厂站自动化系统-调控培训.

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1、江苏省电力公司 1 变电站自动化系统 江苏省电力公司 2 厂站自动化系统 n培训内容 n系统基本概念 n发展历程 n主要组成部分及其功能 n厂站监控系统 n电能量采集终端 n信息传输通道与调度数据网络 n二次系统安全防护 n厂站自动化系统及其运行 n系统简介及基本功能 n测控装置、远动或总控装置 n主计算机及操作员站 n使用及常见异常 江苏省电力公司 3 厂站自动化系统 n自动化系统的基本模型 n自动化是用技术手段解决问题的工程，日常生 活中的各种事物很少不能看到自动化的踪迹。 n例如：最原始的电饭锅，加电、加水、加米后能自 动烧饭，并可能保温，是一个典型的自动化应用。 n n 原始的电饭锅是

2、用热电偶控制的，原始的电饭锅是用热电偶控制的，103103度断电度断电 ，8585度再加电度再加电 n n 水没有干时温度总是低于水没有干时温度总是低于100100度，接通电源加热，灯度，接通电源加热，灯 亮亮 n n 水烧干后，温度上升达水烧干后，温度上升达103103度断电，加热灯灭度断电，加热灯灭 n n 冷却到冷却到8585度，再接通电源，加热灯亮，保温度，再接通电源，加热灯亮，保温 江苏省电力公司 4 厂站自动化系统 n自动化系统的基本模型 n n 自动化系统主要内容自动化系统主要内容 n测量（遥测） n信号（遥信） n控制（遥控） n调节（遥调） n数据传输和处理 n因此，自动化系

3、统总是由输入、输出、反馈控 制及生产过程组成的。 江苏省电力公司 5 厂站自动化系统 n自动化系统的基本模型 n n 工业生产中的自动化一般过程模型：工业生产中的自动化一般过程模型： n输入激励 n生产过程有所反映，测量生产过程的反映 n按照控制策略对生产过程进行反馈 n控制生产过程的稳定在目标值。 过程 输出响应 反馈 输入激励 扰动 过程 输出响应 反馈 输入激励 扰动 稳定的目标 江苏省电力公司 6 厂站自动化系统 n自动化系统基本定义 n应用工程技术，采集测量、信号、状态、运行 工况等数据，通过通信接口组织连接系统，在 计算机硬件、软件技术支持下实现当地或跨地 域的监视和控制，并在控制

4、中心的协调下保证 全系统安全、稳定、经济、优质地完成生产任 务 n变电站自动化系统的目标： n实现对电网及变电站主要设备运行监控 江苏省电力公司 7 厂站自动化系统 n变电站自动化系统 nsubstation automation system-SAS nIEC的定义是在变电站内提供包括通信基础设施在内 的自动化。这个定义只明确了包括实现自动化的设 备和通信基础设施，其它均作为来源或受控对象处 理。 n变电站一般没有连续可调节的主设备，通常变 电站自动化只包含“三遥”：遥测、遥信、遥 控（或者说：测量、信号、控制） 江苏省电力公司 8 厂站自动化系统 n变电站自动化系统技术基础 n自动控制 n

5、信息采样、处理、控制 n信息处理和传输 n编码，传送、解码、通信接口及协议 n计算机软件、硬件（处理、存储、展示、记录、分析 ） n从单片机到普通微机，从PC到服务器 n操作系统（嵌入系统、LINUX、UNIX、WINDOWS），数据 库（ORACLE、SYBASE），应用及支撑软件 n电力系统基础知识 对控制对象的了解，便于实施监视和控制 江苏省电力公司 9 厂站自动化系统 n发展历程-变电站远动及监控系统 n20世纪60s，接点式远动装置 n20世纪70s，晶体管式布线逻辑远动装置 n20世纪80s，集成电路式远动装置、指令程序式远动装 置，微机远动装置 n电子电路电量变送器、直流采样型遥

6、测，光电隔离式的遥信接 口，继电器布线型遥控执行接口，电流电压模拟量型遥调接口 ，主要实现遥测、遥信、遥控、遥控、遥调的“四遥”功能 n20世纪90s，集中式综合自动化系统 n交流采样遥测，通信接口采样其它智能设备信息，计算机型当 地监控系统 江苏省电力公司 10 厂站自动化系统 n发展历程-变电站远动及监控系统 n1995年后，分布型厂站监控系统 n单元测控装置通过通信接口组成系统，可能集成更多的智能装 置，可能实现更加全面的监控功能，测控与保护等开始融合 n2001年左右，应用以太网的监控系统 n互联方便、可靠，通信速度高，便于集成更多的设备 n2005年左右，变电站系统与网络标准建立 n

7、IEC 61850基本成型，电子式互感器将高压电量直接数字化提 供给监控、保护、计量等，实验性测试 n2008年后，数字化、智能化变电站 江苏省电力公司 11 厂站自动化系统 n发展历程-远方信息传输 n初期，电缆直接电信号传输 n以通信电缆直接传输直流电流、电压模拟量传送遥测或通过VF 调制传送，步进继电器传输信号状态，距离短（十多公里）， 数据量少 n音频低速调制解传送编码数据(1200bps及以下) n通过音频电缆 n通过电力线载波等通信支持，与电话复用传输 n可能只占用一路通道传送一定数量的数据（几百路测量数据、几 千路状态信号），可以实现与数百公里以外的控制中心中心通信 n出现循环式

8、和问答式通信规约 江苏省电力公司 12 厂站自动化系统 n发展历程-远方信息传输 n应用数据网络传送信息 n可靠、稳定 n易于多路共享（多个远方控制中心可以通过一个数 据网络及接口与一个远方终端通信） n高速，大容量，通信数据量以每秒千字或更高的速 度传送，数据量可达上万，更好地适应对厂站运行 的全面监控 n出现适应网络传送的通信协议 n网络的开放性，需要加以信息安全的防护 江苏省电力公司 13 厂站自动化系统 n电能量数据采集 n初期，脉冲计数采集 n远动装置RTU通过采集机械式电能表转盘带动的脉冲，以计数 的方式累计出电能数量，向控制中心传送 n电子式电能表发出电脉冲，RTU计数采集电能量

9、 n电能量采集终端 n读取电子式电能表内部数据，累计后向传送 n利用终端装置转换电能表接口中，让主站直接读取数 据 n智能测控装置直接计算电能量，集成到自动化系统 n智能电能表直接接入自动化系统，传送数据 江苏省电力公司 14 厂站自动化系统 n电能量数据采集装置 n终端服务器TS nDIGI或MOXA型，16个串口，232/485可配置，一个以太网口 ，将电表的485口通过TS让主站可直接访问，读取数据。 n电表必须具有存储功能 n主站读取电表底码的存储值，计算电量值 n电能量采集终端装置ERTU n创维或方天的电能量采集终端，兰吉尔的FAG等。 n电表可以不必带存储 n电量终端读取电能表内

10、部数据，累计存储并向主站传送 n智能测控装置直接计算电能量，一般只用于平衡计算 n智能电能表直接接入自动化系统，传送数据 n电表自带适应数据网络传送的接口，直接与主站通信 江苏省电力公司 15 厂站自动化系统 n终端服务器TS nDIGI或MOXA型，16个串口，232/485可配置，一个以 太网口，将电表的485口通过TS让主站可直接访问，读 取数据。 n电表必须具有存储功能 n主站读取电表底码的存储值，计算电量值 TS 电表电表电表电表 网络 主站 江苏省电力公司 16 厂站自动化系统 n调度数据网络的建立与发展 n路由器组网 n路由器，应用网络协议完成组网 n通信宽带传输支持 n站端提供

11、2M接口，调度之间提供10M或更高带宽的 传输支持 n连接变电站、各级调度 n远动数据传送，快速、稳定、可靠的实时数据传送 n电能量、保护信息，大容量的信息 n调度生产信息，多应用业务支持 江苏省电力公司 17 厂站自动化系统 n二次系统安全防护 n网络提供了方便，也因其开放性和通用性带来被入侵 、被破坏的可能，可能危及电网安全和信息安全 n计算机系统可能受病毒入侵 n主要手段 n隔离和阻挡，隔离外部联系 n硬件：加密认证装置主要应用于实时控制信息传输，硬件防 火墙主要应用电量、保护信息等准实时业务 n软件：防病毒，系统加固，主要针对计算机系统 江苏省电力公司 18 厂站自动化系统 n认证加密

12、装置 n以硬件隔离的方案实现网络隔离 n用专用密匙加密 n用专用认证方案实现点对点的通信 n主要用于电力生产控制区中具备实时控制能力通信的 认证加密防护 n硬件防火墙 n用硬件方案实现网络通信的逻辑隔离 n主要用于电力生产控制区准实时控制通信的防护 江苏省电力公司 19 厂站自动化系统 n变电站自动化系统的重要特征 n采集信息 n从互感器采集电网及主设备中的电流、电压，计算 功率、频率、相角（功率因数） n采集运行状态，断路器、隔离开关、接地刀闸分、 合状态，设备告警、异常信号，保护装置动作信号 等 n从传感器采集温度、档位、油位、压力 江苏省电力公司 20 厂站自动化系统 n变电站自动化系统

13、的重要特征 n传送采集到的信息 n向后台机传送信息，以实现当地监视 n向远动单元传送信息，并通过远动单元及信息传送 到控制中心，以实现远方监视 n向相邻设备传送信息，以实现联动或闭锁 n存储和显示数据 n以便于监视的方式显示信息 n记录采集的信息，为追溯或分析以往的事件提供基 础资料 江苏省电力公司 21 厂站自动化系统 n变电站自动化系统的重要特征 n接收命令并完成控制与调节 n从人机接口（MMI）收控制命令，解析、校核正确 性后向控制对象传送，驱动控制对象按命令动作 n从远方通信接口接收控制命令，解析、校核正确性 后执行控制 n从远方通信接口接收调节命令，解析、校核正确性 后向调节对象发出

14、与调整目标具有严格对应关系的 连续变化的信号，驱动调整目标设备按要求工况运 行 江苏省电力公司 22 厂站自动化系统 n变电站自动化系统的重要特征 n各环节之间依靠数据通信连接，按照各单元相 对独立，系统整体紧密连接运行 n各装置之间的数据通信是建立自动化系统的关 键因素，其通信质量直接影响系统整体的功能 和性能 江苏省电力公司 23 厂站自动化系统 n变电站自动化系统的主要组成部分 n站控层： n主机及操作员工作站，数据处理及通信单元，智能接口装置 n网络 n交换机及网络接口 n间隔层 n测控单元、保护测控一体化装置、接入系统的其它装置 n过程层（一般只在数字化或智能变电站） n合并单元、智

15、能终端装置、过程层网络设备 江苏省电力公司 24 厂站自动化系统 n省内500kV变电站的主要结构 n二层设备一层网络 n间隔层 n测控装置、保护测控装置及接入系统的保护装置和其它智能装置 n网络 n交换机及网络接口，联接间隔层设备与站控层设备 n站控层 n主机、操作员站、智能接口装置 n二层结构是当前的主流方案，无站内总控单元，站内 监控与远方独立，可互为备用，缺点是后台与远方监 控的数据一致性稍差，但一般不影响使用 江苏省电力公司 25 后台机远动机 测控单元保护设备智能接口装置 智能装置或保护装置 TA、TV开关及 其它现场设备 调度或监控中心 江苏省电力公司 26 厂站自动化系统 n省

16、内500kV变电站的主要结构 n三层设备二层网络 n间隔层 n测控装置、保护测控装置及接入系统的保护装置和其它智 能装置 n网络 n交换机及网络接口，联接间隔层设备与站控层设备 n站控层 n主机、操作员站、智能接口装置、远动单元 n后台与远方都依靠远动单元传送数据，当远动 单元故障时可能使当地与远方监控都失效 江苏省电力公司 27 后台机 远动机 测控单元 保护设备 智能接口装置 智能装置或保护装置 TA、TV开关及 其它现场设备 调度或监控中心 江苏省电力公司 28 厂站自动化系统 n500kV变电站监控系统的主要设备及厂家 n上海惠安+南瑞科技 nD25+D200+RD800（NS2000，BJS，惠安的后台等 ）， nD25与D200之间用485口，D200与后台之间用以 太网，三层设备二层网络结构 nD25以以太网连接D200及后台，二层设备一层网 络结构 n南京中德+南瑞科技或中德 n6MD6X+SICAM+OPEN2000，三层设备二层网络结 构 n6M