一种水电站功率快速调节系统远动通道的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种水电站功率快速调节系统的远动通道的实现方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着风电、光伏等新能源不断接入电网，其间歇性、随机性及不可控性的特点给电网的运行、稳定及调度带来了一些新的问题，导致这些新能源年利用小时数较低，电网对新能源的消纳能力不足，造成了投资的浪费。
[0003]为了实现密集小水电群能够按照远方控制策略进行闭环控制，建立安全、可行的远程主站与水电站之间的远动通道是实现远程、闭环控制面临必须解决的问题。
[0004]小水电站地理位置分散且十分偏僻，水电业主构成多种多样，大部分目前不具备电力调度数据网的接入条件，同时对通道建设的造价因素一定要切合实际。市场上目前还没有考虑密集小水电群与风光气等多种能源联合运行的基于远程控制策略中心+无线通信信道+在多个水电站侧配置功率一体化快速调节控制设备进行遥调闭环控制的整体应用解决方案。
[0005]对于具备调度数据网条件的水电站，水电站侧功率快速调节系统也需要考虑如何与已经存在的水电站自动化系统融合，使得水电站具备参与远程、闭环、协调控制的能力，通过远程通道实现多种能源的联合优化运行。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题:提供一种水电站侧功率快速调节系统，对水电站进行技术改造，并且支持规模化小水电群与区域调度中心主站之间的远动通道的建立，实现省、地、站分层分布式的闭环、协调、控制。
[0007]为了实现电站快速调节主站与密集分布的众多水电站子站间的协调、闭环控制系统，针对不同通信环境条件的水电站，研究了调度数据网和无线通信两种远动通道与电站快速调节系统主站通信的解决方案。采用调度数据网，从远动传输速度及信息量方面，能够满足示范系统的技术要求，通信速度较快、可靠性高、安全性好。而对于地理位置偏僻，没有调度数据网通信的条件的水电站，根据电站当地的实际情况，采用无线通信方式，从现场运行的实际情况而言，通信速度相比有线而言相对较慢，但是可行，同时采取了纵向加密等安全防护措施，有效解决了水电站参与分层闭环控制的远动通道问题。采用无线通信实现不具备调度数据网通信条件的小水电站参与区域功率快速控制的能力，从技术层面给协调控制系统提供了支撑。
[0008]水电站功率快速调节系统的远动通道的建立，包括调度数据网方式和无线通信方式两种。
[0009]为了更好地理解本发明的技术方案，首先对本发明中出现的技术术语说明如下:
[0010]为了保证电力系统的安全运行，调度自动化系统按照生产控制及信息管理等功能分为生产一区、安全二区、安全三区、安全四区等四个区域，区域之间的数据交互需要满足电力二次安全防护的要求。
[0011]安全三区:调度自动化系统的生产管理区，用于企业生产信息管理等。
[0012]生产一区:调度自动化系统的实时控制区，用于电力系统实时监控与控制。
[0013]本发明具体采用以下技术方案:
[0014]一种水电站功率快速调节系统远动通道的实现方法，其特征在于:在水电站具备调度数据网情况下，水电站功率快速调节一体化装置支持通过有线方式实现与远方电站快速调节系统主站通信的远动通道;在水电站不具备调度数据网的条件下，水电站功率快速调节一体化装置支持通过无线通信的方式实现与远方电站快速调节系统主站通信的远动通道。
[0015]水电站功率快速调节系统的远动通道的实现方法包括以下步骤:
[0016]步骤1:在水电站侧设置功率快速调节一体化控制器，用于响应电站快速调节系统主站下发的指令，协调水电站内多台水电机组的励磁系统和调速器，实现无功功率和有功功率的快速调节，参与区域电网中的电站快速调节系统主站的协调控制，进行区域电网风光水气多种能源联合运行的闭环、实时、快速调节;所述功率快速调节一体化控制器通信接口上支持双以太网；
[0017]步骤2:在水电站侧设置通信控制器，通信接口上支持双以太网，采用第二网口与水电站侧功率快速调节一体化控制器的第一网口相连，进行局域组网，通过ModBusTCP规约实现水电站侧功率快速调节一体化控制器和通信控制器两者之间的遥测、遥信、遥控、遥调信息交互；
[0018]步骤3:判断水电站是否具备调度数据网的通信条件，如果该水电站具备调度数据网的通信条件，进入步骤4，否则进入步骤5;
[0019]步骤4:那么在通信控制器的第一网口连接水电站侧通信设备，所述水电侧通信设备通过调度数据网连接至地区调度侧通信设备，地区调度侧通信设备与电站快速调节系统主站相连;实现水电站侧设置的功率快速调节一体化控制器与电站快速调节系统主站间的遥测、遥信、遥控、遥调的远动信息交互；
[0020]步骤5:在通信控制器第一网口配置纵向加密模块，通信控制器第一网口与纵向加密模块相连，纵向加密模块通过以太网与无线通信模块相连，然后通过运营商的公共网络，接入电站快速调节系统主站的无线通信前置服务器，实现水电站侧设置的功率快速调节一体化控制器与电站快速调节系统主站间的遥测、遥信、遥控、遥调的远动信息交互；
[0021]步骤6:在区域电网控制中心的电站快速调节主站系统，对于步骤4借助调度数据网实现远动通道的方式，所述电站快速调节主站系统通过地区调度侧通信设备在调度自动化系统的生产一区，接入来自调度数据网的水电站功率快速调节一体化控制器的数据信息;对于步骤5通过无线通信实现远动通道的方式，通过设置在调度自动化系统安全三区的无线通信前置服务器，接入来自公共网络的水电站功率快速调节一体化控制器的数据信息，然后通过正、反向隔离装置与位于生产一区的电站快速调节主站系统通信。
[0022]本发明还进一步包括以下优选方案:
[0023]在步骤4中，水电侧通信设备由水电站功率快速调节一体化控制器、通信控制器、以太网转El协议转换器、水电站侧光传输DDF配线架、光传输设备顺次连接组成；
[0024]所述地区调度侧通信设备由电站快速调节系统主站、通信前置服务器、以太网转El协议转换器、地区调度侧光传输DDF配线架、光传输设备顺次连接组成；
[0025]在步骤5中，水电站侧通信设备由水电站功率快速调节一体化控制器、通信控制器、无线通信模块、纵向加密模块等连接组成；
[0026]所述地区调度侧通信设备由电站快速调节系统主站、无线通信前置服务器、正、反向隔离装置等顺次连接组成。
[0027]在步骤4中，在通信控制器中建立虚装置，将通信控制器与所述电站快速调节系统主站之间的远动通信状态以及通信控制器与水电站功率快速调节一体化控制器之间的通信状态作为虚装置的2个遥信点，通过上下网点的方式提供给水电站功率快速调节一体化控制器，当通信控制器在配置的时间内收不到与远方电站快速调节系统主站通道、以及与水电站功率快速调节一体化控制器通道的报文时，相应通道的遥信通信中断标志位置1，对应通道报文恢复时，通信中断标志位清零，在通信中断时，闭锁水电站功率快速调节一体化控制器的动作出口。
[0028]在步骤5中，对于采用无线通信方式建立的远动通道，通过在通信控制器中建立虚装置的方法判断无线通信远动通道的通信中断状态，并在通信中断时，闭锁装置动作出口；在通信控制器中建立一个虚装置，将通信控制器与远方电站快速调节系统无线通信前置服务器之间的通信状态，以及通信控制器与水电站功率快速调节一体化控制器之间的通信状态，作为这个虚装置的2个遥信测点通过上下网点的方式提供给水电站功率快速调节一体化控制器进行监视，当在配置的时间内收不到对应通道的报文时，通信中断标志位置I，对应通道报文恢复时，通信中断标志位清零;在通信中断时，闭锁水电站功率快速调节一体化控制器的动作出口。
[0029]对于不具备调度数据网条件的水电站，所述水电站功率快速调节一体化装置支持通过无线通信方式，在满足电力系统二次防护要求的前提下，远方电站快速调节系统主站实现对水电站的遥控、遥调的功能。
[0030]本发明具有以下有益的技术效果:
[0031]通过本发明，可以实现对水电站的技术改造，使其满足参与区域电网多种能源联合优化运行、功率闭环协调控制的能力，同时针对不同通信条件的水电站，电站快速调节子站系统支持不同的远动通道实现方式与远方主站的通信，有效解决了电站快速调节子站与远方主站的远动通道问题，具有适应性