1系统概述
1。1系统建设背景和目的
北京电力公司16个区供电局调度自动化系统主站中有7个采用了烟台东方电子的DF8002V8(朝阳、海淀、城区、丰台、密云、怀柔、平谷),2005年有四个区局安装配置了烟台东方电子的DF9800负荷管理系统(海淀、城区、丰台、亦庄)。
2007年北京电力公司结合2008年北京奥运会的需要开始全盘考虑整个北京市区的配网自动化,4月份开始准备对城区、海淀、朝阳、丰台、石景山的调度自动化系统升级到调配一体化系统,并对北京奥运配网监测系统主站进行了招标,DF8003系统以其强大的技术优势中标,6月底开始现场安装调试,9月底系统基本完成开始试运行。通过DF8003奥运配网监测主站系统项目的实施,北京电力公司对DF8003SCADA/DMS/EMS有了较深的了解。
为确保2008年奥运会、残奥会的安全可靠供电,2007年10月份北京电力公司开始探讨建设一套专门为奥运会服务的奥运电网运行系统,集成现有CC2000调度自动化系统和DF8003奥运电力配网监测系统的所有实时信息,辅以公司及相关供电公司奥运保障的管理信息,实现奥运会期间公司领导和相关部门能够实时把握奥运场馆的电力运行信息、上级电源信息、供电方式、相关属地供电公司的保障信息等,最大限度地保障奥运场馆的供电,做到供电可靠性100%。奥运会结束后,该系统将扩充部分功能作为北京电网调度自动化系统的备用系统,最大限度的保证北京电网运行管理的需要。
北京奥运电网运行管理系统是北京电力公司为了确保奥运供电的可靠而建立的自动化系统,系统担负着北京各个奥运场馆和整个北京市的供电监控任务,截至7月底,系统共接入厂站420个。其中500kV厂站9个,220kV厂站55个(其中直控站24个),110kV厂站290个,电厂24个,奥运场馆及重要设施共42个。系统目前共有数据量159442个点。其中采集数字量79921个,非采集数字量22641个。采集模拟量35129个,非采集模拟量3243个。遥控遥调共计4809个。
1。2系统建设总体原则
•系统定位于生产控制大区中的控制区,与调度自动化系统、奥运配网监测系统同属于安全I区。
•系统不仅具备奥运电网(包括主网和配网)运行监视和分析功能,还具备变电站远方遥控、遥调功能。
•系统采用分布式方式进行建设,统一软件平台和人机画面风格,运行指标满足快速性、实时性的要求。
•系统关键设备冗余配置,能够满足安全稳定运行的要求。
•服务器操作系统选用UNIX,客户端可以选用LINUX,画面风格适应Motif。
•系统建设满足国家二次系统安全防护总体方案的要求。
•系统人机画面能够实现可视化,方便电网运行人员和管理人员的调阅,达到“所见即所得”的目的,同时保留传统调度画面。
•系统能够集成科东公司CC-2000调度自动化系统、东方电子DF8003奥运配网监测系统的实时数据,数据的刷新速度应等同于调度自动化系统数据的实时性要求。
2。系统功能组成
奥运电网运行管理系统实际上是一个大型调配一体化的系统,它集成了CC2000调度自动化系统和DF8003奥运配网监测系统的实时信息,为北京电力公司和保证奥运供电可靠性提供了电网调度、电网控制、电网分析、场馆配网监测、事故预案显示等方面的业务或功能支持。
2。1电网调度
该系统充分利用了DF8003强大的SCADA功能,通过采集220kV变电站的实时运行信息,及通过CC2000系统和DF8003奥运配网监测系统转发的110kV变电站,为北京整个电网的运行监视和运行管理提供了方便。系统除了提供:
•电网数据采集和通讯
•电网数据处理和计算
•报警和事件处理
•事故追忆
•人工置数和挂牌处理
•网络动态着色
•曲线和历史数据显示
等常规的电网监视和运行管理功能外,还提供了:
•拉路限电容量的在线监视功能,具备重点地区和故障拉路序位显示、调阅功能,能够在电网故障情况下,显示预先制定的拉路序位表,方便调度人员的判断和预案执行,系统支持拉路序位表的Exel或文本格式的导入和导出。
•分轮次、分地区在线监视自动低频减负荷容量,并在电网发生低频事故时显示自动低频负荷装置的动作清单及总容量。
•以柱状图等方式显示电网变压器负载率、线路负载率和奥运场馆用电等情况,方便管理人员和调度人员了解电网信息和保电信息。
•系统能够按照政治保电的要求,根据系统的拓扑结构,从配网直至主网进行保电拓扑结构的搜索,实现重要奥运场馆供电电源点“正向”和“反向”搜索,并将搜索后的网络连接图进行自动显示和拓扑着色。
•事故信息汇总表,方便调度员可以快速查看系统所有的事故信息或各个厂站的事故信息。
2。2电网控制
北京奥运电网运行管理系统具有完善的集控功能:
(1)能对所监控的变电站进行控制操作。所控制操作的对象应包括:各电压等级的断路器以及隔离开关、电动操作接地开关、主变压器及所用变压器分接头位置、站内保护和SVC等的控制参数、站内其他重要设备的启动/停止/复归等。
(2)在监控中心进行的控制操作应分步进行,过程应包括选点、发令、监护、内部检验、双机监督、校验返回、确认执行等步骤。能将操作人员及监护人员进行的控制操作内容、操作时间、执行结果及人员姓名等进行记录。
(3)自动控制应包括顺序控制和调节控制,功能管理应相对独立,可以根据需要投入/退出。
(4)监控中心操作控制方式有自动和手动两种。
(5)在自动控制过程中,程序遇到任何软、硬件故障以及相关的异常信息均应输出报警信息,停止控制操作,并保持所控设备的状态。
(6)对控制对象进行的操作应具有防误闭锁功能,具备网络闭锁功能,即跨站防误闭锁功能,也就是通过闭锁逻辑定义之后,控制某站设备时,除了能够根据本站关联设备实现五防检查和闭锁之外,还应该能够根据所连接站的关联设备进行闭锁。
(7)应具有操作预演功能,和正式操作应有明显的视觉区分,并能进行防误校验;正式操作时应和预演进行比对,发现不一致应终止操作并给出告警。预演功能中的控制操作过程与实际操作应该完全一致,能模拟出控制操作成功或失败及系统对此的反映。
(8)系统利用分流分控技术实现了调度与集控的一体化设计,具有完善的信息分层和集控责任区管理功能,通过修改调度或集控操作员的责任区和权限定义可以方便实现调度或集控人员业务范围的变更。
(9)为了保证集控操作的安全,对于遥控操作提供更加严格的口令权限验证,支持双席监督,并具有基于网络拓扑分析的“五防”检查,并可以限制遥控操作只能在间隔接线图上进行,为了方便集控操作人员对变电站各个间隔的监视控制,系统具备间隔接线图自动生成功能。
(10)分级的光字牌报警管理,实现光字牌的分层分级管理。
(11)能够提供安全的接口方式,接受外挂程序的摇控命令,实现AVC等其它程序对开关、主变等的摇控。
2。3AGC功能
系统能够根据CPS1、CPS2(或A1、A2)标准,通过控制管辖区域内的发电机组的有功功率来调节系统频率和电网联络线交换功率,具备按A1、A2标准及CPS1、CPS2标准进行AGC控制和评估的功能,可以按电力市场安排的发电计划和辅助服务计划实时控制发电机组出力。AGC功能包括:
(1)AGC系统监视。监视AGC系统运行情况,包括AGC运行状态监视、AGC控制模式监视、联络线监视、机组监视等,同时计算系统ACE值以及对量测量的滤波等。
(2)AGC控制。根据不同的区域需求,计算并下发机组出力的设定点值。
(3)经济调度。对在线机组进行经济调度计算,计算出各机组的最优运行基点值。
(4)备用监视。在线计算机组、电厂和系统的各种备用,包括调节备用、紧急调节备用、旋转备用以及系统的主备用。
(5)性能监视。计算并统计每日各小时违反CPS1和CPS2(或是A1、A2、B1和B2)的次数以及每日的ACE统计参数等。
2。4电网分析
系统具有丰富的电网高级应用功能模块,方便调度员和运方人员对电网的分析计算,应具备:网络拓扑分析、状态估计、调度员潮流、短路电流计算、负荷预测、静态安全分析、电压稳定分析、暂态稳定分析等功能模块。
系统应支持实时态、研究态、规划态等多种运行方式,为实时电网运行分析和基于历史、未来情况下的电网分析提供方便支持。
2。5奥运场馆运行监视
系统通过与DF8003奥运配网监测系统网络互连通讯实现了几乎所有奥运场馆供电路径的监视和各个配电室的运行监视,并建立起了从奥运场馆380V供电设备到500kV电网设备的完整拓扑,方便实现了奥运场馆电力设备的从380V到500kV的电源追踪并自动成图。同时系统以北京奥运场馆的地理分布图为背景,绘制了各个场馆的运行光字牌,方便显示各个场馆配电室是否有故障或事故发生。
2。6事故预案
系统利用网页浏览技术实现了实时画面与事故处理预案的关联显示,方便调度员随时地调用查看事故处理预案,为调度员应对电网故障提供了快捷的支持。
3。系统特点
3。1系统的高度开放性
系统采用61970CIM/CIS及SVG技术实现了图形参数与CC2000,OPEN3000,DF8900,GIS等系统间的共享。为系统的快速建立和运行维护提供了方便支持。
3。2系统的可靠性设计
系统采用双网结构、SCADA和数据库服务器采用双机、前置机采用四台,系统在极端情况下只要有一台前置机运行就可以承担整个系统的基本功能。
3。3系统的实用性
整个系统实现了SCADA/AGC/AVC/PAS/DAS/集控功能一体化设计,各种画面和功能设计面向电网调度操作或奥运配网监视的不同业务进行划分,方便了不同角色不同责任区人员的不同业务处理需要。
3。4系统的可维护性
北京电网运行管理系统与北京配网监测系统统一采用DF8003平台技术,减少了用户维护工作量,同时广泛利用IEC61970CIM/CIS和SVG标准技术大量减少了图形参数的录入工作量。