小水電遠(yuǎn)程電能量采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)解決方案（嚴(yán)偉明）小水電吧.doc

1、小水電遠(yuǎn)程電能量采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)解決方案（嚴(yán)偉明）小水電吧我國(guó)小水電資十分豐富。到20_年底，全國(guó)已建成小水電站6萬(wàn)多座，裝機(jī)達(dá)34.85 GW，占全國(guó)水電裝機(jī)的32.4%，年發(fā)電量800 TWh，占全國(guó)水電發(fā)電量的36.2%。50多年來，小水電解決了3億無(wú)電人口的用電問題。小水電投資少，見效快，又是綠色能。為此，國(guó)家實(shí)施了小水電代燃料生態(tài)保護(hù)工程，發(fā)展小水電已成為西部大開發(fā)投資者關(guān)注的焦點(diǎn)。大力發(fā)展小水電成為國(guó)家實(shí)行農(nóng)村電氣化、緩解電能緊缺的有效手段之一。然而，由于小水電布點(diǎn)分散、檢測(cè)裝置陳舊，使供電部門在對(duì)小水電的管理中存在著抄表工作強(qiáng)度大，工作效率低，不能及時(shí)準(zhǔn)確分析p 考核發(fā)電質(zhì)量，不

2、能及時(shí)調(diào)度等困難。國(guó)家在大力支持和發(fā)展小水電的這一”綠色能”的同時(shí)，也為電力部門如何使用現(xiàn)代化的手段對(duì)小水電的發(fā)電情況實(shí)行有效地管理提出了新的課題。通過對(duì)并入景寧縣電網(wǎng)的100多座小水電站進(jìn)行遠(yuǎn)程電能量采集及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)、項(xiàng)目的實(shí)施過程中，我們積累一定的管理和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，形成如下小水電遠(yuǎn)程電能量采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)解決方案。1 設(shè)計(jì)目的景寧畬族自治縣水力資豐富，據(jù)測(cè)算水能蘊(yùn)藏量666.2 MW，至今已建成電站133座，總裝機(jī)314.85 MW，202_年景寧縣被國(guó)家水利部命名為“中國(guó)農(nóng)村水電之鄉(xiāng)”。小水電的快速發(fā)展，為緩解電力供需矛盾，為畬鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)，但無(wú)序開發(fā)、無(wú)序發(fā)電，就難以發(fā)揮資優(yōu)

3、勢(shì)，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，甚至?xí)驗(yàn)樵黾与娋W(wǎng)壓力、增加發(fā)電行業(yè)整體成本而成為一害。小水電有幾個(gè)特點(diǎn)：難預(yù)測(cè)，由于小水電是徑流電站為主，下雨即發(fā)，無(wú)水即停，發(fā)電負(fù)荷難預(yù)測(cè)。難控制，小水電規(guī)模小、分布廣、發(fā)電設(shè)施簡(jiǎn)陋，并網(wǎng)點(diǎn)大多在10kV分支線上，通訊聯(lián)系薄弱，調(diào)度命令難以及時(shí)到達(dá)，線路跳閘時(shí)，將導(dǎo)致沿線用戶電壓突變，以致造成家電損壞事故。難消化、小水電可發(fā)電時(shí)間、出力計(jì)劃性差，無(wú)法組織臨時(shí)用戶，必須有大網(wǎng)相應(yīng)備用機(jī)組或AGC機(jī)組（自動(dòng)發(fā)電控制）作后盾，才能滿足用戶用電需求。必須消化，水電不同火電，火電停發(fā)可節(jié)省燃料，水電停發(fā)卻造成更大浪費(fèi)?；谝陨咸攸c(diǎn)，小水電在發(fā)揮對(duì)大網(wǎng)補(bǔ)充作用的同時(shí)，也給電網(wǎng)安全

4、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來很大沖擊。因此，如何采用行之有效又切實(shí)可行的計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)，對(duì)小水電進(jìn)行現(xiàn)代化的管理，從而提高電力部門的經(jīng)濟(jì)效益和管理水平已勢(shì)在必行。1.1 設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)必須考慮到電站環(huán)境的特殊性和通訊局限性。電站環(huán)境：小水電站地處山區(qū)，路途遙遠(yuǎn)，環(huán)境惡劣，雷擊、潮濕嚴(yán)重，同時(shí)設(shè)備陳舊、管理人員素質(zhì)不高。主站和子站通道的局限性：若采用無(wú)線通訊，要充分考慮到無(wú)線信號(hào)的覆蓋率以及數(shù)據(jù)通訊的穩(wěn)定性和可靠性。若采用電力載波，要充分考慮到阻抗、斜波、通訊距離等困難制約了通訊的成功率。若采用光纖，成本太大。所以，就目前的通訊現(xiàn)狀來看，只能充分利用公用電話網(wǎng)這一相對(duì)來說數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定，基本上每個(gè)電站都

5、能到達(dá)的通道。但點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊方式效率太低，通訊成功率也不高，并發(fā)數(shù)據(jù)存在瓶頸。所以確定利用公用電話網(wǎng)中的16300/16900這一通訊方式為主。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：以抄表間隔5 min計(jì)算，至少可以存放12個(gè)月的數(shù)據(jù)。掉電后數(shù)據(jù)可保持10年以上。設(shè)置功能：支持主站對(duì)終端的遠(yuǎn)程設(shè)置和升級(jí)（按權(quán)限規(guī)定）。升級(jí)無(wú)須更換硬件。信息傳輸：主動(dòng)、定時(shí)上報(bào)有關(guān)數(shù)據(jù)（可以設(shè)置）、異常報(bào)警信息；如終端發(fā)生停電，主動(dòng)上報(bào)停電時(shí)間及當(dāng)前電量；終端上電后，主動(dòng)上報(bào)上電時(shí)間、當(dāng)前電量。被動(dòng)，接受召測(cè)（即時(shí)數(shù)據(jù)）、設(shè)置等命令。對(duì)時(shí)功能：終端本身具有時(shí)鐘，但同時(shí)能夠接受主站對(duì)時(shí)，兩者誤差應(yīng)小于1 s。1.2 主站軟件基本功能接收數(shù)據(jù)：

6、接受終端采集上行的信息，并發(fā)送下行至終端的各種命令（如參數(shù)設(shè)置、升級(jí)等）。存儲(chǔ)：存儲(chǔ)管理范圍內(nèi)所有終端上報(bào)的信息?？蛻舳塑浖竟δ軐?shí)時(shí)反映電站運(yùn)行狀態(tài)，即動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)電站正在發(fā)電、電站不發(fā)電、電站斷電等狀態(tài)。接收采集終端主動(dòng)上傳的各種數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)查詢統(tǒng)計(jì)各種常用報(bào)表和各種直觀曲線圖。 如水電電費(fèi)匯總表、并網(wǎng)水電站裝機(jī)容量及電量表，小水電日發(fā)電出力報(bào)表，小水電上網(wǎng)結(jié)算統(tǒng)計(jì)表，小水電上網(wǎng)電量年報(bào)等。自動(dòng)生成月度電費(fèi)結(jié)算單。提供電站的總體概況和基本信息等文檔管理軟件。提供其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，以達(dá)到數(shù)據(jù)共享。軟件界面良好，操作方便?？蛻舳塑浖梢栽诰€升級(jí)。1.3 系統(tǒng)容量及技術(shù)指標(biāo)終端電。供電方式使用單相

7、、三相或直流方式供電。供電電壓，三相供電在額定電壓（3×100、3×57/100、3×220/380 V）±20%內(nèi)能正常工作。單相供電在額定電壓（100、220 V）±20%內(nèi)能正常工作。直流供電在額定電壓（100、220 V）±20%內(nèi)能正常工作。消耗功率：消耗功率不大于10 VA。備用電：在失去外部電的條件下，終端應(yīng)有數(shù)據(jù)保持和維持時(shí)鐘芯片工作，并至少具有與主站通訊（上報(bào)失電時(shí)刻的日期、時(shí)間以及存儲(chǔ)在終端中的數(shù)據(jù)）的能力。本地接口：通過本地接口能夠?qū)K端設(shè)置和讀取數(shù)據(jù)，本地接口可是RS232、RS485或LAN。外殼尺寸和接口：

8、適合電站現(xiàn)場(chǎng)安裝的尺寸均可。輸入、輸出信息的接口，至少包括：工作電的輸入、485通訊口、LAN、電話線、GPRS/CDMA等，各路輸入輸出必須光電隔離。使用環(huán)境和電氣參數(shù)符合GB/T13729-92遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件。終端應(yīng)有防止死機(jī)的自復(fù)位、自診斷功能。2 系統(tǒng)安全2.1 數(shù)據(jù)安全終端數(shù)據(jù)安全。終端和主站存在一組設(shè)備ID串號(hào)，雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)均包含ID串號(hào)，數(shù)據(jù)到達(dá)目的地后對(duì)該ID串號(hào)進(jìn)行比對(duì)核準(zhǔn)，以確認(rèn)數(shù)據(jù)包來和目的地的合法性；登陸終端進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，除了嚴(yán)格的用戶口令審核外，沒有特定的維護(hù)工具無(wú)法對(duì)終端系統(tǒng)進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)通訊安全。自定義的數(shù)據(jù)包格式，私有的加密算法，使用的是“密文傳輸”

9、，即使數(shù)據(jù)包被非法截獲，沒有密匙也無(wú)法知道數(shù)據(jù)包的內(nèi)容；同時(shí)，對(duì)上傳的數(shù)據(jù)，運(yùn)用和歷史數(shù)據(jù)的比對(duì)算法進(jìn)行合法性判斷，并對(duì)非法的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警和過濾。每個(gè)數(shù)據(jù)包均包含訪問的用戶和密碼，主站會(huì)對(duì)其進(jìn)行日志登記和驗(yàn)證其合法性。主站數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)器安全。訪問數(shù)據(jù)庫(kù)采用客戶端許可號(hào)安全認(rèn)證，對(duì)無(wú)授權(quán)的非法客戶端拒絕訪問，同時(shí)結(jié)合用戶權(quán)限控制、數(shù)據(jù)瀏覽權(quán)限控制、數(shù)據(jù)讀取/修改權(quán)限控制確保數(shù)據(jù)的安全訪問；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用嚴(yán)格的安全日志記錄，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所做的數(shù)據(jù)操作均記錄日志，做到有跡可尋。2.2 系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)和軟硬件配置軟硬件配置主站軟件運(yùn)行環(huán)境服務(wù)器的操作系統(tǒng)要求Windows 2000 Server或Windows 2000 Advanced Server。系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)要求SQL Server 2000 StandardEdition以上版本。服務(wù)器要求可供撥號(hào)方式連接互聯(lián)網(wǎng)（）。服務(wù)器撥號(hào)連接產(chǎn)生的IP地址要求能被互聯(lián)網(wǎng)上其他計(jì)算機(jī)訪問。與其他系統(tǒng)接口3縣局小水電電能量管理系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的管理子系統(tǒng)，但必須提供與SCADA系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口。3 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析p 項(xiàng)目給電力部門如何管理小水電提供了一套有效的解決方案。使他們克服了對(duì)小水電管理中存在的抄表工作強(qiáng)度大，工作效率低，不能及時(shí)準(zhǔn)確分析p 考核發(fā)電質(zhì)量，不能及時(shí)調(diào)度等困難。提高了管理水平，創(chuàng)