小水電遠程電能量采集監(jiān)測系統(tǒng)技術解決方案（嚴偉明）小水電吧.doc

1、小水電遠程電能量采集監(jiān)測系統(tǒng)技術解決方案（嚴偉明）小水電吧我國小水電資十分豐富。到20_年底，全國已建成小水電站6萬多座，裝機達34.85 GW，占全國水電裝機的32.4%，年發(fā)電量800 TWh，占全國水電發(fā)電量的36.2%。50多年來，小水電解決了3億無電人口的用電問題。小水電投資少，見效快，又是綠色能。為此，國家實施了小水電代燃料生態(tài)保護工程，發(fā)展小水電已成為西部大開發(fā)投資者關注的焦點。大力發(fā)展小水電成為國家實行農(nóng)村電氣化、緩解電能緊缺的有效手段之一。然而，由于小水電布點分散、檢測裝置陳舊，使供電部門在對小水電的管理中存在著抄表工作強度大，工作效率低，不能及時準確分析p 考核發(fā)電質量，不

2、能及時調度等困難。國家在大力支持和發(fā)展小水電的這一”綠色能”的同時，也為電力部門如何使用現(xiàn)代化的手段對小水電的發(fā)電情況實行有效地管理提出了新的課題。通過對并入景寧縣電網(wǎng)的100多座小水電站進行遠程電能量采集及監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)、項目的實施過程中，我們積累一定的管理和技術經(jīng)驗，形成如下小水電遠程電能量采集監(jiān)測系統(tǒng)技術解決方案。1 設計目的景寧畬族自治縣水力資豐富，據(jù)測算水能蘊藏量666.2 MW，至今已建成電站133座，總裝機314.85 MW，202_年景寧縣被國家水利部命名為“中國農(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)濟發(fā)展作出了貢獻，但無序開發(fā)、無序發(fā)電，就難以發(fā)揮資優(yōu)

3、勢，帶動地方經(jīng)濟增長，甚至會因為增加電網(wǎng)壓力、增加發(fā)電行業(yè)整體成本而成為一害。小水電有幾個特點：難預測，由于小水電是徑流電站為主，下雨即發(fā)，無水即停，發(fā)電負荷難預測。難控制，小水電規(guī)模小、分布廣、發(fā)電設施簡陋，并網(wǎng)點大多在10kV分支線上，通訊聯(lián)系薄弱，調度命令難以及時到達，線路跳閘時，將導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)電時間、出力計劃性差，無法組織臨時用戶，必須有大網(wǎng)相應備用機組或AGC機組（自動發(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?；谝陨咸攸c，小水電在發(fā)揮對大網(wǎng)補充作用的同時，也給電網(wǎng)安全

4、經(jīng)濟運行帶來很大沖擊。因此，如何采用行之有效又切實可行的計算機和通訊技術，對小水電進行現(xiàn)代化的管理，從而提高電力部門的經(jīng)濟效益和管理水平已勢在必行。1.1 設計原則在設計該系統(tǒng)時必須考慮到電站環(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，環(huán)境惡劣，雷擊、潮濕嚴重，同時設備陳舊、管理人員素質不高。主站和子站通道的局限性：若采用無線通訊，要充分考慮到無線信號的覆蓋率以及數(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)這一相對來說數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定，基本上每個電站都

5、能到達的通道。但點對點通訊方式效率太低，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：以抄表間隔5 min計算，至少可以存放12個月的數(shù)據(jù)。掉電后數(shù)據(jù)可保持10年以上。設置功能：支持主站對終端的遠程設置和升級（按權限規(guī)定）。升級無須更換硬件。信息傳輸：主動、定時上報有關數(shù)據(jù)（可以設置）、異常報警信息；如終端發(fā)生停電，主動上報停電時間及當前電量；終端上電后，主動上報上電時間、當前電量。被動，接受召測（即時數(shù)據(jù)）、設置等命令。對時功能：終端本身具有時鐘，但同時能夠接受主站對時，兩者誤差應小于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)設置、升級等）。存儲：存儲管理范圍內(nèi)所有終端上報的信息。客戶端軟件基本功能實時反映電站運行狀態(tài)，即動態(tài)監(jiān)測電站正在發(fā)電、電站不發(fā)電、電站斷電等狀態(tài)。接收采集終端主動上傳的各種數(shù)據(jù)，動態(tài)查詢統(tǒng)計各種常用報表和各種直觀曲線圖。 如水電電費匯總表、并網(wǎng)水電站裝機容量及電量表，小水電日發(fā)電出力報表，小水電上網(wǎng)結算統(tǒng)計表，小水電上網(wǎng)電量年報等。自動生成月度電費結算單。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，以達到數(shù)據(jù)共享。軟件界面良好，操作方便。客戶端軟件可以在線升級。1.3 系統(tǒng)容量及技術指標終端電。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，終端應有數(shù)據(jù)保持和維持時鐘芯片工作，并至少具有與主站通訊（上報失電時刻的日期、時間以及存儲在終端中的數(shù)據(jù)）的能力。本地接口：通過本地接口能夠對終端設置和讀取數(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遠動終端通用技術條件。終端應有防止死機的自復位、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備ID串號，雙方進行數(shù)據(jù)交換時均包含ID串號，數(shù)據(jù)到達目的地后對該ID串號進行比對核準，以確認數(shù)據(jù)包來和目的地的合法性；登陸終端進行遠程維護，除了嚴格的用戶口令審核外，沒有特定的維護工具無法對終端系統(tǒng)進行操作。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，沒有密匙也無法知道數(shù)據(jù)包的內(nèi)容；同時，對上傳的數(shù)據(jù)，運用和歷史數(shù)據(jù)的比對算法進行合法性判斷，并對非法的數(shù)據(jù)進行報警和過濾。每個數(shù)據(jù)包均包含訪問的用戶和密碼，主站會對其進行日志登記和驗證其合法性。主站數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)器安全。訪問數(shù)據(jù)庫采用客戶端許可號安全認證，對無授權的非法客戶端拒絕訪問，同時結合用戶權限控制、數(shù)據(jù)瀏覽權限控制、數(shù)據(jù)讀取/修改權限控制確保數(shù)據(jù)的安全訪問；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用嚴格的安全日志記錄，對數(shù)據(jù)庫所做的數(shù)據(jù)操作均記錄日志，做到有跡可尋。2.2 系統(tǒng)典型結構和軟硬件配置軟硬件配置主站軟件運行環(huán)境服務器的操作系統(tǒng)要求Windows 2000 Server或Windows 2000 Advanced Server。系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要求SQL Server 2000 StandardEdition以上版本。服務器要求可供撥號方式連接互聯(lián)網(wǎng)（）。服務器撥號連接產(chǎn)生的IP地址要求能被互聯(lián)網(wǎng)上其他計算機訪問。與其他系統(tǒng)接口3縣局小水電電能量管理系統(tǒng)是一個相對獨立的管理子系統(tǒng)，但必須提供與SCADA系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口。3 經(jīng)濟和社會效益分析p 項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。使他們克服了對小水電管理中存在的抄表工作強度大，工作效率低，不能及時準確分析p 考核發(fā)電質量，不能及時調度等困難。提高了管理水平，創(chuàng)