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

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，不能及時準確分析考核發(fā)電質(zhì)量，不能及時調(diào)度等困難。國家在大力支持和發(fā)展小水電的這一“綠色能源”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源豐富，據(jù)測算水能蘊藏量666.2MW，至今已建成電站133座，總裝機314.85MW，2022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)揮資源優(yōu)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(diào)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。基于以上特點，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。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(zhì)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_/__這一通訊方式為主。數(shù)據(jù)存儲：以抄表間隔5min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(quán)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1s。主站軟件基本功能接收數(shù)據(jù)：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?？蛻舳塑浖竟δ軐崟r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(jié)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(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。系統(tǒng)容量及技術指標終端電源。供電方式使用單相、三相或直流方式供電。供電電壓，三相供電在額定電壓（3義100、3x57/100>3x220/380V）±20%內(nèi)能正常工作。單相供電在額定電壓（100、220V）±20%內(nèi)能正常工作。直流供電在額定電壓（100、220V）±20%內(nèi)能正常工作。消耗功率：消耗功率不大于10VA。備用電源：在失去外部電源的條件下，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?qū)K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: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：工作電源的輸入、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/T__-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)包來源和目的地的合法性；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”，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(quán)的非法客戶端拒絕訪問，同時結(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。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行環(huán)境服務器的操作系統(tǒng)要求Windows2022年Server或Windows2022年AdvancedServer。系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要求SQLServer2022年StandardEdition以上版本。服務器要求可供撥號方式連接互聯(lián)網(wǎng)（VPN）。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。和社會效益分析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，不能及時準確分析考核發(fā)電質(zhì)量，不能及時調(diào)度等困難。提高了管理水平，