XX水电开发有限公司集控中心建设可行性研究报告

XX水电开发有限公司集控中心建设
可行性研究报告
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1立项理由 (1)
1.1概况 (1)
1.2改造的必要性及具备的条件 (1)
2配套管理可行性分析报告 (2)
2.1公司基本情况 (2)
2.2集控建设必要性分析 (2)
2.3可行性分析 (3)
2.4配套管理方案 (4)
2.5效果分析 (5)
3集控中心建设 (5)
3.1集控网络通道建设 (5)
3.1.1公司通信网络现状 (5)
3.1.2设计原则 (6)
3.1.3集控系统通信总体要求 (6)
3.1.4集控系统通信方案 (7)
3.1.5芹山电站至周宁电站通信方案（项目另报） (10)
3.1.6集控中心各系统接入方案 (10)
3.1.7通信电源 (12)
3.2集控中心计算机监控系统建设 (12)
3.2.1集控中心计算机监控系统结构 (12)
3.2.2集控中心计算机监控系统功能 (13)
3.2.3集控中心计算机监控系统硬件配置 (14)
3.2.4电力调度数据网 (15)
3.2.5与电力系统通信 (15)
3.2.6多业务综合传输数据网 (15)
3.2.7大屏幕显示系统 (15)
3.2.8监控UPS电源 (16)
3.2.9集控中心监控系统建设配套项目 (17)
3.2.10设备材料汇总表 (17)
4概算编制 (19)
4.1总概算表（详见表4.1-1） (19)
4.2机电设备及安装工程概算表（详见表4.2-1） (19)
5项目实施计划 (23)
1立项理由
1.1概况
XX水电开发有限公司拥有芹山、周宁两座电站，总装机320MW。

其中芹山电站是穆阳溪第一级电站，厂区位于周宁县泗桥乡溪口村，距离周宁县城约32公里，芹山水库总库容为2.65亿m3，为多年调节性能的“龙头”水库，电站装机2×35MW，多年平均发电量1.368亿Kwh；周宁电站是穆阳溪第二级电站，坝址（位于周宁县浦源镇钟山桥）距离周宁县城约16公里（目前新修一条公路距离芹山大坝约15分钟车程），厂址距离周宁县城约20公里，距离宁德机关本部约100公里（约1.5小时车程），周宁水库总库容0.47亿m3，为区间多年调节水库，电站装机2×125MW，多年平均发电量6.247亿Kwh。

芹山电站现有计算机监控系统于1999年由南京南瑞自控公司承建，周宁电站现有计算机监控系统于2004年由北京中水科技承建。

1.2改造的必要性及具备的条件
1.2.1流域电站集控（集控中心）实际就是一个扩大电厂的概念，可理解为把分布在多
个地方的发电机组拢在一起，形成一个打破地域疆界的单一电厂。

1.2.2随着我国计算机技术和通信技术的迅猛发展，计算机监控技术应用于水电站自动
化控制的可靠性越来越高，已实现了机组自动化由现场集中自动控制到远方自动控制的飞跃。

远方计算机集控作为现场计算机监控的延伸已不是技术问题，国内各水电流域公司都在大力推广，并成为趋势。

1.2.3年初，XX公司和省水利水电设计院联合组织对国内多家流域发电公司集控（集控
中心）建设进行了市场调研。

情况如下：
1.从调研的各家运行情况看，中小流域电站群的集控都相当成功。

如：四川华能
公司已将涪江流域各电站群集中在成都市华能大厦远方集控，集控中心离各电站群都在三百公里以上，其中火溪河的四个梯级电站（总装机40万千瓦）实现了“关门”
运行；浙江紧水滩电厂两座水电站：紧站6×50MW 、石站3×26MW，实现了在相距几十公里的丽水市集控；华电浙江乌溪江两个电站四个厂房11台机组，实现了黄坛口远方集控，其中湖南镇电站新厂（装机100MW）在国内首次实现了“关门”运行。

大流域大型电站群的集控（装机容量均在百万千瓦级以上）也已成功投用。

如：华电贵州乌江发电公司在贵阳市建立了流域集控中心；湖南五强溪发电公司在长沙市建立了集控中心；黄河上游流域发电公司在兰州建立了集控中心；吉林白山梯级电厂在桦甸市建立了集控中心等等。

2.从产品配置的现场统一性看，四川华能公司的火溪河四个梯级电站均采用安德
里茨的监控产品，优点是通讯协议一致，调试维护方便，减少通讯服务器等节点；贵
州乌江发电公司、浙江乌溪江和紧水滩的监控产品在各站均不一样，有南瑞自控和中水科技的产品，因此集控的通讯节点较多，规约转换较繁琐，但都能满足实时性和控制等要求。

3.从调研的各电站计算机监控硬件配置上看，各电站对现地控制单元都高标准化
配置，采用双机双网冗余、现场分散和集中冗余控制等方式，而对电站主控层进行了弱化，甚至取消，即不设中控室，如四川华能公司火溪河梯级电站均不设电站控制室和上位机设备。

4.从调研的集控监控产品型号看，国内产品主要有南瑞自控的NC2000型和中水科
技的H9000型，国外产品有奥地利安德里茨公司的SAT1703产品，三种产品的使用功能和性能反映都良好，价格上以国内产品占优。

5.从调研的集控运行方式看，各家都已实现水、电调度一体化，其中四川华能公
司还实现了水、电一岗值班。

1.2.4XX公司两级电站同属穆阳溪流域，上下水库相连，有着得天独厚的水库调度和联
合发电的优势。

两级电站集中控制可优化负荷分配，合理利用水能，提高水轮机使用效率。

1.2.5公司宁德集控中心已经开工建设。

本着“减少值班人员，加强、充实现场维护力
量；实现两级电站网络化、信息化管理；实现芹山电站关门运行”的理念，建设宁德集控中心集控中心已显得越来越重要。

2011年芹山电站计算机监控改造，也为集控建设在技术上准备了优益条件。

1.2.6周宁电站监控软件已具备集控中心功能，只需增加两台通讯服务器和通讯联调后
即可对芹山电站进行控制。

届时，周宁电站可以作为备调使用，即宁德集控有故障，可以由周宁电站担当全厂集控。

2配套管理可行性分析报告
2.1公司基本情况
公司从2008年开始自营，并按新厂新制核定定员组织生产（公司员工总数为110人），具有点多、线长、面广、人员配置精简等特点，生产管理相对难度大，共设有6个生产管理部门，周宁电站厂址所在地目前作为公司两级电站的生产指挥中心，公司生产值班领导、生产技术部、安全监察部、周宁运行维修部、生产后勤部均驻扎于此，芹山电站厂址所在地驻扎芹山运行维修部，周宁县城驻扎水工水务部。

公司生产口员工生活住所主要分布在宁德、福州、古田、福安等地，生产现场采用倒班制。

2.2集控建设必要性分析
公司具有点多、线长、面广、人员配置精简等特点，生产管理相对复杂，2008年自营以来，广大员工，特别是生产骨干力量具有较为强烈的归宿感和主人翁责任意识，两年来公司按照“严、细、实、精”的要求，不断规范现场各项管理工作，促使安全生产各项工作得到有效落实，安全生产管理水平取得长足进步，但是随着时间的推移，各项工作的不断深入，存在以下潜在问题需要予以改善或解决：
1.生产口的员工上班时间均驻扎在现场，通过倒班的方式安排休息，特别是专责及班
值长以上人员，由于工作需要，倒班不能正常，休息时间更少，同时在回家休息期间还经常需要办理大量文件，潜在要求更多时间待在家里的愿望强烈，同时生产口大部分员工日常工作生活均是现场、家两点一线，与公司宁德机关本部沟通交流机会较少，一定程度上影响了公司部分管理工作的深入开展。

2.由于员工住所分散，且距离现场较远，应急任务不易集中，应急人员需要在岗位设
置上予以考虑，公司按新厂新制核定定员组织生产，当岗位设置上达不到要求时，就需要采用调整员工休班时间的办法予以安排，这样对于计划工作（如：机组定期的大小修工作）大部分员工能够支持，而潜在的应急工作（如：防汛和防台工作）安排，部门级管理人员就会感觉到有较大压力。

3.通过定点设置巡检本的做法不能全面反映巡检质量，推行微机巡检系统，巡检条目
细化后，按照现有的运行岗位设置及职责分工，特别是周宁电站中控室距离地下厂房较远，运行巡检工作的时间不能满足要求。

4.维护检修人员设置偏少，且两级电站不能相互调配，特别是周宁电站为高水头大容
量机组且为地下厂房布置，辅机较多，维护检修工作任务重，同时由于缺乏人手，在检修期间，无法自主开展保护定捡预试等工作。

5.长时间的固定模式管理，人员产生惰性，对潜在的隐患认识麻痹，生产人员岗位流
动性差，不能更好地激励职工提高学习和工作热情。

6.通过实施宁德集控中心监控系统建设，不断推进计算机信息管理的开发与应用，不
断完善远程办公条件，进一步优化生产部门及岗位配置，合理安排留守值班管理人员，加强现场应急处置能力，在不断夯实公司两级电站安全生产管理工作的基础上，进一步调动员工干事创业的热情，不断为公司安全生产做出新的、更大的贡献。

2.3可行性分析
随着计算机监控及信息网络技术的日益成熟，在技术上完全能够可靠、稳定地实现水电站远方集控，国内已有许多成功案例可以借鉴。

公司机关本部位于宁德市区，目前公司宁德集控中心大楼已开工建设，预计于2010年底可以封顶，大楼在设计上已经预留一层用于实现公司两级电站集中控制，有关集控
建设配套的接地、通风和消防等设施也已提前考虑，正结合大楼建设予以同步实施。

2.4配套管理方案
2.4.1运行岗位优化配置
现状：目前公司两级电站运行倒班均是采用两大班人员对倒模式，单班人员中分为前后台，其中前台采用3值3倒，每值2人（一人为副值长，一人为值班员），后台设有值长1人（周宁运行后台多设1名巡检操作员，1名辅助值班员），后台人员上白天班。

根据需要安排相应人员备用，以满足当值人员出差、请假和大型倒闸操作及试验等工作需要。

芹山电站目前运行值班人员为14人，周宁电站为18人，共计32人。

优化方案：集控投运后，合并两级电站运行人员，运行分设三个班组，其中运行一、二班各设3值，每值2人，一人为值长，一人为全能值班员，实行3值3倒的倒班模式，在宁德集控负责两级电站监机看盘、开停机操作、负荷调整、事故处理指挥、调度联系等工作；运行三、四班各设置四组，每组2人，其中一人为巡检操作长、一人为巡检操作员，每个电站分设四组，实行对倒，现场保证留守两组，其中一组为应急组，负责现场应急处理和工作票办理、正常性倒闸操作等工作，工作结束后在电站中控室附近值守室待命；另一组为巡检组，上白天班，可以在生活区待命，负责电站每天的巡检工作以及应急处理和倒闸操作协助等工作，应急组和机动组每天轮换一次。

巡检操作长岗位应具备值长任职资格，当宁德集控发生网络故障后，现场应急巡检组即可短时接替宁德集控中心负责电站的运行监视控制相关工作，待通讯恢复正常后，按规定移交监视控制权。

按照以上方案进行优化后共需要配置运行人员为28人。

优化前后效果对比：
1.运行编制减少，维护力量增强。

运行人员编制从优化前32人，缩减至28人，
富余4人充实到维护班组。

2.监机看盘和应急处置能力增强。

优化前，后台应急人员仅1-2人，巡检工作各
岗位轮流定点定时开展，倒闸操作由后台一个操作巡检员以上岗位人员与当值值班员配合，有些时段，中控室只剩副值长一人负责运行前台相关工作。

优化后，宁德集控基本上可以确保有两人以上负责前台运行工作，后台随时保证有4人应急。

3.减轻运行人员工作量。

优化前，大型倒闸操作等工作，由于人员及岗位配置不
够，需要多留2人（原可以休班）协助；优化后，由于现场有两组应急人员，通过合理调整工作，能够满足要求，运行值班人员整体具备实施大倒班条件。

4.巡检工作更加专业化，为推进微机巡检系统应用，提高巡检质量，奠定良好基
础。

2.4.2水情中心站迁移至集控中心，具体方案另附。

水情值班人员移到宁德上班，改善
水情值班人员的生产生活条件。

2.4.3公司生产部门进行适当整合，尽量促使管理扁平化，提高工作效率。

富余管理人
员可以为周宁抽水蓄能电站建设提供人力支持。

两级电站维护人员统一调配，逐步实现自主开展保护定捡预试工作。

2.4.4在宁德集控投运前，采用交叉培训方式，促使两级电站现有运行值班人员熟练掌
握两级电站运行相关业务知识，在此基础上，开展竞聘上岗工作。

2.5效果分析
通过优化生产部门及岗位配置，实现管理扁平化，提高管理效率，加强后台现场应急处置能力，为提高运行巡检质量和实现自主开展保护定捡预试工作提供必要条件，集控中心迁移至公司机关本部，改善员工生活条件，提高员工生活品质，进一步密切生产口员工与公司机关部室的联系，更好地引导职工往宁德方向安家，形成较为集中的职工生活圈，更有利于公司各项管理工作的有效开展，进一步激励职工提高工作学习的积极性、主动性和创造性，使职工队伍更加稳定，现场各项工作的执行力得到更大增强，同时能够为公司正在不断深入推进的周宁抽水蓄能电站建设项目提供更多的人力支持，也为今后公司实现两级电站自主实施经济调度奠定良好基础。

3集控中心建设
该项目主要内容为：集控网络通道建设和集控中心计算机监控系统建设。

3.1集控网络通道建设
3.1.1公司通信网络现状
3.1.1.1光缆线路
建成可利用的光缆部分有：周宁电站至甘棠变24芯OPGW、周宁电站至芹山电站24芯OPGW，周宁电站——丰源电站——甘棠变24芯OPGW，周宁电站至周宁县东关变24芯OPGW（后垄溪电站配套），周宁电站至大坝12芯普通光缆。

3.1.1.2传输系统
1.周宁电站、芹山电站、甘棠变沿220KV周甘Ⅰ线和芹周线架设的OPGW，设备型
号：华为Optix Metro 2050 622M光传输设备，保护方式为二纤双向通道保护环；主要用于与省调的各业务通信。

2.丰源电站配套建设的周宁电站、丰源电站、甘棠变三地沿220KV周源线和源甘线
架设的OPGW，设备型号为烽火IBAS 180 622M光传输设备，保护方式为二纤双
向通道保护环以及周宁－丰源链型。

主要作为周宁电站与省调的备用通道，部分业务也在该系统中传输。

3.周宁水调、周宁电站沿周宁电站到110KV东关变架设的OPGW，租用电信光缆到
水情，设备为华为Optix Metro 2050 622M光传输设备。

主要为水调信息、周宁县调、后垄溪电站与系统的传输。

3.1.1.3交换系统
1.周宁电站：设有调度电话交换机（兼行政管理），实现站内生产联系、省调调度
通信以及与电信联系。

2.芹山电站：设有调度电话交换机（兼行政管理），实现站内生产、与省调调度通
信。

3.1.1.4接入网系统
1.周宁、芹山电站均设有智能PCM设备各一套并联网，同时两站该设备均与省调
PCM联网，实现两站低速数据、二/四线业务的通信。

2.公司宁德未建通信网络，内部计算机网络与周宁电站、芹山电站、水调通信通过
租用电信带宽实现局域网联网。

3.1.2设计原则
3.1.2.1按照计算机系统控制等级、二次安全防护，满足电厂监控系统通信的安全性、
可靠性原则。

3.1.2.2按照省调通信、自动化对厂站端电话、自动化通信通道配置要求原则。

3.1.2.3根据集控中心的需要，周宁（芹山电站）各类业务、各种信息数据传输所需的
通道带宽配置原则。

3.1.2.4根据集控建设后对现场生产管理的要求，满足周宁电站作为应急备用调度指挥
所需的各类通信业务原则（含与省调、芹山通信）。

3.1.2.5根据公司对今后一定时期内信息化的要求，对通信系统要求具有可扩展性、兼
容性原则。

3.1.2.6按照上述原则，建设主要网络业务互为备用的二个主备通道。

3.1.3集控系统通信总体要求
3.1.3.1信息种类及数量
周宁（芹山）电站需上传集控中心的信息种类及通道数量见表3.1.3.1-1。

表3.1.3.1-1 周宁（芹山）上传集控信息种类和通道数量要求
集控与省调信息种类和通道数量要求表3.1.3.1-2。

表3.1.3.1-2 集控与省调信息通信种类和通道数量要求
3.1.3.2主要信息对通道质量要求
3.1.3.2.1.话音通道
通道传输速率为2M和64K，误码率优于10E-3。

3.1.3.2.2.计算机监控系统通道
传输延时 250ms，可用性要求为99.9%。

安排得主通道传输带宽为20M，备用通道带宽为10M，误码率优于10E-5。

3.1.3.2.3.图像信息通道
采用MPEG-4压缩，25帧/秒，为满足其QOS,采用专用通道传输，安排通道传输带宽为40M，误码率优于10E-5。

3.1.4集控系统通信方案
3.1.
4.1方案一：利用福建省电网宁德地区光缆通道
从XX地区电力光缆路由结构看，目前周宁电站至甘棠变已实现双通道双光缆路由结构（该段光缆为本单位投资），而甘棠变至东侨变，电网公司也建了不同路由的双通道光缆线路，均为OPGW光缆。

因此，周宁电站至宁德集控中心光缆的物理通道可选择两个路由、不同光缆通道：
第一通道，周宁电站－甘棠变－500kV宁德变－兰田变－东侨变－宁德集控中心，长度80km。

第二通道，周宁电站－丰源电站－甘棠变－下白石变－兰田变－烟台变－蕉城区县调－宁德地调－宁德集控中心，长度120km。

集控中心位于宁德地调与东侨变之间，距东桥变约2km。

若选择这种方案，形成双路由、双通道的通道保护环自愈合结构，可靠性高，便于组网，但需要投资建设从东侨
变和宁德地调至集控中心两回光缆，总计长度为6 km 。

在周宁电站机房配置1套大容量基于SDH 传输的MSPT 多业务综合传输设备和1套PCM 设备，在宁德集控中心也相应配置同样设备，在集控中心的传输设备上增设一块155M 的光板，与宁德局传输设备通信，接入省网的通信网络，实现从周宁电站至集控中心的二纤双向通道保护环，满足集控所有信息的传输。

芹山电站增设1套PCM 设备，把周宁电站、芹山电站和集控中心三地的PCM 设备联网，组成XX 公司专用的多业务综合传输通信网络，集控中心与省电网的业务由宁德局下业务或由周宁电站现有设备进行转接。

该方案需租用二通道光缆各二芯（不含备用）共四芯组网，光缆路径见图3.4.1－1所示：
说明：220kV 变电站110kV 变电站水电站地调拟建宁德大楼集控中心--/--/-- 光缆类型/芯数/km 550kV 变电站下白石变图3.4.1－1 工程投资估算如下：
（1） 租赁电网通信双光缆通道费用：长度约200km （扣除周宁电站至甘棠变
光纤自建部分，以下同此），计算长度为132 km ，月租金按600元/对·km 计算，则年租赁费用为：132×600×12=950400元。

（2） 集控中心至东侨变以及集控中心至宁德地调光缆建设费用：光缆长度约
6km，造价约30万。

（3）设备费用：98万元【其中2套传输设备(155M、622M光板各二块)75万，3套PCM设备 18万元，1套通信电源 20万元，调度交换机一台25万，电脑录音1套2万，综合配线架3万】。

合计：投资173万元，年运行费用95.04万元。

3.1.
4.2方案二：租赁运营商公用网带宽
该方案采用从周宁电站租用运营商的电路至集控中心，解决综合数据网的通信问题，主用通道带宽为155Mbps。

选用融SDH多种业务（主要是以太网业务和ATM业务）MSTP设备。

在周宁电站、芹山电站、宁德集控中心各配置1套PCM设备。

备用通道带宽为(10+2)M，主要以满足监控数据传输和调度电话为主。

工程投资估算如下：
（1）租赁运营商公用网的电路费用：155M带宽租金约为8万元/月，则年租赁费用为：8×12=96万。

考虑备用信道费用：0.5*12=6万，则年租赁为102万。

（2）传输设备由运营商提供。

（3）设备费用：68万（其中3套PCM设备 18万元，1套通信电源 20万元，调度交换机一台25万，电脑录音1套2万，综合配线架3万）。

合计：投资68万元，年运行费用78万元。

3.1.
4.3方案三：利用福建省电网宁德地区光缆通道为主通道＋租赁运营商公用网带宽
为备用通道相结合
主通道：采用方案一的第一通道方式。

备用通道：租赁运营商公用网带宽，租用的带宽为10M，主要满足监控系统的连接。

该方案由于只租用的是二芯光纤，因此传输设备缺乏保护，当光缆出现问题时，通信中断，监控信息由备用电路进行的传输，但其他业务无备用通道。

工程投资估算如下：
（1）租赁电网通信光缆二芯费用：计算长度约46km，月租金按600元/对·km 计算，则年租赁费用为：46×600×12=33万元。

租赁电信公用网运营商的电路费用：10M带宽租金为0.5万元/月，则年租赁费用为：0.5×12=6万。

总年租赁费用39万。

（2）集控中心至东侨变、宁德局光缆建设费用：光缆长度约6km，造价约30万。

（3） 光传输设备费用：128万元【其中2套传输设备(155M 、622M 光板各一块)60万，3套PCM 设备 18万元，1套通信电源 20万元，调度交换机一台25万，电脑录音1套2万，综合配线架3万】。

合计：投资158万元，年运行费用39万元。

3.1.4.4 方案比较
三个方案的费用情况列表如下：
从上述三个方案来看，方案一：一次性设备投资多，年运行费用多，可靠性最高；方案二：设备投资较省，但可靠性完全依赖运营商网络，缺乏通信网络管理；方案三:可靠性优于方案二但低于方案一，年运行管理费较低。

因此，从可靠性、扩展性、维护能力、性价比等综合因素比较，推荐采用方案三。

方案中由于牵涉到宁德局现有通信设备，影响其通信结构，部分电路转接也需在该局进行，因此必须经省调通信管理部门设计、审查，同意该方案后才可实施。

3.1.5 芹山电站至周宁电站通信方案（项目另报）
为确保芹山电站监控与周宁电站的可靠传输，必须建设芹山-周宁电站的双通信通道，目前，沿220kV 周芹线已建一回24芯OPGW 光缆，因此必须建设另一回路24芯ADSS 光纤电缆通信通道。

满足芹山-周宁间各数据的双通道冗余配置。

可利用芹山-大坝-周宁电站的地区10KV 线路，同杆架设ADSS 光缆，长度约24km 。

3.1.6 集控中心各系统接入方案
周宁
宁德局
集控中心通信通道建立后，按轻重缓急，必须具备以下几个系统完成接入调试完成后，集控运行值班人员才能进行日常的工作。

3.1.6.1 调度电话
根据电力调度电话网的组网原则，大楼也要具备双通道的省调调度电话。

根据今后集控运行模式，周宁电站作为应急生产调度指挥备用机构（备调），因此也必须保留与省调的联系。

集控中心调度电话通信方式如下：
与省调通信方式一：以2*2M 中继方式与省调主备调交换机联网，该两条电路由现有周宁电站-省调通道，经本次新设备进行转接。

与省调通信方式二：取消原省主备调对周宁、芹山电站小号，改为省主备调通过其与集控中心PCM 设备来实现，号码不变。

与现场通信方式一：集控中心调度交换机与周宁、芹山电站现有调度交换机联网。

与现场通信方式二：由集控中心交换机通过周宁、芹山电站PCM 设备放号使用。

周宁、芹山电站现有调度交换机、电脑录音设施不变，作为厂站生产使用。

集控中心设置电脑录音系统一套。

中继结构方式如下图3.6.1-1。

图3.6.1-1
3.1.6.2 监控信息
周宁交换机
芹山交换机。