市内建设，以便于与电网公司的沟通协调。结总厂集控模式通常表现为系统建设投资少、适合于场站高构简单、职能和功能较为单一等方面，度集中或私营企业仅考虑场站的集中发电运行时选用，该模式在一定程度上可以减少部分原有场站的但对于提运行人员，节省部分企业管理成本的支出，2集控中心选址规划集控中心应尽量选择在企业各场站所在地理位置的中心城市内建设，这样在缩短集控中心至各场站间的距离以方便开展工作的同时，也可缩短至各场站的通信链路长度以保证数据传输的可靠性并可节省相关专线电路的租赁费用。考虑到集控中心需建设电力通信系统，并需从两个不同的光传输方向接入电网通信接入层，且此部分的投资相对较大，因此具体位置上宜选择在电网公司通信设备情况较好的两个变电站之间。同时还需综合考虑集控中心所收稿日期：2015-04-30工程师，从事水电厂监控作者简介：邓盛名（1981-），男，高级技师，建设的技术管理工作。自动化、水电及新能源的集控规划、34水电站机电技术第38卷在办公楼的电力供应、后勤保障、房屋结构、承重情况、防雷接地及周边治安环境等问题。3集控机房及控制室建设规划集控机房及控制室是开展集控运行工作的基础，其建设应以美观、大方、适用、适度宽松、设备配置适当超前为原则，严格按照《电子计算机房设计规范》、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》及电子信息系统机房施工及验收规范》等国家相关标准进行专业设计与专业施工。为便于开展系统开发、维护工作，系统维护间按机房标准进行建设。重点考虑供配电系统、防雷与接地系统、综合布线、消防系统等配套系统的建设，控制台、机柜、电源及综合布线宜按一次性到位原则进行配置。电源系统应采用双路冗余独立的供电线路及双套冗余UPS电源配置，蓄电池容量应考虑充足的后备时间，一般按全负载供电4h容量考虑，周边社会环境复杂的地区蓄电池容量可适当加大。机房动力环境监控和机房门禁系统应与机房建设同步进行，并与视频监控或安防系统进行联动，以提高机房管理的安全性及智能化水平。4集控中心主系统建设规划根据新能源集控中心所将承担的集中运行管理、集中技术管理等职能，需通过建设结构合理、功能完善、接口开放、数据统一的综合自动化系统平台，实现所属多个场站的五遥（遥测、遥信、遥控、遥调、遥视）以及各场站应用系统数据共享、集中管理等功能，并为各种高级应用提供一体化的支撑平台。4.1二次系统安防建设规划集控系统的各项业务均以网络为基础，是电力二次系统安防的重点防护对象，各系统的建设必须按电力二次安防“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的要求进行整体规划，因此二次系统安全防护的建设应该贯穿于整个集控系统建设的始终，并深入每个系统，以保证综合自动化系统和调度数据网络的安全稳定运行。综合利用纵向加密认证装置、隔离装置、入侵检测、防火墙等安全设备，实施相应的隔离和安全防护。针对风电场普遍采用风机厂家运维现状，应着重考虑授权访问的安全管理。同时为满足更高的安全需要，应对关键业务系统服务器设备部署主机加固及设置相关安全策略，提高操作系统的安全等级。加强技术防护手段的同时，更要加强管理体系方面的安全建设，严格执行二次安防的总体要求，如内部人员对系统软硬件资源、数据的非法利用、二次系统网络结构更改、应用程序的修改更新、维护方式及维护工器具的管理、防病毒软件的更新等都应有严格的规定，强化检查落实，保证集控中心二次系统的安全。4.2集控电力通信系统建设规划集控电力通信系统是集控中心系统接入电力调度数据网、调度语音业务开通、调度OMS业务填报以及租用至各场站电力专线通道的基础，需重点进行规划建设。而这其中电力光缆的接入是关键，应优先选取就近的变电站通过电力地下廊道敷设进行接入，条件不允许时再考虑通过架空光缆方式。相关电缆施工、通信电源、SDH设备、PCM设备、电网接入层扩容光板插件、调度交换机、调度电话录音仪等一并考虑。按电网要求，一般集控中心作为接入点需从两个不同的方向接入电网通信层，争取最大限度利用好电网现有通信资源。调度电话的畅通是确保各级调度指令及时下达的保障，可考虑采用集控中心PCM调度单机与原有场站PCM调度单机进行联网，从而实现电网调度电话直接拨入集控中心，集控中心调度电话也可与各场站调度电话互拨。条件具备也可配备调度语音交换机，采用2*2M数字中继以双路由方式接入电力调度交换专网。所有调度电话均接入调度录音系统以备查。集控中心和集控场站还应同时配备公网程控单机、移动电话作为电力调度电话的后备通信方式。4.3集控数据网建设规划集控数据网指为满足场站远程集中控制运行的需要自建光纤通道、租用电力专线通道或运营商专线通道实现集控与各场站安全I、II区相关业务数据的实时交互所组建的数据网络。集控数据网的架构应严格按电力系统二次安全防护要求进行搭建，首选以1个电力2M专线通道和一个运营商2M专线通道以及路由器、交换机、加密认证装置、防火墙等设备构成。以租用的双路专线构成主备物理通道，推荐采用目前在电力系统组网常用的基于多协议标记转换的虚拟专用网络（MPLS-VPN）技术，实现实时业务（即安全I区业务）与非实时业务（即安全II区业务）在同一物理通道上的隔离运行。通过网络策略制定实时和非实时业务各自分配的带宽，并可根据《第7期邓盛名：新能源集控中心建设模式及规划探讨35实际情况进行占比调整。集控数据网是专为实现各场站集中控制服务的，是一个专用的核心骨干数据网络。其中承载的实时业务主要为计算机监控系统，通常需集成风机监控、升压站监控、SVC/SVG监控、箱变监控、能量管理平台、风机振动状态监测等系统，非实时业务一般有风（光）一体化功率预测系统、电能量计量系统等。4.4集控计算机监控系统建设规划集控中心计算机监控系统是实现风电等新能源集控运行最为关键的核心系统，其负责实现对各场站的远程集中运行监视与调控功能，以主站和子站形式存在，由硬件及软件两大部分组成，配合相关控制策略实现相关功能。值得注意的是，由于目前新能源场站普遍存在多个实时控制系统（安全I区）的实际特点，应着重考虑风机监控、逆变器、汇流箱、升压站监控、SVC/SVG监控、箱变监控、能量管理平台等系统的新能源实时控制一体化整合问题。根据不同控制系统提供的通讯规约，通过串口、网口、协议转换器连接，以控制系统提供的频率实时采集数据。控制和调节方式按照三级进行，即场站测控层、场端集控层、集控中心层。控制和调节权限由高到低逐级进行，并设置合理的闭锁条件。考虑到新能源场站的实际特点，宜选择集控中心直接控制场站测控层方式进行，以节省中间环节，确保数据的可靠传输，原有场端集控层作为备用，当集控中心监控系统故障时可转至场端集控层控制。调度AGC、AVC指令可直接下发至集控中心亦可直接下发至各场站。系统需能读取各场站所有安全I区控制系统的数据、画面、图形，实现区域内各场站的集中监视、控制、数据采集与处理、事件及报警处理、事故追忆与趋势分析、系统自诊断与自恢复、WEB服务功能等常规功能及AGC、AVC、经济调度等高级功能。具备与电网调度自动化系统及上级单位系统的远动通信、风机等关键设备的3D模型、部件拆分及组装动态过程展示等功能，以及良好的数据分析与统计功能，以便以各项指标为依据开展绩效考评工作。系统平台的规划设计需要带有一定的超前性，能预见并支持未来3至5年可能的业务和管理需要。4.5集中式风光功率预测系统建设规划目前国内大部分新能源场站现有功率预测系统基本为风机及光伏组件厂家配套提供，精度较低，系统预测结果与实际有较大偏差。通过建设集中式风光功率预测系统，可减少场站端功率预测系统的建设和维护压力，合理安排场站运行方式和应急应对措施，提高场站发电运行指标，指导场站消缺和检修计划的制定与实施。系统可通过网络下载高精度的国际及国内数值风光气象数据，并结合各种通讯接口采集场站相关实时、历史气象数据和EMS数据，采用人工智能神经网络及数据挖掘算法对各场站进行建模，通过风速、风向、温度、湿度等因素对风电场输出功率的影响及太阳辐射、温度、云量、风速等因素对光伏电站输出功率的影响，提前预测风光功率的波动，并可对预测结果进行不确定性分析和计算，主要功能应包括：数据采集、数据处理、数据存储、预测分析、人机界面等。预测一般分为短期预测和超短期预测，短期预测至少能计算出场站次日零时起3天的有功功率，超短期预测能计算出风电场未来0~4h的发电功率，时间分辨率均为15min。4.6集控电能量计量系统建设规划目前大部分新能源场站电能量计量系统基本上仅配置了采集终端，未设置子站，电量查看、统计不便，尤其是在集控运行后，现场无运行值班人员抄表，将导致相关报表数据无法填报，系统建设的必要性显而易见。集控电能量计量系统属安全II区系统，可利用已建的集控数据网络采集各场站现场已安装的电能量采集终端，及电能质量在线监测装置采集电量及电能质量相关数据，实现电量、电能质量的统计、分析、应用以及WEB发布服务。集控电能量计量系统可采用分布式二级结构，通常由数据采集服务器、数据存储服务器、WEB服务器隔离设备、网络设备及场站端电能量采集装置组成。可将各场站端电能量采集装置通过扩展通讯接口的方式接入集控数据网，应能支持多个不同品牌的电能量采集装置及电能质量在线监测装置的接入，实现电能量的自动采集及手工补传、数据自动计算、数据可靠性及合理性校验、数据编辑、报表功能和数据基本分析等功能。后期可通过对电能量数据进行充分挖掘，以实现线损自动生成及在线分析等高级应用功能，同时系统应支持与其他自动化系统、生产管理系统的数据集成和共享。4.7集控工业电视系统建设规划集控工业电视系统即为集控“五遥”中的遥视，并应兼顾场站电子围栏告警、火灾报警等环境监测信息，综合利用视频技术、计算机技术、通信技术和36水电站机电技术5.2信息统一平台建设规划第38卷网络技术构成具备综合报警联动功能的视频综合一宜单独体化监控平台。考虑视频数据占用带宽较大，通过集控中心与各场站间构建的运营商VPN广域网进行加密传输，实现在集控中心集中监视各场站重要设备区域运行及现场安全情况。系统同样可采转发服务器、网用分步式二级结构，由管理服务器、交换机及各类摄像探头组络存储设备、监控工作站、基于数字成。系统设计应符合国家相关的技术标准，集控中心与各场站的主录像技术，不应有监控盲区，要通道及设备区域均应设置摄像探头，24h实时监控，采用三级防雷接地进行保护。系统可采用MPEG-4或H.264视频压缩格式，能在标准的以太支持TCP、网环境运行，UDP、RTP、组播等方式传输压缩码流，支持主流操作系统平台。具备远程图像传画面显示、画面切换、输及控制功能、用户权限管理、并可实现画面轮巡、录像以及录像检索与回放功能，与计算机监控系统及边界防护系统的联动功能。建设数据交换和中心存储平台，通过统一规范的传输规约和网络接口，整合离散的各个子系统，建立满足二次安全防护要求的信息统一平台，形成数信息、通信、监测等据信息中心，实现对场站的监控、跨安全分区的各应用系统之间数据的统一交换与存储共享，消灭信息孤岛，为智能化场站提供统一的信息支撑管理应用环境，以全面提升场站自动化运行管理水平和综合经济效益。5.3远程视频协助系统规划宜鉴于新能源场站人员技术力量的实际情况，考虑建设远程视频协助系统，通过场站内的无线或现场配备有线VPN广域网与集控中心广域网互联，移动语音视频装置使集控中心专业技术人员直观了解现场设备实际情况，在线指导场站人员开展相关操作与维护消缺工作，亦可通过此方式开展专业培逐步提训，充分发挥集控中心的集中技术管理职能，高场站驻守人员的技能水平。5集控辅助系统规划为充分发挥集控的集中管控职能，全面提升各场站的智能化和信息化水平，实现安全经济运行与综合效益最大化的目标，可综合利用状态检修系统、信息统一平台及远程视频协助技术，实现对各场站机电主设备的状态监测与故障诊断，以及应用系统数据的共享、管理和综合展示。5.1状态检修系统规划以各场站机电主设备为实施对象，建立设备远根据场程状态监测、故障诊断与状态检修决策系统。站的设备布置方位及配置、机型特点、机组参数、场站间通信状况及在电网中的地位等因素，以及国内外设备状态监测技术发展水平，确定系统的结构体监测手段，通过在线监系、网络架构以及监测对象、实测、离线监测(或巡检)以及测试数据的有机结合，现对设备运行状态的远程实时在线监测与分析。6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、小水电集控建设规划及风电生产管理工作所积累的经验，对新能源集控的建设模式与建设规划提出了个人见解，供同行业准备开展新能源集控建设工作的单位参考借鉴。参考文献：“无人值班”技术[M].北京：中[1]王德宽.水电厂综合自动化及国电力出版社，2001.[2]高新中.MPLS-VPN技术在数据业务系统中的应用[J].电力系统通信,2007（07）.[3]陈丙文,肖立家，宋艳君.风电场群远程集中监控系统设计探讨[J].山东电力技术,2011（03）.欢迎投稿欢迎订阅欢迎刊登广告

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