国家电投集团青海区域集控中心建设的思路_沈延青.pdf

第 卷第 期红水河 年 月 国家电投集团青海区域集控中心建设的思路沈延青，祁善胜，郭爱军，谢婷婷（黄河上游水电开发有限责任公司，青海 西宁；西安理工大学，陕西 西安；黄河水利委员会上游水文水资源局，甘肃 兰州）摘 要：通过分析国家电投集团在青海区域水电与新能源集控建设的现状，结合黄河上游梯级水电群调度现状和防洪情况，以及西北电网新能源占比较高的电网特性，考虑到利用已有梯级水库群建设抽水蓄能电站后统一管理的必要性，提出覆盖水、光、风、抽水蓄能电站协同管理的青海区域集控中心建设思路。集控中心运行后可提升梯级水库防洪能力、提高发电效率、减少人员成本，助力公司产业数字化发展。此思路为综合性区域集控中心建设提供借鉴。关键词：集控中心；梯级水电站；青海区域；建设思路中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：开放科学（资源服务）标识码（）：,(,;,;,):,:;引言国家“十四五”规划提出：“迎接数字时代，激活数据要素潜能，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。”数字化时代正在改变着我们生活的方方面面，国家电投集团注重产业数字化发展，先后对大通河流域小水电站、青海境内光伏电站和风电场实施了远程集控，实现了新能源及小水电站“集约经营、集中监 收稿日期：；修回日期：作者简介：沈延青（），男（回族），青海西宁人，工程师，主要从事水电生产及调度运行。：。通信作者：祁善胜（），男（蒙古族），青海海东人，工程师，主要从事水库调度及水文预报工作。：。沈延青，祁善胜，郭爱军，等：国家电投集团青海区域集控中心建设的思路控、大数据分析、远程诊断、实时维护、专业检修、统一营销”的目标。考虑黄河上游梯级水库群及未来大量抽水蓄能电站的高效协同运作，建立青海区域集控中心，接入黄河上游 座梯级水电站，预留抽水蓄能电站的接入和管理功能。管理梯级水库抽水蓄能、优化电站运行方式，争取效益最大化，提升梯级水库群联合防洪能力，持续提高水资源利用率，为黄河生态大保护和高质量发展作出贡献。概述黄河上游水电开发有限责任公司（以下简称“黄河公司”）是国家电投集团控股的大型综合性能源企业，主要从事电站的开发与建设，电站的生产、经营、测试及检修维护等工作。国家电投集团在黄河上游流域青海段水电装机容量达到 ，青海境内新能源装机容量超过 ，青海境内利用现有水库规划 级抽水蓄能电站，装机容量超过 。黄河上游梯级水库群中龙羊峡水库为多年调节水库，李家峡水库为日周调节水库，刘家峡水库为不完全年调节水库，其他水库为日调节水库或无调节能力水库。黄河上游水库群运行存在多事权管理、电调与水调不统一，龙羊峡、刘家峡水库水调由黄河水利委员会统一调度，电调上级单位有西北电力调度通信中心、青海省电力公司、甘肃省电力公司，其中盐锅峡、八盘峡、青铜峡水电站调度受甘肃刘家峡水库运行方式影响较大。因此，优先考虑建设一体化管理平台水电板块，接入班多、羊曲、龙羊峡、拉西瓦、李家峡、康扬、公伯峡、苏只、黄丰、积石峡及大河家共 座梯级水电站进行远程集控（见表）。黄河上游梯级水电站分布见图。图 黄河上游梯级水电站分布图表 接入远程集控的 座梯级水电站明细表水电站地理位置装机容量 正常蓄水位 库容 亿 与上游水电站的距离 电调机构班多青海省兴海县 青海省电力公司羊曲青海省兴海县 正在建设中龙羊峡青海省共和县 西北电力调度通信中心拉西瓦青海省贵德县 西北电力调度通信中心李家峡青海省尖扎县 西北电力调度通信中心康扬青海省尖扎县 青海省电力公司公伯峡青海省循化县 西北电力调度通信中心苏只青海省循化县 青海省电力公司黄丰青海省循化县 青海省电力公司积石峡青海省循化县 西北电力调度通信中心大河家青海省循化县 青海省电力公司 红水河 年第 期 集控中心建设的目的与意义国家电投集团提出区域统筹、营销协同、办公场所集中化的思路，黄河公司作为集团在青海省区域统筹牵头单位，正在开展新能源和电力营销区域集控管理工作。在区域统筹的大背景下，黄河公司成立生产运营调度中心并提出适时成立大水电集控中心，实施黄河上游 座梯级水电站集中控制，建立“无人值班”（少人值守）或少人值班的集控模式。黄河公司目前实现了青海省境内光伏电站、风电场、大通河流域小水电站集控运行，组织机构运作合理、集控运行稳定，公司具有丰富的集控经验、拥有一大批适合集控的人才。国家电投集团在青海境内黄河干流的梯级水电站达到 座，其中，座大型水电站由西北电力调度通信中心调度，座中型水电站由青海省电力公司调度。中型水电站大多在大型水电站下游十几公里内，由于调度关系不一致、上下游电站协同不够，梯级联动性较差，在调度模式上存在一定的不合理性；小水电集控、新能源集控均为独立系统，无法统一监控和管理。因此，建立青海区域集控中心是企业发展的必由之路，也是贯彻区域统筹发展的重要举措。利用梯级水电站之间存在的密切水力联系，对同流域梯级电站的统一管理与统一调度有利于提高梯级发电效益。利用水库间的库容补偿、水文补偿，合理错峰、削峰，可增强梯级电站的防洪能力，大大减轻下游防洪压力。同时，管理利用现有水库群建立的抽水蓄能电站模式亟须确立。我国西北地区风、光高占比的新型电力系统正在加速形成，新能源发电特性与用电需求不匹配，新能源弃电情况严重。黄河流域资源性缺水及冬季防凌需求，青海省内冬季用电紧缺，能源保供压力大。利用新能源弃电将下游水库存水用大型泵站抽到上游水库，实现新能源电量时移，目前水电站管控模式无法满足梯级水库抽水协同应用。水电的调峰和热备用任务日益加重，调峰压力急剧增加，水库水位波动明显增加，梯级水电站运行过程中出现了未能满发的情况下泄水、机组运行台数多但总负荷偏低等情况，导致出现耗水率高、经济运行差等一系列问题。因此，通过青海区域集控中心精细化调度、合理分配各厂站实时负荷，达到防汛、发电综合效率最大化。组织机构设置与分工基于精简高效的原则，依托黄河公司成立国家电投青海区域集控中心，建设位置选定在青海省西宁市城西区黄河公司本部梯调大楼，机构设置有办公室、调度部、运行部和数字化产业部 个部门。办公室负责党政工团及党风廉政建设工作，负责规章制度和标准化建设，负责人力资源、法务工作，负责项目管理、档案、审计工作，负责安全生产教育和培训，负责办公用品、会议管理、车辆、消防、治安保卫等工作。调度部负责与上级水行政主管部门和电力调度部门协调，负责向流域管理机构报送、协调水库调度计划及防汛度汛方案，负责制定水库运行方式、新能源电站运行方式、开展经济运行，收集流域水情雨情及天气预报预警情况，开展水文预报，负责取水许可及取水日常管理。负责发电量测算、各发电产业年度发电计划编制，负责技改、修理项目及科研工作。根据流域各电站检修需求、约束条件，列出集控范围内所有电站检修计划，负责与电网调度统一协调梯级检修工作，统一下达流域检修计划。负责日内、长期调度计划的编制与上报，负责下达已批复的调度计划。运行部负责调度具体业务联系，执行电网调度机构指令，监视电站设备状态和事件信息，按规程对异常信息进行处理，并通知维护班组和电站值守人员。负责集控运行、集控范围内设备操作，机组远方启停、各电站负荷调整、电压调整、水库闸门调度、实时安全运行监视等。负责生产信息汇集、整理，负责防汛值班及防汛报汛业务，负责制定防汛度汛计划及超标准洪水应急预案等各项应急预案；负责各电站故障处理和重大缺陷消除工作进展跟踪等。数字化产业部负责网络信息安全和管理工作，负责信息、通信、自动化系统软硬件维护，负责一体化调度系统建设和机房管理工作，负责其他数字化工作。负责将现有各集控系统及生产系统全部部署至国家电投青海区域集控中心一体化管理平台上，实现水电站各系统与集控中心的无缝对接。一体化管理平台建设建设一体化管理平台，平台接入原有的小水电集控系统、新能源集控系统、水调自动化系统、电沈延青，祁善胜，郭爱军，等：国家电投集团青海区域集控中心建设的思路能计量系统、生产管理系统，接入黄河流域青海段的梯级水电站，规划预留未来抽水蓄能电站接口，各应用软件基于统一平台提供的服务互联互通、相互协调，实现多系统或多种设备的联动运行，形成涵盖水、光、风、抽水蓄能电站协同管理的青海区域集控中心统一管理的模式。一体化管理平台具备数据采集和处理、控制与调节、自动发电控制、自动电压控制、数据通信等功能。按照电力行业信息系统安全等级保护定级工作指导意见，将平台定级为三级系统，系统按照等级保护三级系统要求进行评估和加固。网络架构规划一体化管理平台采用传统云架构方案将计算资源和存储资源池化管理，优化自动化系统和信息化系统架构，改进原有各系统独立配置硬件设备的现状，提高服务器利用率，增强灾备恢复能力。云架构方案采用集中共享存储，将网络分为存储层、存储网络层、计算层、接入层。设备主要包括服务器、存储器、光纤交换机、核心交换机、接入交换机、路由器、纵向加密等。按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的电力监控系统安全防护工作原则，一体化管理平台分安全区、安全区和安全区管理信息大区，构建安全区的远程集中监控系统、安全区的水调自动化系统和电能计量系统、安全区支撑管理信息大区的各类决策支持系统及信息化系统。通信组网方式集控中心建立与西北网调、青海省调、相关地方调度、受控各电站的双电力通道调度数据网，并建立实时与非实时数据通道，保障通信网络安全畅通。系统具备的基本功能）各电站遥测、遥信、遥调、遥控的“四遥”功能及工业电视的遥视，能够实现“无人值班”（少人值守）或少人值班模式的远程集控功能。）系统能够自动接受调度部门下发的指令，并将有指令要求的电量合理分配到各受控电厂。）各电站发电量、上网电量、关口点电量的采集和处理。）黄河上游流域水文站、雨量站数据分析，气象预报预警信息展示及提示，基础水务计算、水文预报等功能。）梯级水电优化调度应用，具备日内梯级水库与新能源互补的运行曲线编制和分析、中长期水电与新能源发电关系编制和分析、梯级水库协作联动的调度模式分析功能。）具备洪水预报、气象预警、洪水调度等功能。）水电站、光伏电站、风电场及抽水蓄能电站整体运行监控和分析能力。）系统与调度、水利、水文、气象等外部单位数据交互应用功能。）光功率、风功率预测系统计入与应用。）各电站关键设备及关键数据的可视化展示。）一体化管理平台硬件状态监测、通信管理等功能。）系统应具有良好的可扩展性和标准接口，能在保证系统正常运营条件下支持硬件、软件系统、应用软件等多个层面进行扩容和调整，优化和提升系统的运营管理能力。远程集控利弊分析 有利方面）改善工作生活环境。传统的水电运行人员从偏远山区转移到城市，工作和生活环境得到有效改善，让职工更有企业主人翁意识，凝心聚力，促进创造力、提升工作效率。）集中场所办公，值班员兼顾多个电站，减少人员及通勤住宿等成本。）统一制定的检修计划更为科学合理。传统的检修计划由各电站根据实际情况制定，报上级部门批准后执行。集控中心统一制定检修计划能综合考虑流域来水情况、风光资源、上下游电站过流能力、流域电站机组备用台数、检修人员分配情况等。）龙羊峡水库汛限水位已经按照设计汛限水位 执行，作为多年调节水库，有良好的发电、防汛、防凌调节能力，利用好龙羊峡水库对梯级电站综合效益贡献突出。）集控工作能够完善各电站调度规程、应急预案、超标准洪水预案等规程、制度、标准存在的问题和不足，做到工作流程化、标准化。）新能源电量的异地储能高效应用，能够缓解电力系统峰谷矛盾，提高电网运行安全性。）集控模式成熟后，集控中心可承接黄河上游流域其他公司集控工作，为公司开拓外部市场。不利方面）集控运行人员长期脱离生产现场，导致降低对现场设备熟悉度。解决方案：集控运行人员可分批次到各集控电站现场培训，并经考核、考试取得相应厂站操作权资格，有效避免长期脱离生产现场的情况。红水河 年第 期）水库库容大，一旦出现机组事故或泄水系统故障，现场值守人员较少，在应急处理不及时的情况下可能出现次生灾害。）各电站离集控中心距离较远，在集控设备故障、通信中断等情况下会发生无法远程控制的情况。解决方案：在集控中