1. 研究目的与意义
集控站是电网运行的重要部分。集控站系统建立在调度系统和变电站之间,是对多个无人值班变电站进行集中监控和管理的自动化系统,它站在局部电网的层次上,对所辖变电站进行更高层次的综合控制和管理。
随着大量供电局无人值班变电站的增加,常规调度自动化系统处理的信息中又增添了另一种信息类型,即变电站内部信息过程。它们虽与电网运行无关,但也必须传至地调,由SCADA系统提供给调度人员,这样,调度员除了监视电网运行参数外,必须替代变电站原值班人员承担起监视变电站本体的设备运行状况的职责。由此不但大大增加了调度人员的工作负担,而且还可能造成信息的混乱、操作错误等问题。针对这样的弊端,在调度与变电站之间加设集控站,便可解决上述问题。
本论文从集控站自动化系统的概念入手,详细介绍了集控站自动化系统的基本功能、优越性、建设要求、运行模式及集控站与调度自动化主站的通讯实现等内容。本论文以某个集控站建设的角度,从集控站的规划设置、集控站建设的预期目标、集控站建设的方案及具体实施等几个方面,阐述了集控站建设的全过程及建设中的注意事项和相关的经验总结。
2. 课题关键问题和重难点
随着电网无人值守变电站的建设,主网控制的变电站数量大幅增加。大量无人值守变电站投入运行将对变电运行带来相当大的压力,当变电站发生突发性故障时能否迅速采取措施,减少停电时间并预防大面积系统灾害的发生是目前急于解决的问题。鉴于上述原因,针对电网的实际运行情况,建设地区集控自动化系统。
集控站自动化系统应满足以下要求:
(1)实时性 集控站自动化系统实时性很高,数据处理的量很大,且处理速度要满足相关运行管理标准。因此,必须采取措施保证系统的响应时间等各项指标达到运行管理要求。
3. 国内外研究现状(文献综述)
随着国民经济的高速发展和改革开放的深入电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高,#8218;电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此#8218;需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化以提高电网的管理水平,为广大电力用户不间断的提供优质电能。
集控自动化是集实时监控(SCADA)、运行与管理等于一体的自动化系统,运行人员可通过该系统监测变电站设备运行情况和对设备进行控制。
集控站自动化是西方发达国家年代提出的概念目前在日本、欧美已得到了充分发展。国内也有了很多的尝试#8218;但主要集中在城市。对于配电自动化《配电系统自动化设计导则》中针对其特点给出了很确切的定义“利用现代电子、计算机、通信及网络技术将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成构成完整的自动化系统#8218;实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电荷配电管理的现代化”。配电自动化系统在纵向结构分属于配电管理系统横向与变电站综合自动化、调度自动
4. 研究方案
集控站自动化系统设计应遵循以下原则:(1)可靠性原则:集控站是对所辖无人值班变电站运行状况进行监控的手段,其稳定性和可靠性极其重要“不因单个模块的故障而影响整个系统正常运行,抗干扰能力强”。(2)实时性原则:集控站自动化系统是-个实时性很高的系统,应实时反应电网实际运行工况,必须采取措施来保证系统响应时间等各项指标满足要求。(3)实用性原则:提供简单方便的用户界面,使用户通过简单培训就可熟练操作,日常操作所需的功能必须完备简明,注重实用性和多样性相结合,信息按层次分流。(4)开放性原则:遵循开放性原则,即采用通用、标准的计算机软硬件及通信协议等,以便在需要时可以简单地实现系统升级、系统重建和多系统互联。(5)防误性原则:从严密的管理功能、报警的多样性、操作权限分级和防误操作闭锁等方面入手,达到监控系统全面防误性能的实现。
集控站自动化系统的功能设计:集控站是随着无人值班变电站的大量出现而逐渐形成的一种电网运行管理模式。集控站值班人员可对其所属的多个无人值班变电站进行远方监视和控制。它的主要功能应包括:采集受控子站的远传信息,监测受控子站的运行状态及执行“五遥”操作,管理所辖子站的日常运行,生成并管理智能操作票。集控站自动化系统由两部分组成:统一应用支撑平台ASP和基于该平台一体化设计开发的全系列电力系统应用。统一应用支撑平台ASP,用于分布式实时数据库管理、历史数据管理、人机交互、网络消息传递、系统管理、报警服务等。ASP可以构建在各类广为接受的计算机标准和应用接口基础上,也可以移植和分布到各种硬件体系结构上。集控站自动化系统可以提高电力系统的管理水平,其模块化功能可以被方便地裁剪,以适应变电站集控系统的各种需求,扩展性很好。集控站自动化系统功能设计为:(1)集成了监视和控制(SCADA);(2)集中式电压无功控制(IVQC);(3)五防操作票;(4)调度管理;(5)保护信息管理系统;(6)视频监视系统等。
集控站自动化系统的性能指标:1)系统容量按可伸缩要求设计的,采集和数据库的容量(遥信、遥测、电度、遥控、计算点、事故追忆、SOE、 画面、曲线)在设计上无限制,仅取决于所购置的设备的容量和能力。2)主要性能指标:1、主备切换时间::lt; 25秒,平均无故障运行时间(MTBF)::gt;30000 小时;2、系统时钟精确度;稳定性lt; 10-6(25 5C0) ,GPS 时间基准lt; 2亳秒;3、SOE 分辨率:站内lt; 10毫秒,站间lt; 20亳秒;4、CPU负载(运行标准软件):正常环境下主服务器CPU负载lt;30%,异常环境下10秒主服务器CPU负载lt;50%,正常环境下人机工作站CPU负载lt;40%,异常环境下人机工作站CPU负载lt;55%;5、遥测量:综合误差lt; 1. 5%,遥测合格率gt; 99. 9%,重要遥测传送至主站画面时间lt; 3秒;6、开关量:遥信变位告警显示时间lt; 3秒,遥信变位响应率100 %,遥信正确率100 %,遥控,遥调传送时间lt; 3秒,遥控,遥调正确率100 %;7、屏幕显示(与硬件有关):画面调用响应时间:90%画面lt; 3秒,其它lt; 5秒,分辨率1280x1024,颜色≥256色,汉字显示(包括矢量字库)国标一,二级字库;8、以太网误码率:lt; 10-59、模拟屏数据更新周期:3-6 秒。
5. 工作计划
(1)对集控站自动化系统的特点与功能综述
(2)掌握集控站自动化系统的主要硬件结构和软件原理
(3)对集控站自动化系统的主要技术特点分析
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