海 森

(湖北省丹江口水力發(fā)電廠，湖北 丹江口 442700)

1 前 言

以恰甫其海水電站為骨干電源點的伊河水電電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展很快、輻射面廣，前景廣闊。目前電源點有3處:恰甫其海水電站(裝機320MW)已建成投運、特克斯山口水電站(裝機147MW)即將建成投運、雅瑪渡水電站(裝機132MW)計劃2010年發(fā)電;110kV變電所5座(河川、則克臺、薩爾布群、海努克、4號泵站變電所)及35 kV變電所6座(北岸變、水庫變、移民變、山口變、02支洞變、81大坂變)等。本工程建成后將調度以上各水電站、110kV變電所及部分35kV變電所，并監(jiān)測各站點的實時數(shù)據(jù)、運行參數(shù)及各類實時信息。恰甫其海電力現(xiàn)狀地理結線見圖1。

圖1 新疆恰甫其海電力現(xiàn)狀地理結線示意

2 工程建設的必要性

2.1 電網(wǎng)發(fā)展的要求

伊河水電電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)幾年的歷程，目前已形成一個有獨具特色的水電電網(wǎng)?！峨娋W(wǎng)調度管理條例》中明確規(guī)定，調度機構分為五級調度管理(國調、網(wǎng)調、省調、地調、縣調)的原則，發(fā)電、供電、用電單位以及其他有關單位和個人必須遵守。電網(wǎng)運行的統(tǒng)一調度、分級管理是一個整體，統(tǒng)一調度以分級管理為基礎，分級管理是為了有效地實施統(tǒng)一調度。統(tǒng)一調度、分級管理的目的是為了有效地保證電網(wǎng)的安全、優(yōu)質、經(jīng)濟運行。依據(jù)電網(wǎng)運行必須實行統(tǒng)一調度、分級管理的調度原則，伊河水電電網(wǎng)應該建立自己的調度管理機構。

2.2 電網(wǎng)特點的要求

伊河水電電網(wǎng)是隨著市場的發(fā)展而發(fā)展起來的，網(wǎng)內變電站及其配套線路的建立也是哪里有用電需求就在哪里建立。伊河水電電網(wǎng)的結構特點是輸電距離長，點面比較分散，系統(tǒng)結構存在許多問題，電網(wǎng)內各類事故的發(fā)生就不可避免。據(jù)調度運行記錄，2008年1月1日至9月27日，調度中心共安排停電檢修38次，處理10kV以上事故跳閘共88次(其中220kV事故跳閘4次)。由于電網(wǎng)事故的發(fā)生往往比較突然，發(fā)展迅速，波及面大，因此減少事故次數(shù)、縮小事故范圍一直是電網(wǎng)調度運行人員亟待解決和必須解決的問題。建立先進的調度手段是電網(wǎng)調度管理人員的迫切要求。

2.3 電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的需求

按照廠網(wǎng)分家的調度管理原則，恰甫其海水電站向新疆電網(wǎng)送電，電站的日常運行管理由伊河水電調度中心管理。以恰甫其海水電站為骨干電源點的伊河水電電網(wǎng)已經(jīng)與新疆電網(wǎng)、伊犁地區(qū)電網(wǎng)形成了交叉連接，伊河水電電網(wǎng)中110kV及35kV變電站的運行管理既不屬于省調的調度管理范疇，也不屬于伊犁地調的調度管理范疇，而應由伊河水電調度中心管理，要管好網(wǎng)內的電站及110kV、35kV變電站的運行及日常維護，必須建立自己的調度管理機構。

2.4 電站梯級調度管理的需求

除了伊河水電電網(wǎng)目前的3個電源點外，根據(jù)自治區(qū)及水利部審查通過的《伊犁河流域綜合規(guī)劃》，特克斯河水能資源理論蘊藏量達3909MW，其中雅瑪渡水電站已開工，裝機132MW，計劃2010年發(fā)電;克孜庫拉水電站裝機容量200MW，計劃于2009年開工建設;大吉爾格朗河初步規(guī)劃有5～6級水電站，總裝機約160MW。隨著梯級電站的逐步建成投運，電站梯級調度管理就要提上議事日程，梯級調度的主要內容有:

(1)優(yōu)化分配梯級各電站機組出力，統(tǒng)一調度梯級各電站水頭和水量，實現(xiàn)發(fā)電效益最大化;

(2)使梯級各電站按照流域經(jīng)濟運行和優(yōu)化調度所確定的發(fā)電控制目標運行;

(3)實現(xiàn)優(yōu)化梯級水電站機組運行方式，使梯級發(fā)電總有功在梯級各電站間得到經(jīng)濟合理分配，減少機組帶病作業(yè)，延長機組壽命，降低水耗和運行成本，實現(xiàn)梯級發(fā)電經(jīng)濟運行;

(4)協(xié)調經(jīng)濟運行方式與傳統(tǒng)運行方式的關系，在滿足市場運營機制下，梯級電站優(yōu)化與競價上網(wǎng)協(xié)調運行，提高梯級電站在發(fā)電市場的競爭能力。

從梯級電站有效運行管理的角度來看，也應盡快建立調度管理自動化系統(tǒng)，電力調度管理自動化系統(tǒng)建成后，電站梯級調度管理和伊河水電電網(wǎng)調度運行管理就可運行在同一硬件平臺上。

2.5 現(xiàn)代化管理的要求

目前伊河水電電網(wǎng)已具相當規(guī)模，但發(fā)電、供電、用電的矛盾日漸突出。伊河電力調度中心成立于2005年10月，系統(tǒng)內各項運行數(shù)據(jù)的收集、整理、統(tǒng)計、發(fā)布等日常工作均是靠電話報送、手工計算完成，工作量大，數(shù)據(jù)的準確性、實時性無法保證?？楷F(xiàn)行簡易調度設施，調度手段落后，事故處理速度緩慢，無處理電網(wǎng)突發(fā)事故的必要手段，極不適應快速發(fā)展的電力生產(chǎn)要求，極大地影響了供電的可靠和電網(wǎng)運行的穩(wěn)定及安全。因此，建立一個具有現(xiàn)代化設備、現(xiàn)代化管理手段的電力調度中心，對伊河水電系統(tǒng)的安全運行和經(jīng)濟管理具有十分重要的現(xiàn)實意義。

3 工程建設的可行性

《中華人民共和國電力法》規(guī)定:“電網(wǎng)運行實行統(tǒng)一調度、分級管理”、“國家提倡電力生產(chǎn)企業(yè)與電網(wǎng)、電網(wǎng)與電網(wǎng)并網(wǎng)運行。具有獨立法人資格的電力生產(chǎn)企業(yè)要求將生產(chǎn)的電力并網(wǎng)運行的，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)應當接受……并網(wǎng)雙方應當按照統(tǒng)一調度、分級管理和平等互利、協(xié)商一致的原則，簽訂并網(wǎng)協(xié)議，確定雙方的權利和義務。”按此規(guī)定的原則建設伊河水電系統(tǒng)調度中心是符合電力法規(guī)的。

伊河水電系統(tǒng)電網(wǎng)電力線延伸較長，覆蓋面較廣，電力負荷和用電范圍相應在逐步擴大，用電質量要求也相應提高。隨著伊犁地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，將會給伊河水電電網(wǎng)的發(fā)展帶來新的歷史機遇。幾年的實踐證明，伊河水電系統(tǒng)電網(wǎng)已給伊犁地區(qū)的工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展做出了重要的貢獻。隨著伊河水電系統(tǒng)電網(wǎng)的縱深發(fā)展，為建設伊河水電系統(tǒng)調度中心提供了良好的基礎條件。

目前各電站及變電所均已建立綜合自動化系統(tǒng)，為調度系統(tǒng)的建設創(chuàng)造了有利的條件。此外，光纖傳輸系統(tǒng)也已建成，為各廠站的信息傳輸建立了良好的傳輸平臺。建設電網(wǎng)調度管理自動化系統(tǒng)已經(jīng)是水到渠成。

4 工程投運后系統(tǒng)管理水平的提升

電網(wǎng)調度管理，是為確保電網(wǎng)安全、優(yōu)質、經(jīng)濟運行，依據(jù)有關規(guī)定對電網(wǎng)生產(chǎn)運行、電網(wǎng)調度系統(tǒng)及其人員進行的管理，一般包括調度運行管理、調度計劃管理、繼電保護和安全自動裝置管理、電網(wǎng)調度自動化管理、電力通信管理、水電廠水庫調度管理、調度系統(tǒng)人員培訓管理等。由于伊河水電系統(tǒng)電網(wǎng)是逐步發(fā)展起來的，隨著系統(tǒng)的擴大，管理技術也越來越復雜。電力系統(tǒng)中發(fā)電、供電、用電的矛盾隨時都在發(fā)生，而電力系統(tǒng)的運行規(guī)律則要求發(fā)電和用電任何時候都要保持平衡，只有保持平衡才能使整個系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、更加可靠。電源點(恰甫其海水電站、特克斯山口水電站等)每時每刻向省電網(wǎng)輸送多少電能、系統(tǒng)內自己消耗多少電能，電能交換平衡點保持在什么狀態(tài)比較合適，只靠調度人員手工計算，沒有先進的調度手段是無法完成的。電網(wǎng)調度建成后，發(fā)電站、變電站的運行工況及實時信息可即時送至調度中心，調度值班員對整個系統(tǒng)的運行狀況可一目了然，并根據(jù)此實時信息對系統(tǒng)電網(wǎng)的發(fā)、供、用電實行統(tǒng)一調度、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一管理，便于更合理地利用電能資源，節(jié)約投資，調劑余缺，提高電能質量和供電可靠性，進一步提高發(fā)、供、用電的管理水平，從而保證了電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行。

5 220kV青年變的移交對系統(tǒng)運行的影響

《電網(wǎng)調度管理條例》規(guī)定:下級調度機構必須服從上級調度機構的調度。新疆省調規(guī)定:220kV以上系統(tǒng)由新疆中調直接調度指揮。220kV以上系統(tǒng)發(fā)電和用電的平衡保持，由新疆中調直接調度管理更為合理?？梢哉f，220kV變的移交與否與伊河水電系統(tǒng)調度中心的建設以及對伊河水電系統(tǒng)的運行沒有直接的影響，有沒有220kV變，從電網(wǎng)管理的角度講，伊河水電系統(tǒng)調度中心都必須要建，至于對伊河水電系統(tǒng)的網(wǎng)架及運行管理來講，影響也是極有限的。對于伊河水電電網(wǎng)調度管理，一是管理好系統(tǒng)內梯級電站的開發(fā)與利用(恰甫其海水電站、特克斯山口水電站、雅瑪渡水電站等)，二是管理好電網(wǎng)內的110kV與35kV系統(tǒng)(變電站與線路)，使其運行在最佳狀態(tài)。這即是建設伊河水電系統(tǒng)調度中心的最終目的。

6 調度自動化系統(tǒng)工程建設的規(guī)模

電網(wǎng)運行的客觀規(guī)律要求電網(wǎng)運行的組織要嚴密，技術裝置先進完備，要通過統(tǒng)一調度才能更合理地滿足電網(wǎng)的電力需求。統(tǒng)一調度的內容一般有:

(1)由電網(wǎng)調度機構統(tǒng)一組織全網(wǎng)調度計劃(即電網(wǎng)運行方式)的編制和執(zhí)行;

(2)統(tǒng)一指揮全網(wǎng)的運行操作和事故處理;

(3)統(tǒng)一布置和指揮全網(wǎng)的調峰、調頻和調壓;

(4)統(tǒng)一協(xié)調和規(guī)定全網(wǎng)繼電保護、安全自動裝置、調度自動化系統(tǒng)和調度通信系統(tǒng)的運行;

(5)統(tǒng)一協(xié)調水電廠水庫的合理運用。

伊河水電調度工程是伊犁河流域開發(fā)建設管理局依據(jù)該水電系統(tǒng)現(xiàn)狀及其快速發(fā)展而建設的具有現(xiàn)代化管理設施、現(xiàn)代化管理手段的電力調度工程。伊河水電調度中心隸屬于新疆伊犁河流域開發(fā)建設管理局管理，下設計算機組、自動化組、調度通信組、運行方式組、繼電保護組等組織機構。

本工程按地區(qū)級調度建設，調度中心建于伊寧基地綜合調度樓內，電調大廳及設備機房均設置在六層。該工程建成后將采集系統(tǒng)內各水電站機組發(fā)電有功和無功功率，電流，有功和無功電度，發(fā)電廠功率因數(shù)，主變高、中、低壓側電流，線路側有功和無功功率，有功和無功電度，發(fā)電廠總有功功率，總無功功率;將采集系統(tǒng)內各變電所線路側有功和無功功率，有功和無功電度，主變高、中、低壓側電流，母線電壓，母聯(lián)電流等模擬量以及發(fā)電機開停信號、線路、變壓器高中低壓側、母聯(lián)等斷路器開合信號等開關量即時送至調度中心，調度值班員據(jù)此實時信息統(tǒng)一調度指揮伊河水電的電力生產(chǎn)，以做到安全運行和經(jīng)濟管理。

7 工程建設的主要內容

伊河水電調度中心主要有兩大系統(tǒng)組成，即通信系統(tǒng)及調度自動化系統(tǒng)。通信系統(tǒng)是調度自動化系統(tǒng)的道路與橋梁;調度自動化系統(tǒng)是電調中心的核心，系統(tǒng)內所有的信息與數(shù)據(jù)均需通過通信通道傳送至電力調度中心，做到下情上達、上情下達。

7.1 通信系統(tǒng)

依據(jù)電力系統(tǒng)關于“總調度所、中心調度所與其管轄的下一級調度所、大(中)型發(fā)電廠和樞紐變電所之間應設立兩個以上獨立通道的調度通信電路”的設計原則，本調度工程主要設置的兩種通信方式為光纖通信與電力線載波通信。光纖通信作為該系統(tǒng)通信電路的主通道，電力線載波通信作為該系統(tǒng)通信電路的輔助通道。

7.1.1 光纖通信

目前伊河水電系統(tǒng)骨干光纖線路已基本建成，伊河光傳輸專網(wǎng)工程已初具規(guī)模。伊犁河流域光纖傳輸網(wǎng)是一個集語音、數(shù)據(jù)、圖像、文字等多種綜合數(shù)字業(yè)務傳輸?shù)膶＞W(wǎng)，對通信網(wǎng)絡的可靠性和先進性都有較高的要求，因此該工程主干傳輸網(wǎng)絡采用SDH傳輸標準，主網(wǎng)傳輸速率為622Mbit/s。

該通道的建立不僅能滿足電力系統(tǒng)內生產(chǎn)調度的要求、行政通信要求、計算機監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)通道的要求、各類繼電保護通道的要求，還能滿足圖像傳輸、IP寬帶網(wǎng)傳輸通道的要求及綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的要求;它能高速處理電網(wǎng)內各類語音、數(shù)據(jù)、圖像、文字之間的通信，還能為電網(wǎng)生產(chǎn)管理提供高速、便捷、全面、安全的通信服務。

該光傳輸網(wǎng)絡基本能滿足電力調度信息傳輸對通道的傳輸要求，因此電調工程可直接利用該光纖網(wǎng)絡傳輸平臺傳輸信息，不必另再投資建設，只是根據(jù)工程需求，在不同站點增加所需的PCM設備即可。

需增加PCM設備的站點如下:恰甫其海水電站、薩爾布群110kV變電所、河川110kV變電所、海努克110kV變電所。

7.1.2 電力線載波通信

縱觀伊河水電系統(tǒng)的構成，因無通往電調中心的直接通道，因此所有載波信息都只能采取在前一站接入光傳輸系統(tǒng)的方式進入電調中心，以構成該系統(tǒng)內的第二種通信方式，并經(jīng)此通道將該站所的遠動信息傳送至電力調度中心。以后可根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)展再進行調整。

電力線載波通信在該工程系統(tǒng)通信電路中作為備用通道。電力線載波機選用數(shù)字式設備，主要載波通道數(shù)量為3話3數(shù)，可實現(xiàn)雙向6通道傳輸，語音及遠動可自由分配6個通道，通道模塊靈活配置，使用方式更改方便，遠動傳輸速率可在300～9600 Bd之間任意整定。接口種類應配置齊全，具有2線E/M、4線E/M、FXS、FXO等多種語音接口及同步數(shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)、非等時數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)接口。

7.1.3 數(shù)字程控調度交換系統(tǒng)

數(shù)字程控調度交換機是電力系統(tǒng)生產(chǎn)調度必不可少的通信設備，它將確保全系統(tǒng)的統(tǒng)一調度指揮，保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行，并為及時處理和分析事故提供必要的通信手段。

基本要求:調度交換機應選用數(shù)字程控調度交換機，應滿足綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的通信要求;支持話音、數(shù)據(jù)及圖像通信;具有豐富的接口和強大的組網(wǎng)能力，能適應當前電力通信網(wǎng)中通道多、話務流向多、信號方式多的特點;便于使用和管理，維護功能強，可靠性高;硬件采用模塊化結構，便于擴容;系統(tǒng)設計采用了容錯、糾錯、部件互助及控制系統(tǒng)熱備份等安全技術;系統(tǒng)能隨著交換系統(tǒng)的升級而升級到更高版本。

調度交換機的各項技術指標應滿足YD334－90《自動用戶交換機進網(wǎng)要求》、DL/T598－1996《電力系統(tǒng)通信自動交換網(wǎng)技術規(guī)范》、YD/T954－1998《數(shù)字程控調度機技術要求和測試方法》及有關國家標準的規(guī)定要求。

7.1.4 通信網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)

通信系統(tǒng)既是伊河水電系統(tǒng)生產(chǎn)調度的重要手段，又是伊河水電系統(tǒng)管理自動化的基礎。該系統(tǒng)必須滿足電網(wǎng)管理所特有的高安全性、高可靠性和高度自動化的要求。

伊河水電通信系統(tǒng)專網(wǎng)是由許多環(huán)節(jié)組成的復雜通信網(wǎng)絡，包括多種設備，如光端設備、PCM設備、程控調度交換機、電力線載波機、通信電源等。每個設備運行的好壞都直接影響到通信系統(tǒng)的質量和可靠性。為滿足伊河水電系統(tǒng)“無人值班、少人值守”的設計原則和生產(chǎn)管理模式，很有必要配置通信網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)，對通信系統(tǒng)設備及動力設備環(huán)境的主要指標和實時狀態(tài)進行集中監(jiān)測監(jiān)控，從而對系統(tǒng)的運行參數(shù)、變化趨勢、運行故障做到及時準確的分析和了解。

7.2 調度自動化系統(tǒng)

伊河水電調度工程，是根據(jù)伊河流域水電系統(tǒng)現(xiàn)狀及水電系統(tǒng)的快速發(fā)展而建立起來的具有現(xiàn)代化管理設施、現(xiàn)代化管理手段的電力工程。現(xiàn)有電網(wǎng)結構簡易，調度手段落后，發(fā)現(xiàn)及處理事故速度緩慢，無法適應快速發(fā)展的電力要求，極大地影響了供電的可靠和電網(wǎng)運行的穩(wěn)定和安全。因此建立一個具有現(xiàn)代化管理設施、現(xiàn)代化管理手段的電力調度中心，對伊河水電系統(tǒng)電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟管理具有十分重要的現(xiàn)實意義。電調中心建成后，將對伊河水電系統(tǒng)的發(fā)電、供電、用電實行統(tǒng)一調度、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一管理，將對伊河流域的經(jīng)濟騰飛產(chǎn)生深遠的影響。

調度自動化主站系統(tǒng)是一個實時系統(tǒng)，系統(tǒng)采用積木式雙網(wǎng)結構，提供冗余網(wǎng)絡自動切換，要求主站具有極高的安全性與可靠性。系統(tǒng)采用WEB服務器實現(xiàn)實時系統(tǒng)與靜態(tài)管理系統(tǒng)的隔離，所有向M IS系統(tǒng)等發(fā)布的動態(tài)數(shù)據(jù)等服務，均通過WEB服務器提供的第三方開發(fā)中間件實現(xiàn)，管理系統(tǒng)不允許直接訪問實時監(jiān)控系統(tǒng)。調度自動化主站系統(tǒng)可將遠方各廠站的運行數(shù)據(jù)及信息進行實時采集，即時送至調度中心，協(xié)助調度人員即時研究電網(wǎng)結構，降低網(wǎng)絡損耗，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，杜絕事故發(fā)生，保證整個電網(wǎng)的安全運行與經(jīng)濟管理。

經(jīng)綜合比較后推薦選用等離子拼接大屏幕顯示系統(tǒng)方案。

8 結束語

調度自動化系統(tǒng)是電力調度工程建設的核心，自動化水平起點的高低、系統(tǒng)的性能及功能的完善程度，將直接影響調度運行管理水平。伊河電調中心調度自動化系統(tǒng)的起點一定要高，調度自動化系統(tǒng)水平應該達到目前國內及自治區(qū)境內地區(qū)調度的一流水平。