大港油田电力调度自动化系统的改造

韩会山 赵玉清 赵胜

1邢台职业技术学院2中钢集团邢台机械轧辊有限公司

大港油田电力调度自动化系统的改造

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在大港油田电力调度自动化改造中，将双快速交换以太网与背投式大屏幕电子投影墙组合成调度中心，主站系统采用开放式、分布式设计思想，选取高性能、优质工作站，建立电网局域网。调度中心是整个电网的指挥中心，包括SCADA系统、高级应用软件、调度员仿真技术培训和管理信息系统模块。该系统功能齐全，可实现视频化，直观、方便地监控电力系统的运行状态以及运行数据记录。电力运行数据以及视频、图像等多媒体数据通过远方站—集控站—调度中心3层结构传达给调度中心。调度中心随时掌握电力系统运行状态，实时下达指令，确保电力调度自动化系统安全运行。

大港油田；电力调度；模块；SCADA系统；集控站

目前，电力调度自动化系统在国家调度中心、250多个地区电业局和210多个县得到了应用。电力调度自动化系统不仅可以满足电网正常运行，而且能及时对电力故障进行处理，完善电网发电和用电计划管。该系统处理、保留能力强，是当今电力系统不可或缺的一项新技术[1]。

自动化系统的结构体系在投入使用前，需要做适应性测试。一般情况下，优选通用性、开放性的系统结构是比较保险的，这样的系统有利于支撑多个平台同时工作。电力调度自动化系统的主要组成包括中心系统和数据采集系统。

1 电力调度中心自动化现状

80年代末、90年代初，大港油田原电力调度中心受当时技术方法、设计思想局限，原始的系统硬、软件水平已经不能满足日益庞大的电力电网运行需求。特别是硬件设备落后明显，并且备品、备件没有技术服务保障，主站系统所选用的VAX机和VMS操作系统软件已经逐步显露出落后的迹象。在当时的情况下只能勉强维持运行，一旦出现故障，对大港油田生产会造成比较大的影响。

由于系统设计受技术条件限制，主站系统的功能相对单一，只实现了基本的SCADA模块和功率总加任务。以PDH微波和电力载波为主的油田电力系统，已经不能满足高质量数据传输的要求，宽带信息传输更是难以实现。随着大港油田电网的不断发展，原有电力系统与实际电网需求不符，旧系统运行状态需要操作人员实时监督，必要时人工置位，无疑大大增加了调度员的工作强度，在大港油田生产工作中，开发、应用电力调度自动化系统可以实现电力运行的实时遥测、遥信，大大提高工作时效，降低调度员工作强度[2-3]。

2 改造方案

2.1 系统结构与功能设计改造

将双快速交换以太网与背投式大屏幕电子投影墙组合成调度中心，主站系统采用开放式、分布式设计思想，选取高性能、优质工作站，建立电网局域网。该系统具备的系统功能模块，主要是针对现有电网运行需求而设计的，随着新技术不断引进到电力行业，呈现出主站采用投影墙取代传统的模拟屏的发展趋势。系统模块功能齐全，可实现视频化，直观、方便地监控电力系统的运行状态，以及运行数据记录，从某种程度上能更有效地为电力调度生产服务。

调度中心是整个电网的指挥中心，其主要包括以下几个功能模块[4]。

（1）SCADA系统。SCADA系统主要功能包括：①信息数据远程传输；②运行状况监控；③数据库维护。

（2）高级应用软件。高级应用软件主要包括：①电网状态评估模块；②网络数据库维护模块；③电网运行方式分析模块；④电网安全监控模块；⑤经济调度模块；⑥负荷预测以及管理模块；⑦计划检修模块；⑧继电保护与管理模块；⑨无功电压管理模块。

（3）调度员仿真技术培训。针对地区电网调度特点开发的DTS系统，适合于地调和县调，用于反事故演习和培训调度员，该模块与其他调度员培训仿真模块（DTS）相比，功能更实用，维护更简单，使用人员在调度仿真智能模拟操作系统上几乎不用做其他设置即可实现DTS功能。

（4）管理信息系统。该模块使得电力设备检修部门在巡检工作上第一次实现了无纸化数据采集，同时使设备和电力管理部门在有效地监督巡检人员的工作情况下，实现巡检工作电子化、信息化、智能化，从而最大程度地提高工作效率，保障电力设备及传输线路的安全运行。

2.2 系统功能

2.2.1 调度中心

调度中心的主要功能为收集、处理、储存、查阅、显示电网运行参数。其高级应用功能包括人机界面和各种网络分析功能，形象而生动化地显示电力电网运行状态，协助调度人员掌握电力调度自动化系统运行状况，以及电力运行数据记载；同时，可对全网进行协调控制，配备有操作接口、辅助工具和管理界面。根据电网运行情况，为电力系统运行下达调度指令，维护和管理全网运行安全[5]。

2.2.2 集控中心

集控中心的功能包括电力运行系统信号数据远程传输，以及对运行状态参数进行实时监控，对运行数据库维护和管理。具体包括收集RTU遥测及遥信数据，并对信号数据预处理，转换通信信号数据形式，将原始信号数据及预处理结果打包上传调度中心；通过调度中心分析评估，下达遥控、遥调、调度命令，经集控站和远方站传达下去；调度人员或者系统自动化维护人员进行电力运行状态的调整，维护好电网正常运行工作。另外，电力运行数据上传调度中心的同时，运行数据也同时向供电公司及区调部门上传。上传调度中心的数据信号不仅包括远方站监控图像，而且还包括运行状况的视、音频宽带多媒体信息。通过全新的光纤环网，可以实现集控站与主站系统之间高速通信联系，有利于调度中心随时掌握电力运行状态。

集控中心的建立关键在于对集控站位置及数目的选取，主要从组网、地理区域和集控站数量等三个方面来考虑。

（1）组网。一次变为集控站，有利于通信系统科学组网，保障运行安全。

（2）地理区域。集控站主要以110kV变电所呈现，能够进行快速区域划分，提供分区时效。

（3）集控站数量的确定。集控站数量确定主要遵循以下几个原则：①电力调度自动化系统的可承受容量，以及可持续发展能力；②电力调度自动化系统的成本控制；③单一集控站所带合理的RTU数量，原则上不超过32个。基于以上几点考虑，大港油田电力调度自动化系统集控站以l2个左右为宜。

2.2.3 远方站

远方站以RTU为主体，与上层集控站连接，远方站的主要功能有：实时采集一次设备运行参数，包括模拟量、状态量及脉冲量等运行状态参数，采集数据按指定规约，一并自动上传至所属集控站。电网正常运行过程中，远方站将实时收集到的运行数据和多媒体数据上传回集控站，再由集控站将信号数据上传到调度中。通过集控站，将调度中心下达的指令传给各远方站，远方站接收并执行操作命令。电网系统实时运行数据以及多媒体视频图像信息，通过不同的通道从远方站—集控站—调度中心3层结构上传回调度中心。

3 结语

电力调度自动化系统的核心部分是电力调度信息系统，电力自动化首要目的是维护好电力系统安全运行，保障电网持续供电的能力。该系统优质的功能模块以及完善的高级应用软件功能，可以为电力安全运行提供保障，调度人员可根据调度信息系统对电网运行方式进行分析与计算，避免了原始人工操作计算带来的滞后和不准确现象；采集的数据直接来自SCADA系统，这样确保计算结果与系统实际运行状态相符。大港油田电力运行数据以及视频、图像等多媒体数据通过远方站—集控站—调度中心3层结构传达给调度中心。调度中心随时掌握电力系统运行状态，实时下达指令，能确保电力调度自动化系统安全运行。

[1]冯立法．胜利油田通信网络调整优化[J]．油田建设设计，1999（2）：47-52．

[2]郭建军，吴军峰，朱敏，等．中原油田交换网络的优化[J]．电信技术，2001（9）：84-86．

[3]陈天翔，王寅仲，海世杰．电气试验[M]．北京：中国电力出版社，2010．

[4]贲艳波．油田电力系统自动化控制技术应用及发展趋势[J]．油气田地面工程，2013，32（7）：78-79.

[5]东北电业管理局调度通信中心．电力系统运行操作和计算[M]．沈阳：辽宁科学技术出版杜，1996．

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.023