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1、 配电SCADA系统 第六讲配电SCADA系统的内容1 配电SCADA的功能 2 配电SCADA的基本组织模式 3 配电SCADA的硬件系统 4 配电SCADA的软件系统 5 配网SCADA与AM/FM/GIS系统的集 成 1 配电SCADA系统的功能配电SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统既应该包括面向数据采集和监 控系统的模型和方法，也需要包括面向电力系统 连接即网络拓扑的模型和方法，为配电管理系统 提供一致、完整、可直接使用的电力系统模型。 常规功能包括“数据采集(遥测、遥信)、报警、状 态监视、遥控、遥调、事件顺序记录、统计
2、计算 、趋势曲线、事故追忆、历史数据的存储和制表 打印”。 非常规功能包括“支持无人值班变电站的接口、实 现馈线保护的远方投切，定值远方切换、线路动 态着色、地理接线图与信息集成”。 2 配电SCADA系统的基本组织模式1) 配网SCADA的基本监控对象 监视向配电网供电的变电站10kV出线 10kV线路的监控 10kV开闭所、配电变电所的监控。监测内容：开关状态，有功功率、无功 功率、三相电电流、三相电压电压 、功率因数 、分接头位置等 。控制内容：负荷开关、断路器的遥控操 作。 2）配电SCADA系统的分层组织方式配电SCADA系统由于存在大量分散的数据采集 点，一对一的组织方式就需要有大
3、量的通信通 道，在主站端也需要有与之规模相应的通信端 口，这种组织方式实际上是不可能实现的。 配电电SCADA一般采用分层组织测层组织测 控单单元的方式 ，把分散的RTU组织组织 成若干个通信区域(子站)， 监监控信息首先在通信区域内集中，然后再上传传 到配电电管理中心(主站)。一个主站可以对应对应 多 个子站。若分散的测测控单单元数量巨大，还还可以 进进一步分层层，子站有二级级直至多级级子站 配电SCADA系统的分层体系结构3）通信方式有：多点共线方式；多点环形方式；RTU/FTU主从结构方式4）配电SCADA主站、子站的设置配电SCADA主站的设置：在一个城市的配电管理中心需 要设置配电自
4、动化的主站系统 另一种方案是配电管理中心和电力调度中心合而为一 配电SCADA子站的设置：配电自动化系统远方终端把 它命名为“中压监控单元(配电自动化及管理系统子站) 基本功能为： (1)收集馈线远方终端故障电流或故障电压信息，完成故 障识别； (2)向馈线远方终端发遥控命令，实现故障隔离和恢复供 电的功能； (3)采集变电站内的并收集馈线远方终端的状态量，状态 量变位优先向上级主站传送；(4)实现对变电站电压、电流、有功功率、无功功 率、功率因数、频率或者谐波值的测量、采集直流 量并向上级主站传送； (5)接收并执行上级主站的遥控命令或者电容器投 切及返送校核； (6)采集事件顺顺序记录记录
5、 并向上级级主站传传送； (7)采集脉冲量并向上级级主站传传送； (8)接收并执执行对时对时 命令(或者GPS对时对时 )； (9)具有程序自恢复功能； (10)具有设备设备 自诊诊断或者远远方诊诊断功能； (11)具有通道监视监视 的功能； (12)具有后备电备电 源，并可在主电电源失电时电时 自动动投 入。 (1)变电站自动化(SA)系统兼作配电SCADA子站。变电站内 馈线开关的数据采集和监控由站内RTU来完成，线路上各 环网开关、负荷开关、街道配电站的数据采集和监视控制 ，由安装在环网开关、负荷开关、街道配电站内的馈线远 方终端(FTU)来完成。该方式不适用于已经实现变电站自 动化的情
6、况。 (2)配电SCADA子站独立于变电站自动化(SA)系统，该方式 适用于已经实现变电站自动化的情况。SCADA子站和安装 在环网开关、负荷开关、街道配电站内的馈线远方终端 (FTU)通信，完成线路设备的监控。子站不包括变电站监 控功能，变电站自动化系统或RTU数据直接送上级主站。 如果要在子站系统完成故障识别、故障隔离和供电恢复功 能，则必须有变电站出线开关的配合，它要和变电站自动 化(SA)系统或者RTU通信，或通过与上级主站通信取得变 电站出线开关的有关信息，对它实现监控。3 配电SCADA系统的硬件系统配网SCADA的计算机后台系统由SCADA服务器、操作工作站、打印输 出设备、图形
7、数字化仪以及计算机网络设备等几个部分组成。 1）配网自动化系统子站，如果用变电站综合自动化的后台系统兼 作配网SCADA子站，这时服务器、操作工作站以及前置机都由同一 台计算机担任。系统的可靠性要求，配两台计算机互为热备用，并 通过局域网互联。 配电SCADA主站系统配电管理中心的SCADA主站系统除了必须具备变电站 SCADA子站系统的功能之外，还要完成其他的SCADA功 能和配电高级应用软件(DPAS)功能。配电SCADA主站系统总体结构图配电管理中心的主站系统还包括GIS工作站、SDE服务器、 图形编辑生产管理工作站以及Web服务器 配电SCADA主站系统各模块功能(1)主服务器和备服务
8、器：存放实时数据和历史数据， 且两台服务器互为备用； (2)SDE服务器：GIS系统的服务器，存放GIS系统所有 的电子地图、设备属性数据、用户资料等数据； (3)GIS工作站：显示以地图为背景的实时系统运行工 况图； (4)调度员工作站：显示系统单线图和实时数据； (5)图形编辑生产管理工作站：GIS系统维护和日常 的生产管理； (6)高级应用软件工作站：高级应用软件计算，分析； (7)维护工作站：对整个网络进行监视，维护； (8)数据采集(通信)工作站：相当于前置机功能，用来 和子站进行通信中，由于采用了网络终端服务器，数 据采集工作站(前置机)被省略。几个基本概念前置机的概念：SCADA
9、系统的前置机负责规约转换和数 据预处理。早先，由于计算机的处理能力有限，为了 减轻主机(服务器)的CPU负担，一般都要配备专门的计 算机来运行前置数据处理程序，这就是SCADA系统的前 置机。 实际上，前置机只是一个逻辑概念，如果主机(服务器 )的处理能力足够强，前置数据处理程序可以直接运行 在主机(服务器)上，让主机(服务器)兼作SCADA系统的 前置机。4 配电SCADA系统的软件系统1) SCADA系统的软件层次模型SCADA系统的软件可以分为三个层次操作系统 、支撑软件、应用软件。操作系统位于系统的 最底层 2）配电SCADA系统的软件逻辑构成SCADA系统是人(调度员以及运行管理人员
10、)和监控对象 (变配电站的开关和线路等设备)的一个中介，因此 SCADA系统除了其核心部分，还应包括系统和监控对象 的接口、系统和人(使用者)的接口。基于这么一个认 识，SCADA系统在逻辑上可以分为三个部分 数据处理系统 前置机系统 人机联系工作站 2）配电SCADA系统的软件逻辑构成数据处理系统是SCADA系统的核心部分。首先，它包括 SCADA数据库和数据库维护的功能 前置机系统和现场的RTUFTU打交道，完成系统和监 控对象的接口。前置机软件包括串行口通信功能、规 约转换功能、数据预处理功能以及和数据处理系统通 信的功能 人机联系工作站负责提供用户界面，如图形、表格甚 至声音、动画等等
11、。此外，人机联系工作站还为用户 提供向RTUFTU发控制命令(如遥控)的手段 3）配电SCADA系统的Client/Server网络模型4) 配电SCADA系统软件结构5）配电SCADA数据库系统6）配电SCADA系统核心软件模块 数据处理系统 告警处理系统 用户安全管理系统 数据采样和历史数据管理系统 SCADA图形软件 SCADA报报表软软件 SCADA前置机软软件 5 配电SCADA系统与AM/FM/GIS系统的集成 两种集成方式 SCADA和AMFMGIS之间的数据交换 SCADA向AMFMGIS提供数据 AMFMGIS通过SCADA发遥控命令 AM-Automation Mappin
12、g，自动成图； FM-Facility Management，设施管理； GIS-Geographic Information System，地理信 息系统 H市区配电自动化系统的组织H市区配电网的特点：分布比较集中，因 此比较便于采用分层集结的策略进行配 电自动化系统组织。 H市配电SCADA系统的区域规划方案如 下图所示：Y市区配电自动化系统的组织Y市城区配电网的特点：网络主要集中于 2km-3km的地理范围内，因而有可能采 取一些特殊的方法，以较低的代价构成 有效且可靠的通讯网络和电源供应策略 。 Y市城区配电SCADA系统的体系结构如 下图所示：Y市城区配电SCADA系统主干信道的通信设备Motorola公司的MOSCAD配电SCADA系统Motorola公司的MOSCAD配电SCADA系统Motorola公司的MOSCAD配电SCADA系统
