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1、,SCADA设计原理及功能详解(内部资料),国电南瑞科技股份有限公司电网分公司,OPEN-3000,培训提纲,概述 总体数据流 数据处理 计算功能 统计功能 越限监视 网络拓扑(专题讨论) 计划值管理,培训提纲,多态的应用 画面操作 控制功能 事件和告警 主要进程及运行配置 外部接口(专题讨论) 常见问题排查,概述,实时监控子系统(SCADA)是架构在OPEN-3000统一支撑平台上的最基本应用,接收前置子系统(FES)送来的实时数据,实现完整的、高性能的实时数据监控与处理,是EMS其它应用的数据基础。,概述:主要功能,数据处理 计算与统计考核 控制与调节 事件和告警处理 拓扑分析 事故追忆与
2、反演 人工操作 集控功能 外部接口,概述:体系结构实时系统中的SCADA应用分布,实时系统,实时态(ctx 1),SCADA,SCADA_SIM,SCADA,SCADA_RELAY,SCADA_RFES,SCADA,调试态(ctx 16) (未来态),研究态(ctx 4,8) (事故反演、 极值潮流),研究模式,概述:体系结构其它子系统中的SCADA应用分布,实时态,DTS系统,SCADA,培训态(ctx 2),SCADA,实时态,WEB系统,SCADA,SCADA_RELAY,SCADA_RFES,总体数据流:内部数据流,总体数据流:外部数据流,总体数据流:基于动态信息库的数据流(南网),动
3、态信息数据库 服务器,动态信息库,SCADA服务器,SCADA 实时库,历史数据库 服务器,ORACLE,图形显示,工作站,历史数据 处理,实时数据 处理,实时采集 人工置数 计算,实时数据源,动态信息库的应用: 实时曲线(小时曲线) 图形历史反演 报表 其他统计、考核,数据处理:概述,数据类型 遥信 遥测 遥脉(很少用) 数据来源 前置 人工置数 计算 其他应用,数据处理:概述,内部描述: 关键字描述: struct KEY_ID_STRU int record_id;/定位到某张表的某个设备 int column_id;/定位到某个域,即量测类型 数据库按字符串存储,如“026000001
4、20030” 实时数据描述: 遥信 char value;/遥信值,0/1 int status;/状态(质量码),多选菜单显示 遥测 float value;/遥测值 int status;/状态 遥脉 int value;/脉冲值 int status;/状态 数据库用两个域存储:值域、状态域,状态域内部域号值域内部域号1,数据处理:概述,内部描述: 遥测: 设备表、测点遥测信息表 前置遥测定义表 (三相量测的特殊处理) 遥信: 断路器表、刀闸表、接地刀闸表、保护节点表、测点遥信信息表 前置遥信定义表 (三相遥信的特殊处理) 遥脉: 遥脉量表 前置遥脉定义表,数据处理:概述,逻辑结构,数据
5、处理:数据库触发关系,厂站触发,厂站信息表,通道表,通讯厂站信息表,数据处理:数据库触发关系,遥信触发,数据处理:数据库触发关系,遥测触发,数据处理:概述,基本处理机制 基于报文的触发处理 主要报文类型: 全数据报文 变化数据报文 操作数据报文 事件报文,数据处理:遥信(集控重点),类型 一次遥信: 断路器、刀闸、接地刀闸、直流设备(南网) 二次遥信: 硬接点保护、信号量 虚拟遥信: 计算,数据处理:遥信基本功能,基本功能 更新实时库 变化告警 变化数据通知,数据处理:遥信主要功能,双位遥信 数据库描述: 设备表:一条记录;前置遥信定义表:两条记录 stat、vice_yx_status均无“
6、非实测值”状态位 基本参数:双位延迟时间 正常变位:同时收到主、辅遥信变位报文,遥信值不同 异常变位:主遥信变位、辅遥信变位 坏数据:主、辅遥信值相同 画面多态图元显示,数据处理:遥信主要功能,三相遥信(集控,220kV设备) 数据库描述: 设备表:一条记录;前置遥信定义表:多条记录(3-6) stat、yx_status_2、yx_status_3均无“非实测值”状态位 基本参数:三相延迟时间 正常变位:同时收到三相遥信变位报文,遥信值相同 异常变位:A相变位、B相变位、C相变位 三相不一致: 三相遥信值不一致 画面多态图元显示,数据处理:遥信主要功能,事故判断 基本参数:事故延迟时间 基本
7、功能: 断路器分闸 事故总动作断路器分闸 保护动作断路器分闸 特殊功能: 与微机保护联动(集控) 串补站断路器合闸(集控) 信号不全情况:保护信号;开关信号 与遥测结合(不推荐) 启动PDR,数据处理:遥信主要功能,重合闸(集控) 判断依据: 重合闸保护信号动作断路器分闸断路器合闸 成功:保持合闸状态 失败:未保持 延时告警(集控) 保护动作后一定时间内收到复归信号则这两条告警均不上送告警窗,仅保存至历史库 告警延迟时间,数据处理:遥信主要功能,计时告警(集控) 保护动作后一定时间内未复归,超时告警 计时时间 计次告警(集控) 一定时间内保护动作频繁,动作频繁告警 计次时间、计次次数,数据处理
8、:遥信主要功能,特殊处理 全数据判定 备通道补送 误遥信 检修/冷备用状态 不带电状态 计算 参数变化 遥控 模拟,数据处理:遥信主要功能,其他 统计变位次数 统计事故变位次数 超出次数告警 告警抑制:单点、间隔、厂站 相关参数控制,数据处理:遥信质量码,遥信质量码 非实测值:该遥信未从前置采集 计算值:该遥信来源于计算 工况退出:采集中断而导致数据不再刷新 遥信变位:该遥信出现遥信变位,尚未确认 事故变位:该遥信出现事故分闸,尚未确认 坏数据:针对双位遥信,校验异常 三相不一致:三相校验异常 告警抑制:该遥信相关的告警仅保存历史库 正在遥控:该遥信处于遥控状态 置数:该遥信的数值为人工置数值
9、 封锁:该遥信的数值为人工置数值且保持住 正常:该遥信处于正常状态 未初始化:该遥信未刷新,数据处理:光字牌(集控),设计原则 逐层查询、各层联动 数据库定义与存储 保护节点表:是否光字牌、间隔ID 光字牌值、光字牌状态 画面显示与操作 光字牌图元 色彩配置:颜色、闪烁 操作:确认、复归、封锁、抑制 与普通遥信的区别,数据处理:光字牌(集控),分类 责任区总光字牌:一般设在主画面上,是该责任区所管辖的所有厂站的光字牌的集合。 厂站总光字牌:责任区总光字牌的下一层,是该厂站下所有间隔的光字牌的集合。 间隔总光字牌:厂站总光字牌的下一层,是该间隔下所有光字牌的集合。 间隔内光字牌:最底层的光字牌,
10、对应某个具体的信号,只要该信号未确认或未复归,该光字牌都会有反映,数据处理:光字牌(集控),动作过程 正常时所有光字牌应为绿色平光(自定义)。 某一间隔的一个光字牌动作后,该光字牌变红色并闪烁(自定义),该间隔总光字牌、该厂站总光字牌及该责任区总光字牌均变红色并闪烁。 监控员通过责任区总光字牌闪烁知道有光字牌动作,逐层点击进入到间隔光字牌图后确认。确认后该光字牌停闪;若该间隔内的所有光字牌均已停闪(确认),则间隔总光字牌停闪;若该厂站的所有间隔总光字牌均已停闪,则厂站总光字牌停闪;若该责任区的所有厂站总光字牌均已停闪,则责任区总光字牌停闪。 信号复归后,该信号对应的光字牌变为绿色;若该间隔内的
11、所有光字牌均为绿色(复归),则间隔总光字牌变为绿色;若该厂站的所有间隔总光字牌均为绿色,则厂站总光字牌变为绿色;若该责任区的所有厂站总光字牌均为绿色,则责任区总光字牌变为绿色。,数据处理:遥测基本功能,基本功能 合理范围校验(遥测定义表,合理值上/下限) 更新实时库 多种替代处理 变化数据通知,数据处理:遥测主要功能,对端代处理(T接线除外) 自动对端代 替代条件:线路一侧遥测状态异常,另一侧正常 人工对端代 替代方式,数据处理:遥测主要功能,旁路代处理 替代方式 替代结果 正常 异常,数据处理:遥测主要功能,遥测跳变判断 条件定义 方向:升/降 阀值:变化值/变化率 时间:变化时间、保持时间
12、 告警提示 跳变 事故跳变(启动PDR),数据处理:遥测主要功能,状态估计值替换显示(南网) 替换条件 状态估计正常 自动判断:根据状态估计结果 人工指定 替换方法 图形显示,数据处理:遥测质量码,遥测质量码 非实测值:该遥测未从前置采集 计算值:该遥测来源于计算 工况退出:采集中断而导致数据不再刷新 无效:采集有问题 越限:该遥测处于越限状态 跳变:该遥测处于跳变状态 坏数据:旁路代路异常 取状态估计:该遥测被状态估计值替代,数据处理:遥测质量码,遥测质量码 被旁路代:该遥测被旁路遥测替代 被对端代:该遥测被对端遥测替代 取状态估计:该遥测被状态估计值替代 不变化:该遥测一段时间内数值未有变
13、化 置数:该遥测的数值为人工置数值 封锁:该遥测的数值为人工置数值且保持住 正常:该遥测处于正常状态 未初始化:该遥测未刷新,数据处理:多源分类,站多源 以通道为对象,按通道选优、切换 点多源 以测点为对象,按测点选优、切换 处理范围 前置采集 计算 人工置数,数据处理:多源站多源(多通道处理),数据库设置 后台一个测点,前置多份定义、发送一份数据 通道设优先级 选优策略 按通道质量 虚拟站多源 转发通道拆分为多个虚拟通道(分发通道),分别与相应的直收通道比较 优势 简单可靠、方便、节约资源,数据处理:多源点多源,数据库设置 后台多个测点,前置发送多份数据 点多源表建立关联,dbi或专用界面
14、选优策略 按来源优先级与数据质量 处理方式 报文触发处理 优势 及时、高效,数据处理:多源点多源,实现方法 自动 人工 查询 对话框 TIP,计算功能,公式计算 特殊计算 电度计算 历史计算 其他,计算功能:公式计算,通用功能,不局限于SCADA 公式定义 公式定义表 多应用 周期自定义 优先级自定义 种类丰富的函数库 灵活的高级语法支持 计算结果状态位 可疑:参与计算的某个分量在数据库中已删除而导致计算异常 分量不正常:参与计算的某个分量状态不正常(如工况退出等),计算功能:特殊计算,数据库定义 特殊计算表 算法固定的计算 通用的公式计算的补充 计算类型 多值选择 档位计算 ,计算功能:电度
15、计算,类型 硬电度:脉冲电度,针对遥脉量 软电度:积分电度,针对任意遥测或计算量 触发式采样 自定义累加周期,一个周期结束后计算结果保存至历史库,适应多种时段需求的统计,计算功能:历史计算,基于历史采样数据,根据公式定义进行重计算 启动条件 自动计算:周期性,修正计算点的历史数据 人工计算:触发式,修改历史数据后提示,确认后计算,计算功能:其他,功率因数计算 电流自动计算 电流负载率计算(集控) 变压器分支开关计算 方式比较 多种列表输出,统计功能,实时统计 极值统计(是否保存极值断面可自定义) 历史统计 基于采样数据 数值统计:最大、最小、平均、负荷率 基于告警数据 次数统计:越限次数、变位
16、次数、操作次数 时间段统计:分闸时间、合闸时间,统计功能,其他统计 扩展性强的统计功能,在报表的“通用统计”中定义,query_stat_server处理. 配置文件:stat_client.ini 主要功能: 电度:历史电度、实时电度 合格率:历史合格率、实时合格率 事故、保护、遥控次数统计 峰谷差、峰谷比、负荷率 ,越限监视,遥测越限 面向测点(任意遥测或计算量) 设备越限(很少用) 面向设备:母线、线路、变压器、发电机 稳定断面监视(网省调重点) 面向稳定断面,断面可自定义,越限监视:遥测越限,限值定义 最多支持四组 限值类型:绝对值、百分比 动态限值 判断结果 多种告警状态 普通越限 事故越限,越限监视:稳定断面监视,稳定断面定义 专用界面、独立权限 在线修改 名称、条件、实际值、限值 判断结果 告警提示 按条件以多种列表提示 统计分析,网络拓扑(专题讨论),电气岛分析 旁路代识别 不平衡量计算,网络拓扑:电气岛分析,基本概念 逻辑母线:闭合断路器和隔离开关连接的节点(物理母线) 电气岛: