礦區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

李昆鵬

（棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司供電工程處，山東省棗莊市，277011）

礦區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

李昆鵬

（棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司供電工程處，山東省棗莊市，277011）

介紹了棗莊礦區(qū)供電系統(tǒng)的組成、主要技術(shù)功能及系統(tǒng)特點(diǎn)，對(duì)礦區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。

礦區(qū)電網(wǎng) 調(diào)度綜合自動(dòng)化 UNIX＋WINDOWS

棗莊礦區(qū)電網(wǎng)調(diào)度綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由調(diào)度主站、分站和通訊網(wǎng)絡(luò)3部分組成。主站系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、調(diào)度工作站，配2塊標(biāo)準(zhǔn)100組合大屏幕，具有WEB發(fā)布功能。各分站采用綜合自動(dòng)系統(tǒng)，集微機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)于一體，后臺(tái)采用雙機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控，滿足數(shù)據(jù)采集與處理、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、畫(huà)面顯示、報(bào)告顯示、報(bào)告分類、保護(hù)配置、報(bào)表打印、事故追憶、遙控操作等功能。

圖1 棗礦集團(tuán)公司調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置圖

棗莊礦區(qū)電網(wǎng)形成后，隨著礦區(qū)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模日趨擴(kuò)大，對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高，采用新技術(shù)、新手段提高電網(wǎng)的管理水平，降低損耗，提高效益已成為電網(wǎng)面臨的主要問(wèn)題。若沒(méi)有統(tǒng)一的電網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)，各電廠與用戶之間的發(fā)供矛盾沒(méi)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，不能迅速恢復(fù)供電，礦井供電的安全可靠性無(wú)法保障。考慮到礦區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際情況，必須建立電網(wǎng)調(diào)度綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式以適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需要，保證礦區(qū)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

棗莊礦區(qū)供電系統(tǒng)東起田屯，西至濱湖，東西長(zhǎng)100km，南北寬70km，棗莊礦業(yè)集團(tuán)下屬35 kV／6kV變電所20個(gè)，熱電廠6個(gè)。礦區(qū)內(nèi)部光纜通訊網(wǎng)絡(luò)已建成，覆蓋所有礦井，調(diào)度綜合自動(dòng)化系統(tǒng)借助內(nèi)部光纜通訊網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

1 系統(tǒng)組成

為了保證調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的高可靠行性，主站數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和其他關(guān)鍵設(shè)備采用主備冗余機(jī)構(gòu)，在故障情況下可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。棗礦集團(tuán)公司調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置圖如圖1所示。

2 主要技術(shù)功能

主站系統(tǒng)在供電處調(diào)度中心，采用全分布式體系結(jié)構(gòu)，使用UNIX＋WINDOWS操作系統(tǒng)，集成UNIX的穩(wěn)定性、安全性與WINDOWS的易操作性、經(jīng)濟(jì)性。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要計(jì)算機(jī)設(shè)備采用跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)，配置前置SCADA服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、調(diào)度工作站、高級(jí)應(yīng)用工作站（PAS）和集團(tuán)公司工作站，其中，前置SCADA服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器采用SUM服務(wù)器運(yùn)行UNIX操作系統(tǒng)；調(diào)度工作站、高級(jí)應(yīng)用工作站（PAS）和集團(tuán)公司工作站采用WINDOWS操作系統(tǒng)，既滿足了系統(tǒng)的開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)性、安全性和穩(wěn)定性，又滿足了系統(tǒng)軟件對(duì)設(shè)備性能的要求。它有如下基本功能：

（1）常規(guī)SCADA功能。數(shù)據(jù)采集、遙控／遙調(diào)功能、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)回話、事故處理及事故追憶、報(bào)表處理和打印功能。

（2）調(diào)度管理功能。系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備管理、運(yùn)行管理、操作管理和權(quán)限管理。

（3）數(shù)據(jù)處理。發(fā)電量、用電量的統(tǒng)計(jì)，東部、中部、西部礦區(qū)發(fā)、供、用電情況統(tǒng)計(jì)處理。

（4）主站W(wǎng)EB發(fā)布功能。WEB發(fā)布服務(wù)器與系統(tǒng)采用物理隔離，確保系統(tǒng)的安全性。

（5）電量采集。電量采集、電量規(guī)類統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印。

（6）高級(jí)應(yīng)用功能。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒄{(diào)度員潮流分析、短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、狀態(tài)估計(jì)、短路電流計(jì)算、無(wú)功優(yōu)化、穩(wěn)定安全分析。

棗礦集團(tuán)下屬各個(gè)35kV／6kV變電所采用綜合自動(dòng)系統(tǒng)，所有保護(hù)組屏安裝，各變電所采用后臺(tái)監(jiān)控，后臺(tái)采用雙機(jī)系統(tǒng)，并借助集團(tuán)公司的寬帶網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳。

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

測(cè)控功能包括多路遙信開(kāi)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(cè)遙控分合；13個(gè)模擬量的遙測(cè)；開(kāi)關(guān)事故分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)。

主變保護(hù)應(yīng)具備的基本功能：變壓器差動(dòng)保護(hù)，可滿足四側(cè)差動(dòng)的要求。包括差動(dòng)速斷保護(hù)、比率差動(dòng)保護(hù)、CT斷線判別，裝置中的比率差動(dòng)保護(hù)采用二次諧波制動(dòng)；三段復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)（Ⅰ、Ⅱ段可帶方向）；接地零序保護(hù)（三段零序過(guò)流保護(hù)）；不接地零序保護(hù)（一段定值二段時(shí)限的零序無(wú)流閉鎖過(guò)壓保護(hù)、一段定值二段時(shí)限的間隙零序過(guò)流保護(hù)）；保護(hù)出口采用跳閘矩陣方式，可靈活整定；過(guò)負(fù)荷發(fā)信號(hào)；啟動(dòng)主變風(fēng)冷；過(guò)載閉鎖，有載調(diào)壓；故障錄波。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）主站系統(tǒng)采用UNIX＋WINDOWS的混合平臺(tái)，集成UNIX的穩(wěn)定性、安全性與WINDOWS的易操作性、經(jīng)濟(jì)性于一體。

（2）充分發(fā)揮微機(jī)保護(hù)多工作區(qū)的特點(diǎn)，運(yùn)行方式變化較大的情況下，采用更換不同保護(hù)區(qū)方式，實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值的靈活轉(zhuǎn)換。

（3）利用微機(jī)快速靈敏的特點(diǎn)，縮小保護(hù)上下級(jí)級(jí)差為0.1s，減小整個(gè) 電網(wǎng)的故障電流存在時(shí)間，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

（4）利用遙信信號(hào)的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)調(diào)度對(duì)微機(jī)五防萬(wàn)能鑰匙的在線管理。

（5）利用測(cè)量顯示數(shù)據(jù)化功能，及時(shí)觀察電網(wǎng)系統(tǒng)變化情況，合理調(diào)控，使礦區(qū)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全高效運(yùn)行。

4 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益

（1）實(shí)現(xiàn)了調(diào)度數(shù)據(jù)與變電所的實(shí)時(shí)和同步，調(diào)度人員可以監(jiān)視礦區(qū)電網(wǎng)所有的發(fā)電廠和變電所的設(shè)備運(yùn)行情況，集團(tuán)公司調(diào)度及有權(quán)限的業(yè)務(wù)處室領(lǐng)導(dǎo)也可以隨時(shí)調(diào)看系統(tǒng)的運(yùn)行情況，便于調(diào)度員、有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)調(diào)度指揮和事故處理，高級(jí)應(yīng)用功能有利于電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)和系統(tǒng)安全運(yùn)行。

（2）提高了系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的可靠性和快速反應(yīng)能力，控制各網(wǎng)點(diǎn)上網(wǎng)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了電廠的滿發(fā)滿供，使內(nèi)網(wǎng)供電量占總用電量由原來(lái)的43.57%提高到68.63%，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

（3）動(dòng)態(tài)地監(jiān)視各電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓情況，保證系統(tǒng)電壓在規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行，通過(guò)各電廠發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了無(wú)功就地平衡的原則，彌補(bǔ)了靜態(tài)補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)和欠補(bǔ)現(xiàn)象，確保了功率因數(shù)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(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電子系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)就職于棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司供電工程處。

（責(zé)任編輯 張艷華）