礦區電網調度自動化系統的研制與應用

李昆鵬

（棗莊礦業集團公司供電工程處，山東省棗莊市，277011）

礦區電網調度自動化系統的研制與應用

李昆鵬

（棗莊礦業集團公司供電工程處，山東省棗莊市，277011）

介紹了棗莊礦區供電系統的組成、主要技術功能及系統特點，對礦區電網調度自動化系統產生的社會效益和經濟效益進行了分析。

礦區電網 調度綜合自動化 UNIX＋WINDOWS

棗莊礦區電網調度綜合自動化系統由調度主站、分站和通訊網絡3部分組成。主站系統包括數據服務器、調度工作站，配2塊標準100組合大屏幕，具有WEB發布功能。各分站采用綜合自動系統，集微機保護、數據采集、遙測、遙控、遙調于一體，后臺采用雙機系統監控，滿足數據采集與處理、統計計算、畫面顯示、報告顯示、報告分類、保護配置、報表打印、事故追憶、遙控操作等功能。

圖1 棗礦集團公司調度自動化系統配置圖

棗莊礦區電網形成后，隨著礦區電網的不斷發展，電網的規模日趨擴大，對供電質量的要求越來越高，采用新技術、新手段提高電網的管理水平，降低損耗，提高效益已成為電網面臨的主要問題。若沒有統一的電網調度指揮系統，各電廠與用戶之間的發供矛盾沒法進行調節，無法保障系統的安全運行，當電網發生事故時，不能迅速恢復供電，礦井供電的安全可靠性無法保障。考慮到礦區電網的實際情況，必須建立電網調度綜合自動化系統并優化電網運行方式以適應電網發展的需要，保證礦區電網的安全運行。

棗莊礦區供電系統東起田屯，西至濱湖，東西長100km，南北寬70km，棗莊礦業集團下屬35 kV／6kV變電所20個，熱電廠6個。礦區內部光纜通訊網絡已建成，覆蓋所有礦井，調度綜合自動化系統借助內部光纜通訊網進行數據傳輸。

1 系統組成

為了保證調度自動化系統的高可靠行性，主站數據庫服務器和其他關鍵設備采用主備冗余機構，在故障情況下可以實現自動切換。棗礦集團公司調度自動化系統配置圖如圖1所示。

2 主要技術功能

主站系統在供電處調度中心，采用全分布式體系結構，使用UNIX＋WINDOWS操作系統，集成UNIX的穩定性、安全性與WINDOWS的易操作性、經濟性。調度自動化系統的主要計算機設備采用跨平臺結構，配置前置SCADA服務器、數據庫服務器、WEB服務器、調度工作站、高級應用工作站（PAS）和集團公司工作站，其中，前置SCADA服務器、數據庫服務器和WEB服務器采用SUM服務器運行UNIX操作系統；調度工作站、高級應用工作站（PAS）和集團公司工作站采用WINDOWS操作系統，既滿足了系統的開放性、標準性、安全性和穩定性，又滿足了系統軟件對設備性能的要求。它有如下基本功能：

（1）常規SCADA功能。數據采集、遙控／遙調功能、數據處理、人機回話、事故處理及事故追憶、報表處理和打印功能。

（2）調度管理功能。系統維護、設備管理、運行管理、操作管理和權限管理。

（3）數據處理。發電量、用電量的統計，東部、中部、西部礦區發、供、用電情況統計處理。

（4）主站WEB發布功能。WEB發布服務器與系統采用物理隔離，確保系統的安全性。

（5）電量采集。電量采集、電量規類統計分析、報表打印。

（6）高級應用功能。網絡拓撲、調度員潮流分析、短期負荷預測、狀態估計、短路電流計算、無功優化、穩定安全分析。

棗礦集團下屬各個35kV／6kV變電所采用綜合自動系統，所有保護組屏安裝，各變電所采用后臺監控，后臺采用雙機系統，并借助集團公司的寬帶網實現數據的上傳。

35kV／6kV線路保護具備的基本功能：三段式可經低電壓閉鎖的定時限方向過流保護（35kV帶方向，6kV不帶方向）；零序過流保護／小電流接地選線；三相一次重合閘（檢無壓、同期、不檢）；一段定值可分別獨立整定的合閘加速保護（可選前加速或后加速）；低周減載保護；獨立的操作回路及故障錄波。

測控功能包括多路遙信開入采集、裝置遙信變位、事故遙信；正常斷路器遙控分合、小電流接地探測遙控分合；13個模擬量的遙測；開關事故分合次數統計。

主變保護應具備的基本功能：變壓器差動保護，可滿足四側差動的要求。包括差動速斷保護、比率差動保護、CT斷線判別，裝置中的比率差動保護采用二次諧波制動；三段復合電壓閉鎖過流保護（Ⅰ、Ⅱ段可帶方向）；接地零序保護（三段零序過流保護）；不接地零序保護（一段定值二段時限的零序無流閉鎖過壓保護、一段定值二段時限的間隙零序過流保護）；保護出口采用跳閘矩陣方式，可靈活整定；過負荷發信號；啟動主變風冷；過載閉鎖，有載調壓；故障錄波。

3 系統特點

（1）主站系統采用UNIX＋WINDOWS的混合平臺，集成UNIX的穩定性、安全性與WINDOWS的易操作性、經濟性于一體。

（2）充分發揮微機保護多工作區的特點，運行方式變化較大的情況下，采用更換不同保護區方式，實現保護定值的靈活轉換。

（3）利用微機快速靈敏的特點，縮小保護上下級級差為0.1s，減小整個 電網的故障電流存在時間，提高系統運行的安全性。

（4）利用遙信信號的實時性，實現調度對微機五防萬能鑰匙的在線管理。

（5）利用測量顯示數據化功能，及時觀察電網系統變化情況，合理調控，使礦區電網實現安全高效運行。

4 社會和經濟效益

（1）實現了調度數據與變電所的實時和同步，調度人員可以監視礦區電網所有的發電廠和變電所的設備運行情況，集團公司調度及有權限的業務處室領導也可以隨時調看系統的運行情況，便于調度員、有關領導調度指揮和事故處理，高級應用功能有利于電網的運行狀態預測和系統安全運行。

（2）提高了系統調度運行的可靠性和快速反應能力，控制各網點上網負荷，實現了電廠的滿發滿供，使內網供電量占總用電量由原來的43.57%提高到68.63%，實現了經濟效益的最大化。

（3）動態地監視各電壓監測點的電壓情況，保證系統電壓在規定范圍內運行，通過各電廠發電機組動態對系統進行無功補償，實現了無功就地平衡的原則，彌補了靜態補償過補和欠補現象，確保了功率因數在0.90以上。

Development and application of automatic system for power grid scheduling in mining area

Li Kunpeng

（Power Supply Department，Zaozhuang Coal Mining Group Co.，Ltd.，Zaozhuang，Shandong 277011，China）

The structure，the main functions and the characteristics of power supply system in Zaozhuang coal mining area were introduced.And the social and economic benefits from the automatic system for power grid scheduling in mining area were analyzed.

power grid in mining area，scheduling integrated automation，UNIX＋WINDOWS

TD612

B

李昆鵬（1977－），男，1977年畢業于中國礦業大學電子系統及其自動化專業，現就職于棗莊礦業（集團）有限責任公司供電工程處。

（責任編輯 張艷華）