《电力系统调度自动化简介 (1).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统调度自动化简介 (1).（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、EMS-SCADAEMS-SCADA简介简介 Ver20150302v0.1 何为何为SCADA?SCADA? n n SCADA: Supervisory Control And SCADA: Supervisory Control And Data AcquisitionData Acquisition n n - -不是一个全面的控制系统不是一个全面的控制系统, ,主要是主要是 基于管理层面的基于管理层面的 n n - -位于硬件顶层的软件系统位于硬件顶层的软件系统, ,通过通过 PLC,RTUPLC,RTU等模块于被控系统联系等模块于被控系统联系 n n - -广泛应用于工业的过程控制
2、系统广泛应用于工业的过程控制系统 中中 n n - -运行于运行于DOS,VMS,UNIX,NT,LINUXDOS,VMS,UNIX,NT,LINUX 等操作系统之上等操作系统之上 n n - -是一种软实时的控制系统，在电是一种软实时的控制系统，在电 力系统中它是一个复杂的计算机力系统中它是一个复杂的计算机 群群 n n 电话调度：电话调度： n n 得到的信息是历史的，不一致的得到的信息是历史的，不一致的 n n 做出的判断和决策是不可靠的做出的判断和决策是不可靠的 n n 主要由厂站端的运行人员就地完成大部分监控功能主要由厂站端的运行人员就地完成大部分监控功能 n n 厂站端人员不了解系
3、统状态，不了解全局厂站端人员不了解系统状态，不了解全局 n n 大规模电力系统的需求大规模电力系统的需求SCADASCADA的必要性：的必要性： n n 实时了解系统的运行状态实时了解系统的运行状态 n n 迅速、准确、可靠地将厂站端信息传送到调度中心迅速、准确、可靠地将厂站端信息传送到调度中心 SCADASCADA的位置的位置 电力系统 SCADA Actual Fixed Accurate simulation 快照 状态估计 拷贝 电力系统 AGCAVC 在线闭环控制 操作控制 在线开环控制 电力系统调度计划 、模拟和培训 离线分析和规划 培训模式 SCADASCADA是调度的是调度的“
4、 “眼眼” ”和和“ “手手” ” 数据流分类 控制任务分类 SCADA系统平台 大型调度自动化系统配置大型调度自动化系统配置 路由器 调度员工作站报表工作站运方工作站程序员工作站维护工作站网管工作站 数据库服务器 数据采集服务器 SCADA服务器 数据通讯服务器 WEB服务器 DTS服务器DTS工作站 模拟屏 GPSGPS MODEM SPDnet 安全II区安全III 区 SPTnet 磁盘阵列 终端服务器 千兆/百兆交换机服务器 路由器 物理隔离 高级应用服务器 拨号服务器 认证加密装置 前置系统 主要功能：与变电站RTU的数据通信 单机系统：11 n n 实际系统：实际系统：1 1NN
5、 前置系统前置系统系统实时数据来源系统实时数据来源 远动通信技术远动通信技术 传统的远动通信技术 串行通信 高级的通信方式网络通信高级的通信方式网络通信 采用光纤联网技术，连接距离10-100公里 基于网络的数据采集和远动 传统的通道切换方式传统的通道切换方式 使用通道切换柜 通道切换柜中插入多块 通道切换板，所有的主 备通道接入切换柜。 2N个输入 2N个输出 现在的通道切换装置现在的通道切换装置 使用智能通道板 智能通道板是一种可编程的MODEM板。 可以通过程序控制通道板在输入的主备双通道之间自 动切换。 前置机和通道板之间采用内部协议进行通信，可以在 线向通道板发送控制命令。 前置系统
6、数据接入技术前置系统数据接入技术 RTU采用串行通信，前置系统需要接入大量 的串行信号 必须提供某种设备，使前置机能够访问多 个RS232串口 传统的数据接入方式 采用串口扩展设备 先进的数据接入方式 采用通信服务器 采用通信服务器接入通信数据已成为SCADA 系统的发展趋势 采用串口扩展设备接入数据采用串口扩展设备接入数据 串口扩展设备原理串口扩展卡 采用串口扩展设备接入数据 采用通信服务器接入数据采用通信服务器接入数据 通信服务器 标准的网络设备，将串行设备连接到网络， 管理员给通信服务器分配一个IP地址，通信服 务器自动为每个串口分配一个端口号。 访问串口访问网络设备，采用标准的TCP/
7、IP 协议，socket接口 对每个串口，通信服务器提供高达230.4Kbps通信速率 前置数据采集子网前置数据采集子网 在前置工作站上安装第三块网卡。数据采集网上 连接前置工作站和通信服务器组 主流的服务器平台 PC服务器 Unix服务器,Sun/HP 主流的服务器操作系统 Unix Windows 2000 Server Linux 主流的数据库 MS SQL Server Oracle Sybase 服务器系统数据存储中心 n n 调度员工作站调度员工作站Window 2000/XPWindow 2000/XP 其他人机工作站维护、PAS分析等 WEB发布服务器 PC服务器 Window
8、 2000 Server IIS服务 操作系统(UNIX/LINUX,Windows NT)和商用数据库 软件结构软件结构 实时数据库人机交互系统软总线(事件/通信服务) API 模 型 建 立 W E B 浏 览 系 统 安 全 与 用 户 管 理 拓 扑 分 析 及 动 态 着 色 无 功 电 压 控 制 模 拟 操 作 统 计 计 算 告 警 历 史 数 据 保 存 及 查 询 事 故 追 忆 遥 控 、 遥 调 、 对 时 数 据 采 集 系统软件 支持软件 应用软件 报 表 A G C SCADASCADA系统数据流图系统数据流图 实时数据库实时数据库 以关系库为模板的、简化了的、基
9、于内存的数据库以关系库为模板的、简化了的、基于内存的数据库 SCADASCADA的基本功能（一）的基本功能（一） n n 数据采集数据采集(Data Acquisition)(Data Acquisition) n n 遥控和遥调操作遥控和遥调操作(Tele-control, Tele-adjust )(Tele-control, Tele-adjust ) n n 告警告警(Alarm)(Alarm) n n 记录记录(Logging)(Logging) n n 事故追忆（事故追忆（PDR, Post Disturbance ReviewPDR, Post Disturbance Revie
10、w） n n 事件顺序记录（事件顺序记录（SOE, Sequence of Event SOE, Sequence of Event RecordingRecording） n n 统计、计算（统计、计算（Statistics, CalculationStatistics, Calculation） SCADASCADA的基本功能（二）的基本功能（二） n n 双机切换双机切换(Failover)(Failover) n n 人机会话人机会话(Man Machine Interface)(Man Machine Interface) n n 报表报表(Report)(Report) n n 网
11、络拓扑与动态着色网络拓扑与动态着色(Network Topology, Dynamic (Network Topology, Dynamic Coloring)Coloring) n n 历史数据存储历史数据存储 n n WEBWEB浏览浏览 n n 模拟盘驱动模拟盘驱动(Mimic Up Data)(Mimic Up Data) n n 系统模型的建立工具系统模型的建立工具 SCADASCADA的基本功能数据预处理的基本功能数据预处理 n n 遥测量合理性校验遥测量合理性校验 n n 遥测值变化率合理性校验遥测值变化率合理性校验 n n 遥测值的平滑滤波遥测值的平滑滤波 n n 开关变位可信
12、性校验开关变位可信性校验 SCADASCADA的基本功能信息显示和报警的基本功能信息显示和报警 n n 质量监视质量监视 n n 安全限制监视安全限制监视 n n 开关状态开关状态 n n 停电监视停电监视 n n 计划值执行情况计划值执行情况 n n 设备状态设备状态 n n 保护和自动装置的动作状态保护和自动装置的动作状态 基于图形界面的智能化支撑环境基于图形界面的智能化支撑环境 UNIXUNIX下下MotifMotif界面界面 面向设备的图形化、一体化建模面向设备的图形化、一体化建模 历史数据查询历史数据查询 SCADASCADA信息显示的例子棒图信息显示的例子棒图 n n 适合显示适合
13、显示 机组出力机组出力 ，电压等，电压等 数据数据 SCADASCADA信息显示的例子饼图信息显示的例子饼图 n n 适合显示份额适合显示份额 数据，如水电数据，如水电 占总出力的份占总出力的份 额，某机组出额，某机组出 力占总出力的力占总出力的 份额，等份额，等 SCADASCADA信息显示的例子曲线信息显示的例子曲线 n n 适合显示某个适合显示某个 量的变化趋势量的变化趋势 ，如系统负荷，如系统负荷 ，频率，电压，频率，电压 等。等。 SCADASCADA的基本功能遥控和遥调操作的基本功能遥控和遥调操作 n n 避免误操作避免误操作 n n 返讯校验返讯校验 n n 画面提示操作信息画面
14、提示操作信息 n n 操作结果显示操作结果显示 n n 智能化防误操作智能化防误操作 n n 调度录音电话调度录音电话 SCADASCADA的基本功能的基本功能 PDRPDR，SOESOE n n 记录系统发生异常情况和事故发生的顺序记录系统发生异常情况和事故发生的顺序 n n 作用：事故后分析事故作用：事故后分析事故 n n PDRPDR：记录事故前后一段时间间隔的重要实时：记录事故前后一段时间间隔的重要实时 数据。数据。 n n SOESOE：对事故时各种开关、继电保护、自动装：对事故时各种开关、继电保护、自动装 置的状态变化信号按时间顺序排队。要求精确置的状态变化信号按时间顺序排队。要求
15、精确 的时钟同步。的时钟同步。 EMSEMS应用软件系统的数据流图应用软件系统的数据流图 拓扑 分析 可观 测性 分析 网络 通信 SCADA DB 遥信 网络 结构 母线 模型 SE结 果 实时 状态 估计 遥测 历史 断面 历史 断面 保存 超短期 负荷预测 预测数 据 外网 等值 在线 潮流 潮流结 果 静态安全评定 自动故障选择 最优潮流 校正对策分析 在线故障计算 智能化 网络建模 灵敏度分析 经济评估分析 量测系 统分析 维护 短路容量扫描 静态电压稳定 暂态稳定分析 短期负 荷预测 开停机 计划 水火电 发电计划 原有系统的问题原有系统的问题 1、信息模型私有，无标准； 2、访问
16、接口私有，可移植性差； 3、协议私有，互操作性差。 因此，如果要实现信息的集成和共享，则各信息孤岛 两两之间都需要开发专用的接口结果导致： 1、不同供应商的软件系统间集成困难； 2、不同地区的电力部门间数据交换困难； 3、随着信息系统规模的增大，甚至同一供应商的不 同软件系统间集成也越来越困难。 怎么办？怎么办？ n n 如何表达？如何表达？ 如何交互？ IEC 61970-CIM IEC 61970-CIS 图形交换草案(Scalable Vector Graphics Based) 国外研究进展国外研究进展 n n 在在19901990年，美国电力科学研究院（年，美国电力科学研究院（EPRIEPRI）确）确 立了立了CCAPICCAPI（
