赵勇 田家运 赵洪山 崔刚

摘要：文章以某公司铝电项目调度中心工程为背景，该公司铝电项目本期新建、扩建电厂各一座，新建330kV变电站一座，330kV开关站一座，110kV变电站两座，330kV电解铝整流变电站两座，电力调度中心一座，形成了集发输配用为一体的铝电网结构。其中电力调度中心集成了5个系统平台，实现对该公司铝电网各参数的实时监控、正常状态下的电力调度以及非正常状态下电网安全稳定控制。

关键词：铝电网；电力调度；安全稳定控制

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0081-02

该公司铝电网电力调度中心涵盖了能量管理及电能质量监测系统、电网安全稳定控制及保护信息系统、调度管理信息系统、电能量计量系统、智能辅助综合监控及大屏幕显示系统等5个系统平台。

1 能量管理及电能质量监测系统

1.1 能量管理系统（EMS）

能量管理系统（以下简称EMS系统）采用“一个平台、多个应用”的系统设计进行构建，一个平台是指一个适用于调度中心内各种实时应用功能的系统支撑平台，也称为基础平台，多个应用是指在这个平台之上构架相关的各种应用，如SCADA子系统、变电站集中监控、调度员培训仿真（DTS）、自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）、网络分析（状态估计、调度员潮流、短路电流计算、静态安全分析、灵敏度分析、系统负荷预报与母线负荷预报）等内容。

EMS系统内部结构采用分布式开放局域网交换技术，双重化冗余配置，由100/1000M主干局域网交换机及人机交换机的二层结构组成。从功能上，系统划分为安全I区、安全Ⅱ区和安全Ⅲ区，安全I区和安全Ⅱ区之间通过横向隔离防火墙互联，安全I区和安全Ⅲ区之间通过正向物理隔离相连。EMS系统网络的组织充分考虑信息流和实时性能要求，采用双网配置，正常情况下，双网采用负荷平衡工作方式，一旦某一网络出现故障，另一网就完全接替全部通信负荷。EMS系统同时支持远方诊断，提供图形化远方维护工具，系统通过拨号认证装置进行远方维护接入，保证满足二次安防要求，从而提高了维护响应的及时性，免去了维护人员的来回奔波。

EMS系统与铝电网各电厂、变电站、开关站、电解铝整流变电站的通讯采用一路数据专线和一路调度数据网方式：数据专线采用IEC60870-5-101规约；调度数据网采用IEC60870-5-104规约。EMS系统可以同时监控铝电网各厂站的频率、电压、电流、有功、无功、功率因数、温度等参数，具有很高的实时性。

1.2 电能质量监测系统

电能质量监测系统可显示所有电能质量实时数据列表、波形、矢量图、频谱（带方向），包括2～31次谐波相角、功率、功率因数、电压、电流各序分量等完整的数据显示及分析。

2 电网安全稳定控制及保护信息系统

2.1 电网安全稳定控制系统

该公司铝电网系统负荷由动力负荷和电解铝负荷两部分组成。电解铝的辅助设施需要动力负荷，电解铝负荷启动前先启动动力负荷，只能在电解铝负荷退出后才能停运动力负荷，动力负荷以感应电动机为主。电解铝负荷特性表现为恒功率，对交流电压和频率的变化很不敏感。

综合考虑电解铝负荷和机组投产进度，安排如下典型运行方式，最终实现年产电解铝2×45万吨，具体如表1

所示。

考虑到铝电网在实际运行中可能出现线路故障、机组脱网、负荷退出等情况，造成铝电网功率扰动，为了保证电解铝正常运行，需要在以上7种运行方式下考虑铝电网的安全稳定控制，优先考虑机组自身的一次调频及调压能力以及该公司电网旋转备用电源对铝电网的支撑作用，完成该公司电网对铝电网的负荷转带，若执行负荷转带措施后仍导致频率跌落，采取“先转带再压负荷”的原则，极端严重故障下，采取负荷侧深度调节，待故障清除后重新恢复对电解铝供电，以保证铝电网稳定运行，提高电网抵御事故冲击的能力。

安全稳定控制系统由电解铝供电系统安全稳定特性分析、稳定控制集中管理系统、主站安稳装置、子站安稳装置、切机执行站安稳装置和切负荷执行站安稳装置组成，安控管理主站系统与各厂站稳控装置通过分布式网络连接，通过交换机和以太网转换器集中后进行统一监控和管理。

考虑到甘肃地区风电、太阳能发电等清洁能源丰富，未来也可能接入到该公司铝电网之中，铝电网安全稳定控制系统将会发挥更大作用。

2.2 保护信息系统

保护故障信息管理功能，系统应采用IEC61970和IEC61850标准建模，具备IEC60870-5-103通讯规约功能。实现与EMS系统的图形、模型以及数据库的共享，最大限度地减轻保护故障信息管理功能的维护工作量。

3 调度管理信息系统

调度管理信息系统（以下简称OMS系统）主要包括设备运行管理、设备检修管理、电网运行管理、应急预案管理、事故报告管理、运行方式管理、运行值班管理、电网运行信息等。

OMS系统具有良好的人机界面和充分的可扩展性，方便调度值班人员和运行检修人员查询所需信息，并按照铝电网管理流程实现电力调度、现场操作、运行管理等日常工作的规范化和标准化。

4 电能量计量系统

电能量计量数据是电网运行中的重要参数，通过对电能量计量数据的分析可以了解到电力系统内各间隔数据的用电情况，对改善电网质量、进行无功补偿、设备升级改造，节能减排都具有重要意义。

电能量计量系统可接入32个厂站，960块电能表，对每块表可以做到整点、半点或每15分钟的数据采集，拥有丰富的报表功能，可以方便运行人员设置各种数据比较和分析。

5 智能辅助综合监控及大屏幕显示系统

5.1 智能辅助综合监控系统

智能辅助综合监控系统以视频监控为核心，集成环境监控、安全预警、火灾报警、消防系统，采用统一技术手段实现调度中心楼内智能运行管理；视频监控系统与调度自动化系统互动，可以自动控制现场的摄像机。

5.2 大屏幕显示系统

大屏幕显示系统采用3行×12列（共计36块）60英寸超窄边DLP拼接单元拼接而成，精确显示系统采集的多种各设备运作状况与实时信息，同时可以分区或整屏显示铝电网相关信息。

6 结语

5个系统平台在该公司充分发挥了作用，实现对铝电网24小时实时监控，为调度人员调度指令的下达提供便利，规范调度操作流程，在电网出现故障或者机组甩负荷时能够快速准确地保持铝电网稳定，防止造成重大损失。

参考文献

[1] 唐忠达，邹永新，等.酒钢煤电铝一体化供电调度中

心工程初步设计说明书[S].2012.

[2] 侯玉强，周霞，等.嘉北循环经济产业园区供电系统

改造项目调度中心工程电网安全稳定分析评估及相关

控制策略研究.2012.

[3] 辛耀中，冷喜武，等.电网运行准则（DL/T1040-

2007）[S].2007.

作者简介：赵勇（1983—），男，国电南瑞科技股份有限公司助理工程师，研究方向：变电站综合自动化研究和项目管理；田家运（1984—），男，国电南瑞科技股份有限公司助理工程师，研究方向：变电站综合自动化研究和项目管理。