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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,调度自动化系统,葛亮,20,14,年,06,月,2,调度自动化系统讲座提纲,一、概述,二、远动终端设备,三、调度主站系统,-SCADA,四、调度主站系统,-PAS,3,一、概述,1.1 电力系统的简介,电力系统是一个分布面广、设备量大、信息参数多的系统，发电厂发出电能供给用户，必须经几级变压器变压才能传输。各级电压通过输电线路向用户供电，电压从低到高，再从高到低，以利于能量的传送。电压的变换，形成不同的电压级别，形成一个个不同电压级别的变电站，变电站之间是输电线，因而形成了复杂的电力网拓扑结构。电网调度正是按照电网的这种拓扑结构进行管理和调度的。,4,一、概述,1.,2,电力系统调度的任务,尽量维持电力系统的正常运行，安全是电力系统的头等大事，系统一旦发生事故，其危害是难以估计的，因此，努力维持电力系统的正常运行是首要任务；为用户提供高质量的电能，反映电能质量的三个参数就是电压、频率和波形。这三个参数必须在规定范围内，才能保证电能的质量。稳定电压的关键是调节系统中无功功率的平衡，频率的变化，是整个系统有功功率的平衡问题，波形是由发电机决定的；保证电力系统运行的经济性，使发电成本最经济。,5,一、概述,1.,3,我国的分层调度模式,国家调度中心,大区电网调度中心,调频、调峰电厂,主网枢纽变电站,省调度中心,中型电厂,省调变电站,地区调度所,地方电厂,一般变电站,县级调度所,县级变电站,8,一、概述,1.,5,调度自动化系统的发展,SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition),即数据采集与监视控制系统，它是,EMS,的基础模块，主要完成数据的收集、处理解释、存储和显示，并把这些实时信息传递给其它应用模块。主要功能：信息处理控制、报警与处理、事件顺序记录,(SOE),、事故追忆反演,(PDR),。,能量管理系统,(EMS-Energy Management System),，是以计算机技术为基础的现代电力综合自动化系统，主要用于大区级电网和省、市级电网调度中心，主要为电网调度管理人员提供电网各种实时的信息（包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等），并对电网进行调度决策管理和控制，保证电网安全运行，提高电网质量和改善电网运行的经济性。,9,一、概述,1.,6,调度自动化系统的组成,信道,转发上级调度,通信系统,远动终端,远动系统,调度主站系统,信息转换,与控制机构,电力设备,自动装置,运行状态,和参数,控制和,调节命令,RTU,调制解调器,通信设备,厂站,调制解调器,调度计算机,人机界面,通信设备,远动终端接口,调度中心,10,一、概述,1.,7,调度自动化系统各部分功能,1.,7.1,现场信息转换与控制机构,电信号物理量的变换（电量变送器）,电流、电压、功率、电度,开关状态量,非电量信号的变换（非电量变送器）,变压器油温,直流控制母线电压,被控对象的执行机构,11,一、概述,1.,7,调度自动化系统各部分功能,1.,7.2,远动终端,RTU,数据采集,模拟量（遥测）,脉冲量（遥脉）,开关量（遥信）,遥控,为控制执行机构回路提供继电器节点,遥调,为调节执行机构回路输出控制信号,通信,12,一、概述,1.,7,调度自动化系统各部分功能,1.,7.3,通信系统,为远动系统中调度端与各终端,RTU,之间的传输远动数提供通信信道,1.,7.4,调度主站系统,接受各厂站,RTU,数据,数据处理,运行监视,控制命令下发,13,二、远动终端设备(,RTU),2.1远动终端的概念,远动终端（,RTU,）就是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，它负责采集所在发电厂或变电站电力运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。,14,二、远动终端设备(,RTU),2.,2 RTU,的基本结构,CPU,ROM,RAM,接口,接口,接口,接口,接口,接口,外设,MODEM,信道,A/D,模拟量,输入,数字量,输入,数字量,输出,D/A,模拟量,输出,AI,DI,DO,AO,集中式,15,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.1,状态量采集(遥信),通过接口电路（光电隔离）采集状态量,状态量包括开关位置、刀闸位置、保护信号等所有能提供空接点的位置信号,16,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.2,模拟量采集(遥测),交流采样,有功、无功、线电压、相电压、电流、工频频率、功率因素、基波及高次谐波分量等,变送器采样,直流变送器，主变油温、直流控制母线电压等,其他变送器,遥测越死区传送,17,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.3,脉冲量采集和处理(遥脉),采集脉冲电度表脉冲输出,累计脉冲电度量,。,18,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.4,执行控制命令(遥控),接收调度端遥控指令,遥控选择,遥控执行,19,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.5,事件顺序记录（,SOE）,当某个开关量发生变位后，记录测量对象编号、变位时刻、变位后的状态,SOE,精确记录测控对象发生事故时各设备及包含的精确动作时序，辅助调度员进行运行决策和事故分析,站内,SOE,分辨率小于5,ms，,站间小于10,ms,20,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.6,通信功能,与远方调度端进行通信,按一定的规约组织传输报文，向主站端发送,按一定的规约接受主站端的控制或者问答命令,与本地监控系统进行通信,通过串口接入站内智能通信设备,智能电度表,直流屏,五防,微机保护,通过,MODEM,进行远程维护,21,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.7,对时功能,采用全球定位系统,GPS,在,RTU,装设处安装,GPS，,通过,RS232,接口与,RTU,进行通信,采用软件对时,某些规约提供了软件对时功能，但要考虑通道时延进行修正,22,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.8,自恢复与自检测,当,RTU,事故情况下可以自动恢复运行,为了维护方便，要求,RTU,含有自检程序,23,二、远动终端设备(,RTU),2.,3 RTU,的基本功能,2.,3.9,人机界面,测量信息当地显示,参数查询,报文监视,运行方式设置,24,三、调度主站系统-,SCADA,3,.1 概述,3.1.1,调度,SCADA,系统的发展过程,单机-网络,文件存储-数据库,文字-图形,硬件前置-软件前置,冗余结构-客户服务器,数据交换-,WEB,监视控制-系统管理,远动模型-电网模型,SCADA,-,EMS,25,三、调度主站系统,-SCADA,3,.1 概述,3.1.2,国内调度自动化系统的应用现状,省级电网调度中心,SCADA、AGC、PAS、DTS,地区电网调度中心,SCADA、PAS、DTS,县级电网调度中心,SCADA,26,三、调度主站系统,-SCADA,3,.2 系统硬件结构,以太网,WEB,服务器,数据服务器,数据服务器,调度工作站,维护工作站,PAS,工作站,DMIS,系统,图形服务器,MODEM,调度工作站,DTS,工作站,远程工作站站,路由器,大屏幕投影系统,网络打印机,公用电话网,交换机,RTU,FTU,27,三、调度主站系统,-SCADA,3.,3 系统软件结构,历史数据库,客户端应用,WEB,服务器,实时数据库,实时数据库管理系统,数据服务,告警服务,控制服务,服务器网络服务接口,客户端网络服务接口,客户端应用,浏览器,ODBC/,ADO,数据库应用,实时服务器,实时客户机,前置网络服务接口,通信,管理,采样服务,实时前置机,网络接口（,TCP/IP）,规约,处理,28,三、调度主站系统,-SCADA,3.,4 运行平台,Unix,可靠性高,投资大,开发、维护、使用困难,Windows,可靠性比,Unix,系统低,投资小,开发、维护、使用容易,混合平台,服务器端用,Unix,客户端用,Windows,29,三、调度主站系统,-SCADA,3.,5 数据库系统,3.5.,1商用数据库和实时数据库,实时,数据库,数据文件,文件模式,内存,磁盘,商用关系,型数据库,数据库模式,实时,数据库,历史数据保存在商用关系型数据库中,实时刷新的数据保存在实时数据库中,30,三、调度主站系统,-SCADA,3.,5 数据库系统,3.5.,2常见的商用关系型数据系统,Oracle（Oracle,公司）,Sybase（Sybase,公司）,DB2（IBM,公司）,SQL Server（,微软公司）,31,三、调度主站系统,-SCADA,3.,6 体系结构,冗余结构，每个节点都有实时数据库,各实时库通过广播进行数据同步,客户服务器结构，只有服务器上有实时数据库,客户端通过实时数据库接口向服务器访问实时数据,32,三、调度主站系统,-SCADA,3.,7 前置通信,终端服务器,MODEM,交换机,前置服务器,RTU1,RTUn,硬件结构,服务器,SC1801,CDT,U4F,通信管理,RTU1,RTUn,软件结构,33,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.1数据库管理,实时数据库装载,实时数据库备份,实时数据维护,实时数据浏览,实时数据编辑（新建、删除、修改）,实时数据库访问接口,34,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.2 前置通信管理,规约配置,通信端口配置,通信报文查看,通信报文记录,和规约处理程序交换数据,和服务器交换数据,35,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.3 数据处理,数据采样,计算量处理,生数据处理,限值处理,统计量处理,积分量处理,36,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.4 图形系统,设备图元制作,画面制作,实时画面显示,画面浏览显示,遥控、挂牌、人工置数、变位确认等,37,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.5 告警系统,越限定义,系统告警,文本,图形,音响,打印,事件记录与查询,38,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.6 历史与计划数据管理,历史采样数据查询,计划数据编辑,历史数据编辑,历史数据处理,39,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.7 报表管理,报表制作,报表生成,报表打印,报表查询统计,40,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.8 保护管理,远方调定值,远方复归,远方设定值,41,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.9 用户管理,用户权限管理,42,三、调度主站系统,-SCADA,3.,8 系统功能,3.,8.10,WEB,系统,实时画面显示,报表查询统计,事件查询统计,历史数据查询统计,计划数据录入,WEB,用户权限管理,43,四、调度主站系统,-PAS,4.,1 概述,4.,1.1,PAS,系统和,SCADA,系统的关系,SCADA,系统面向远动模型,PAS,系统面向电网模型,PAS,系统需要,SCADA,系统中的实时数据,SCADA,系统完成数据采集与初步处理,PAS,系统在网络模型上进行高级分析,PAS,和,SCADA,系统构成,EMS,系统,44,四、调度主站系统,-PAS,4.,1 概述,4.,1.2,PAS,系统的主要作用,随着电力系统的结构日趋扩大和复杂，为保证电力系统运行的安全性和经济性，要求调度运行人员能够迅速、准确、全面地掌握电力系统的实际运行状态，预测和分析电力系统的运行趋势，对电力系统运行中发生的各种问题作出正确的处理。,EMS,高级应用软件,(PAS-Power Advance Software),正是辅助调度员完成上述任务的有力工具，也是,EMS,系统的重要组成部分。,45,四、调度主站系统,-PAS,4.,1 概述,4.,1.,3 PAS,系统的主要功能,建立电网模型,网络实时拓扑分析,状态估计获得网络实时运行方式,调度员潮流计算,负荷预测,无功电压优化,其他网络分析功能,46,四、调度主站系统,-PAS,4.,2 网络建模,网络设备参数模型,网络设备拓扑模型,网络设备测量模型,47,四、调度主站系统,-PAS,4.,3 拓扑分析,电气岛分析,合并零阻抗支路,由设备关联模型生成母线支路模型,48,四、调度主站系统,-PAS,4.4,状态估计,实施状态估计的原因,测量系统存在误差,数据不可能完全采集到,状态估计的主要原理,利用冗余测量与网络运行方程联合求解，目标为测量误差最小,状态估计的结果,获得每一节点的电压和相角,获得全网的潮流分布,49,四、调度主站系统,-PAS,4.5,调度员潮流,实施调度员潮流的原因,改变运行方式是否安全,调度员潮流计算的主要原理,获取状态估计实时断面,假设操作前后系统负荷不变,改变运行方式进行潮流计算，观察模拟操作后的网络运行是否安全,调度员潮流计算的结果,模拟操作后全网的潮流分布,50,谢谢大家,