EMS在马钢新区电力系统中的应用和效果.pdf

2 0 1 0 年第5 期 总 第 1 4 1期 冶 金 动 力 ME T A I ．L U R G I C A L P O WE R 1 5 E MS 在马钢新区电力系统中的应用和效果 李全，沈齐 ( 马鞍 山钢铁股份有 限公 司第二能源总厂 ， 安徽马鞍 山2 4 3 0 0 0) 【 摘要 】主要介绍了 E MS在马钢新区供配电系统的基本配置、 系统功能和作用， 以及基于E MS系统的 电力调度管理 。 【 关键词 】E M S ； 供配电； 调度 【 中图分类号】 T M 7 6 【 文献标识码】B 【 文章编号】1 0 0 6 — 6 7 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 5 - 0 0 1 5 — 0 3 Ap p l i c a t i o n o f EM S i n Po we r S y s t e m a n d Ef f e c t L I Q u an，S HE N Q i ( N o ． 2 E n e r g y P l a n t o f Ma a ~h a n I r o n& S t e e l C o ． ，L t d ． ， Ma a n s h a n ,A n h u i 2 4 3 0 0 0 ,C h i n a ) 【 A b s t r a c t 】T h e b a s i c c o n fi g u r a ti o n ， f u n c t i o n a n d e f f e c t o f E M S i n th e p o w e r s u p p l y and d i s t ri b u t i o n s y s t e m o f n e w l y — b u i l t a r e a o f Ma a n s h an I r o n & S t e e l C o ． ．L t d w e r e p r e s e n t e d ． Th e p o we r d i s t r i b ut i o n man a g e me n t b a s e d o n t h e EMS s y s t e m wa s ,a l s o i n t r o d u c e d． 【 K e y w o r d s 】E M S ； p o w e r s u p p ly a n d d i s t ri b u t i o n ； d i s p a t c h i n g 1 概述 马钢新 区能源管理 中心系统 ，即 E n e r g y Ma n — a g e me n t S y s t e m( 下称 E MS) 是一个集 过程监控 、 能 源管理、 能源调度为一体的计算机管理系统 ， 可以实 现能源系统分散的数据采集和控制 ， 集 中的管理 、 调 度和能源供需平衡 ，以及生产和管理所需 的能源预 测。该系统采用了国内最先进的能源设备和 自动控 制系统 ， 结合能源管理、 节能和调度技术的优点， 使 集中监控、 能源管理、 能源调度一体化。 马钢新 区共新建 1 个 2 2 0 k V、 6个 1 1 0 k V变 电所和若干 1 0 k V变电所 ， 均采用 了综合 自动化技 术的无人值守变电站 ，并建成 了以 E M S系统为平 台的电力调度 自动化系统 。E MS系统通过变电站的 综合自动化系统获取变电所实时数据，完成对电气 设备的远方操作控制，实时显示电网主接线图和运 行工况， 实时统计用电负荷 ， 电网异常事件进行事故 报警 ， 生成调度报表 ， 并对实时数据进行在线分析等 功能 ， 从而为电网的安全、 经济运行提供强有力 的决 策支持。在此基础上 ， 能源 中心各运行变 、 配电所实 行 了无人值守管理模式 ，由电力巡检负责现场设备 的定期检查及现场操作 ， 运行人员大为减少 ， 提高了 劳动生产率。 2 新区 E MS及供配电系统基本配置 马钢新 区 E MS采用 了分布式 、 客户 ／ 服务器 的 计算机系统， 通过工业以太网和众多的现场控制系 统进行 连接 ， 并 由多个分 散的 P L C, 计算 机 ( 服务 器 )进行数据采集及处理，其硬件系统结构如图 I 所示 。 变 电所综合 自动化系统 电力调度台 I ， 0 服务器 l 报警 ／ 趋势服务器 wE B 服务器 I I O R A C L 数据库服务器 i ． 。 i ．1应用服 务器 — — — — ] 广 — — — — — — — — — ] l ’ 大屏幕 l l WE B 浏览画面 I———- _ r 一 能源四级管理 图 1 E MS硬件系统结构框 图 E MS与电力系统接 口方式分为不同类型 ： 同总 降及各变电所采集开关状态及故障报警等信号都基 于现场的综保系统采用通讯方式，通过综合保护单 元的通讯服务器上单独网卡基于以太 网方式的标准 电力规约 ( 如 I E C 6 0 8 7 0 — 5 — 1 0 4规约 ) 获得 ， 无人值 守的能源公辅用户单元 的高配开关信号以 I ／ O方式 进就近的能中的子站或者远程站。 为了实现无人值守及与调度通信的需要 ，新区 1 6 冶 金 动 力 ME TA L LU RGI CA L P OWE R 2 0 1 睥 第 5 期 总第 1 4 1期 能源中心所属各 1 1 0 k V及以上变电所均配置了可 以与 E M S系统进行通讯 的微机综合 自动化保护监 控系统。 通过变电站综合 自动化， 实现了对各变电站 的主要设备和输 、 配电线路的 自动监视 、 测量 、 自动 控制和微机保护 ，以及与调度通信等综合性的 自动 化功能。 3 系统功能和作用 E MS中电力系统部 分的主要功能包括电力系 统监视和控制 、 电力系统安全分析和安全控制、 电力 系统稳定控制 、 电力系统潮流优化、 电力系统实时负 荷预测、电力系统经济调度控制和电力系统负荷管 理等 ， 如图 2 所示。 图 2 E MS中的 电力系统主要功能图 对于冶金系统以前的 E MS系统来说 ， 变电所的 信号均通过 I ／ O方式上传至E M S ，由于电力系统信 息量较大 ，为了全面反映变电所 的运行状态及保护 动作情况 ， 不仅需要进行大量的电气接线工作， 而且 还存在采集信号量不全面， 故障隐患多等现象； 通过 反复论证， 新区的供电系统的所有信息( 包括测量信 息、 管理信息、 控制信息和电量信息等) 均能通过现 场的综保系统采用通讯方式获得 ， 便捷快速 ， 运行可 靠。 系统通过微机保护的网关， 接受变电所的各种信 息， 由综保装置的通讯服务器通过单独的网卡 ， 以电 力系统通用的通讯协议传至 E MS 。除少数马钢新区 根据实际要求只监不控的开关以外 ，能中通讯环网 对变电所实现监控功能。而无人值守的能源公辅单 元 l 0 k V高配的开关信号 ， 主要是进线开关和母联 的开关状态及控制信号 ，则根据实际情况采取 I ／ O 的方式上传。正常情况下，开关和保护设备上设置 “ 遥控”、 “ 就地” 控制转换开关 ， 通过后台机操作就 能对所有开关进行控制。 能源中心调度室 ， 通过变电 所内预置通讯接 口和通讯环网进行 “ 四遥”。 变电所 就地、 后台机 、 能源中心调度室分级控制 ， “ 就地” 控 制级优先级最高， 能源 中心调度室优先级最低 ， 这样 设置， 主要是为了保证现场检修人员的安全。 当能源 中心调度 室监控设备或 网络发生故障 时， 能源中心调度室 自动报警 ， 维护或操作人员可以 根据调度命令， 通过变电所后台机进行各种操作， 当 后台机或就地网络出现故障，可将开关设备的选择 开关转换至 “ 就地”位置 ， 可以在现场就地操作 ， 直 至网络通讯正常 ， 再将控制方式转入 “ 遥控” 方式， 交由能源中心调度室控制。 4 基于 E MS系统的电力调度管理 正常操作时 ，由电力调度根据总厂下达的运方 单拟写操作票，审核后提前下发到电力巡检作业区 及相关厂运行人员 。操作时 ， 由电力调度通过 E MS 系统后台对开关及闸刀进行远程操作 ， 并通过 E MS 系统后 台设备状态显示 、信号及运行数据的改变确 认设备状态；电力巡检人员则在现场对设备状态进 行确认 ， 确保安全操作、 正确操作 ( 如图 3 所示 ) 。 在事故处理时， 依托E M S 系统强大的实时信息 采集功能， E M S 系统同步上传继电保护动作和告警 信息 以及 E M S后 台机上显示的开关状态、 运行数据 的变化， 为电力调度实时分析和判断事故提供迅速、 准确的信息；电力调度通过远程操作及时隔离故障 点， 恢复设备运行 ， 减少了事故处理的中间环节、 缩 短事故处理时间， 减少用户停电时间，降低停电损 失 。 能源中心调度借助 E M S 系统实现电力系统的 节能增效、 经济运行。主要方法有 ： ( 1 )电力调度通过对 E MS系统对 电力系统的 2 0 1 0 年第 5 期 总 第 1 4 1期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G I C A L P ( ) wE R 1 7 介质系统． 电力系统 任务单编号 、 Y F D _ P 2 0 1 0 0 2 0 8 4 0 7 方式安排人 XX。， l 一 制表时间 ， 2 o l O - 0 2 一 o 8 站所名称 转炉气柜。 设备名称 2 # 动力变 胃户名称 、 =能源 。 遵知 日期 。 z o 0 2 一 操作时伺 开始 o 1 0 一 o 2 _ o 8 0 9 ： 0 0 ： 0 0 + 练柬+ 2 0 1 0 — 0 2 — O 8 1 2 ： O 0 ： o o ’ 作业联络人 联系电话 2 8 7 0 0 6 6 方 式 变 涛炉柜区 2 动力 临 时电源拆线+ 更 原 因 0 0 ～ ≈ 曩警 ∞㈣ m 、 戡，s 獬 嘲 嘲 嘲 啊 — 曩 强 嗣 瞬 髓 麟 嘲 瞄 _嘲 g l 霹 圈 圈 疆 — _ 鞠 — -i 嘲 一 一 一 i 图 3 电力运行方式变更单表样及告瞀信息画面 运行情况进行分析 ， 运用投退无功补偿装置 、 调整变 压器分接头及发电机励磁电流的方法对系统无功功 率 、 母线电压等参数进行 实时控制 ， 降低 系统损耗 ， r ] 嚣 一 缫 囊 一 蕊 蕊 蠹 囊 鬻 鬟 蠢 瑟 嚣 囊 黧 鬟 嚣 蕊 瑟 蕤 孽 藏 囊 誊 嚣 箨 焉 嚣 囊 l 羹 学 瓣 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1o 1 1 1 2 1 — 1 2 月功率因数 实现经济运行。 如图4 所示， 2 0 0 9 年 1 ～ l 2 月份马钢 新区电力 系统功率 因数均在 0 ． 9 6以上 ， 下半年线损 也基本稳定在 1 ． 0 ％以下。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 1 2 1 — 1 2 月线损 图 4 1 1 2月份马钢新区功率因数 、 线损图 ( 2) 马钢 新 区有 容 量 2 0 MW T R T、 1 8 MW C D Q发电机各两 台及总容量 2 8 0 MW 自发 电厂一 座； 电力调度根据 E M S系统负荷运行趋势对用 电量 进行分析 ， 结合发电机运行情况及时调整负荷 ； 以充 分利用 自发电量 ， 减少从市 网的购 电量 。 ( 3)另外通过负荷趋 势分析合理安排合环时 间、利用用户检修时间同步检修等措施控制最大需 量 ， 减少需量电费 ； 还结合分时电价政策 ， 根据用 电 趋势调整峰、 谷时用电量等方法合理调度节约电费、 降低成本 ， 以实现马钢新区电力系统的经济运行。 如 图 5所示 ， 2 0 0 9年 l ～ 1 2月份马钢新 区电力系统下 半年基本 电费较上半年平均 5 ％，减少基本电费支 出 4 3 0万元。 l 3 00 1 2 50 l 2 00 l 1 5O 1 1 00 5 结束语 马钢新 区能源中心 E MS系统从 2 0 0 6年 6月投 入运行至今， 运行稳定可靠， 大大地方便了电网调度 人员和运行方式人员以及保护人员及时准确地了解 电网运行状态 ， 同时应用在线分析功能 ， 根据分析的 结果对 电网的运行方式进行及时精确的调整 ，以保 证电网在任意时刻均运行在最优状态下，极大地提 高了电压质量合格率， 确保了电网的安全、 稳定、 经 济运行 ， 取得 了良好的经济效益和社会效益。 后续的 工作我们将继续对 E MS系统能源计划管理 、 分析预 测等各项功能进一步深人开发研究应用 ，为马钢新 区的生产提供有力的保障。 【参 考 文 献 】 【 1 】 陈远春等． 电力系统自动化控制技术标准规范与操作管理实务 全 书【 M 】 ．北京 ： 电子工业出版社 ， 2 0 0 2 ． 收稿 日期 ： 2 0 1 0 -0 1 —1 9 作者简介： 李全( 1 9 7 3 一 ) ， 男 ， 1 9 9 5 年毕业于电大工业企业电气自动 化专、 【 ， 助理工程 师 ， 现从事生产调度管理 工作 。