（电气工程专业论文）配网自动化主站系统研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：l 幻速日期：2 塑盛 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：l 整 丝导师签名：翻生日期：盟 捅望 配网自动化是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成 自动化系统。配电自动化主站系统是配电自动化系统的核心，监视整个配网实时 运行状况，管理整个配网的运行设备。结合平阴县供电公司城网改造采用的国电 南京自动化股份有限公司d s 3 0 0 0 系列配网自动化全套系统，特别是主站系统，研 究配网自动化主站系统的主要功能及技术性能要求。本系统的所有功能和设置均 从配电系统的应用出发，除具备常规的配电网s c a d a 子系统外还具有实时性极强 的配电地理信息系统( a m f m g i s ) 、智能化的故障处理和负荷转移决策系统、真 正应用于配电网运行分析的配电管理系统等内容进行充分的研究和介绍。 本论文主要介绍和研究了d s 3 0 0 0 配网自动化主站系统的s c a d a 功能、w e b 发布功能、f a 馈线故障处理功能、配网自动化f a 仿真软件、电网调度员培训仿 真功能( d t s ) 、高级应用软件功能( d p a s ) 、g i s 功能等。同时对主站系统系统技 术指标及主站的软硬件配置进行了一定的研究和筛选。 【关键词】：d a ： s c a d a ： d m s ： 配网自动化； 数据采集和控制； 配电管理系统； a b s t r a c t d a ( d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n ) i sa ni n t e g r a t e da u t o m a t i cs y s t e m w h i c h m o n i t o r s ，a d j u s t sa n dc o n t r o l st h ee q u i p m e n t si nt h ed i s t r i b u t i o ns y s t e m t h em a i ns t a t i o no fd a ，c o r eo fd a s ( d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ns y s t e m ) ， m o n i t o r st h ef u n c t i o n so ft h ew h o l ed i s t r i b u t i o n a n da d m i n i s t r a t e sa 1 1 t h ee q u i p m e n t si n c l u d e d b yr e f e r r i n gt ot h ee n t i r es y s t e mo fd s 3 0 0 0 ， e s p e c i a l l y t h em a i ns t a t i o n s y s t e m ，p r o d u c e db y g u o d i a nn a n j i n g a u t o m a t i o nc o l t d ，a n dn o wu s e db yp i n g y i np o w e rp l a n tf o rt h ec i t y d i s t r i b u t i o nr e c o n s t r u c t i o n t h ee s s e n t i a lf u n c t i o na n dt h et e c h n i c a l r e q u i r e m e n to fd a s sm a i ns t a t i o ns y s t e ma r ei n v e s t i g a t e d a l lt h e f u n c t i o n sa n dt h ei n s t a l l a t i o no ft h i ss y s t e ma r eb a s e do nt h ea p p l i c a t i o n o fd i s t r i b u t i o ns y s t e m t h ei n v e s t i g a t i o nc o v e r sp o w e r f u lr e a l t i m e d i s t r i b u t i o n g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o n s y s t e m( a l d f m g i s ) ， i n t e l l e c t u a l i z e de x c e p t i o nh a n d l e s c h a r g e d i v e r td e t e r m i n a t i o ns y s t e m a n dd m s ( d i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ) s p e c i a l l yf o rd i s t r i b u t i o np o w e r a n a l y s i s ，b e s i d e st h eu s u a ld as u b s y s t e ms c a d a ( s u p e rc o n t r o la n dd a t a a c q u i r e ) t h i sd i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e sa n ds t u d i e st h es c a d af u n c t i o n w e b s p r e a d i n gf u n c t i o n ，f af e e d e rt r o u b l eh a n d l e s ，d ap ae m u l a t o rs o f t w a r e ， d i s t r i b u t o rt r a i n i n gs y s t e m ( i t s ) ，d p a s ，a n dg i sf u n c t i o n so fm a i ns t a t i o n s y s t e mo fd s 3 0 0 0 a tt h es a m et i m e ，t h et e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o na n d c o n f i g u r a t i o no f h a r d w a r ea n ds o f t w a r ea r ea l s oi n v e s t i g a t e da n d s e l e c t e d k e y w o r d d a ：d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n ； s c a d a ：s u p e rc o n t r o la n dd a t aa c q u i r e ； d m s ：d i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ； 4 1 引言 随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，对电力的需求越 来越大，促使电力事业迅速发展，电网不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性 的要求也越来越高，甚至连发生电源的瞬时中断都无法忍受。“电力法”和国家 电网公司承诺制的公布和贯彻实行，更要求电力供应部门提供安全、可靠、经济、 环保和高质量的电能。传统的技术和管理手段已经无法适应新的形势，配电自动 化应运而生。 配电自动化是对配电网上的设备进行远方实时监视、测量、协调及控制的一 个集成系统。它是现代计算机技术、通信技术、微电子技术和自动控制技术在配 电网监视与控制上的应用。我国自1 9 9 6 年起，开始探索配电网自动化工作，并 在少数城市进行了试点。到1 9 9 8 下半年，随着大规模的城乡电网建设与改造工 作的启动和国际、国内技术与装备的逐渐成熟，应用范围逐渐扩大。 1 1 配电自动化主站系统概述 农网配网自动化系统是指对农网中低压配网进行监视、控制以及管理的自动 化系统配网自动化主站系统( 简称配网主站) 是整个配电自动化系统的监控、 管理中心。 配电主站系统是配电自动化系统的核心，监视整个配网实时运行状况，管理 整个配网的运行设备。本系统的所有功能设置均从配电系统的应用出发，除具备 常规的配电网s c a d a 子系统外还具有实时性极强的配电地理信息系统 ( a m f m g i s ) 、智能化的故障处理和负荷转移决策系统、真正应用于配电网运行 分析的配电管理系统等内容。 硬件平台：支持多种基于r i s c 的s u n 系列、i b m 、h p 、a l p h a 系列等计算机 设备。 操作系统：操作系统采用w i n d o w sn t 2 0 0 0 或u n i x ，具有可设优先级的抢 占式多任务、多线程管理内核；其安全性符合c 2 级标准；内嵌完善的网络通讯 管理功能。 系统网络：采用分流冗余的双网机制，遵循1 s o o s i 七层网络参考模型及 t c p i p 国际标准协议。采用跨网解决方案，配电自动化系统采用专用高速局域 网，与其他系统通讯采用网关方式，从而保证整个系统的安全性、一致性和实时 5 性。 g i s 平台：将配电g i s a m f m 和配电s c a d a 从根本上一体化设计，系统将 g i s 作为支撑平台的一部分融入配电自动化系统的支撑平台，将复杂的配电网络 与地理信息背景紧密地结合在一起，让整个配电自动化及配电管理系统共享g i s 应用。同时系统也支持a r c i n f o 、g r o w 、m a p v i c w 等地理信息平台。 系统通信：系统的通信包括配电主站的网络通信、配电主站和配电子站的通 信、配电子站和户外终端设备的通信、以及配电自动化系统与其他系统的通信。 系统的网络通信支持计算机数据通讯协议i e c 6 0 8 7 0 6t a s e 2 ( i c c p ) 国际标准 协议，远动通信协议支持新部颁c d t 规约、扩展c d c - 8 8 9 0t y p e i i 、u 4 f 、 i e c - 8 7 0 - 5 - 1 0 1 、d n p 3 0 及i e c 一8 7 0 - 5 - 1 0 3 、i e c 一8 7 0 5 1 0 4 等。 系统的安全和保密性 为了保证系统安全可靠运行，本系统采取如下措施： ( 1 ) 系统管理员、维护人员、操作人员、仿真培训等层次的分级分层权限 管理； ( 2 ) 采用防火墙和网关来隔离本系统与其他系统的数据交换； 1 2 编写论文的实际意义 论文作者陈健所在单位为平阴供电公司，平阴供电公司正在进行城网改造工 作，而投资7 8 0 多万元的配网自动化工作是重中之重的工作，采用的为国电南京 自动化股份有限公司d s 3 0 0 0 系列配网自动化全套系统( 含主站系统、终端系统) 。 平阴县电网现状为：全县共有l o k v 线路5 4 条，其中向平阴城区供电的l o k v 线 路1 3 条，公用电源有l l o k v 平阴变、1 l o k v 北土变、l l o k v 城东变、3 5 k v 工业 变和3 5 k v 栾湾变5 座变电站，l o k v 配电线路均为架空线路。县城区主要由l o k v 配电线路北土变振兴线、翠平线、东关线，工业变黄河南线、黄河北线、南山线、 轻工线、市政线、局专线，平阴变电站青龙线，城东变工东线和栾湾变安工线、 三皇线供电。主线路线径基本为9 5 m m 2 或以上，线路问具备联络条件。 平阴城区配网自动化依据“根据平阴城区配电线路的实际状况，结合网架未 来改造舰划，进行总体规划，分步实施”的原则进行设计，本期对已建成和即将建 成的主干线路、负荷较重线路实施配网自动化，采用国内外主流、成熟的设计方 案，实现平阴配网的自动化及实用化。 通过平阴县供电公司进行的配网自动改造工作，结合研究配网自动化的主站 系统，对我们公司的配网改造有了深入的了解，并据此对配网主站系统有了更加 深入的了解和提高。 1 3本文的主要工作 论文的研究对象是配网自动化主站系统，主要包括以下几个方面的内容。 1 、介绍了平阴供电公司配网自动化系统的需求和满足标准，以及进行配电 自动化设计的设计原则。 2 、配电自动化系统的硬件结构，采用的网络及各项功能的实现方式。 3 、配网自动化系统的系统软件结构，主要的软件配置和基本功能配置。 4 、本人重点研究了配网自动化的配电管理系统( d m s ) 在实际中的具体运用。 同时对调度员进行仿真培训的内容有一定的认识和独到见解。还介绍了配网自动 化主站的其他各项系统功能，包括其支撑环境、数据库功能、基于地理信息的配 调s c a d a 系统、基于w e b 的实时信息发布功能、f a 馈线故障处理功能、配网自 动化f a 仿真软件、电网调度员培训仿真功能( d t s ) 、高级应用软件功能( d p a s ) 、 配电网自动绘图设备管理地理信息系统( a m f m g i s ) 等功能。 5 、介绍配网自动化主站系统技术指标，重点介绍实时性指标、信息处理指 标和其他指标等。 6 、配网自动化主站的配置，包括硬件配置和软件配置 2 配网自动化需求和满足标准 配网自动化是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成 自动化系统。它是近几年发展起来的新兴技术和领域，是现代计算机技术和通信 技术在配电网监视与控制上的应用。随着平阴市的近年来的综合经济实力的快速 增长，整个市区对供电质量的要求随之提高，对城区i o k v 配电线路一次开关进行 自动化改造本期配网自动化工程要求在平阴县县城现有供电状况的基础上，根据 平阴县城区发展规划及电网发展规划，结合城网改造计划制定，平阴供电公司所 采用的d s 3 0 0 0 配网自动化主站系统满足如下要求。 2 1 满足标准 本文研究的国电南自d s 3 0 0 0 系统符合标准化组织标准、工业标准和电力系 统行业标准三大标准的相应要求。 7 2 2 设计原则 系统基于光纤以太网通讯模式，确保数据传输的实时高效以及需主站干预模 式的故障区域隔离功能的可靠。应用软件面向大型商用数据库，进行分布化设计， 把应用软件的各组成部分，分配到系统的各个网络节点上。对于收到的实时数据， 采用u d d 广播方式，网络各个接点收到广播报文后，写入自己的实时数据库， 从而提高整体性能和响应速度。具有较强的网络管理功能，网络状态和参数方便 查询设置，能对网络系统的拓扑结构、参数、网络事件等进行监视，并具有存档、 分析等功能。 1 、系统的先进性、性能比高 系统设计应充分考虑现有自动化系统硬件及网络结构，实现系统资源利用最 大化。 为提高平阴供电公司配网供电的科技水平，在保证系统良好的性能价格比前 提下，其硬件配置、系统功能的设计应适度超前，确保三年内领先，五年内不落 后，十年内可用。 2 、系统的安全性、可靠性 系统符合n 1 原则，即系统中任一设备故障都不应引起系统功能的丧失；软、 硬件设备应具有强大的容错、纠错、自恢复功能。系统应确保数据存取的安全性、 操作的可靠性。 3 、操作上的灵活性、实用性 人机界面友好、数据录入及查询方便、各种操作灵活实用、利于掌握。 4 、系统的可扩充性和易升级性 软硬件设计符合国家及行业标准，方便扩充、升级，系统应具有强大的兼容 性和可移植性，支持用户的二次开发，提供与第三方系统间整合需求。 5 、系统的易维护性 系统应具有远程维护、调试和诊断功能，具有低维护量、维护简单的特点。 3配电自动化主站系统硬件结构 本配电自动化系统采用分层分布式体系结构。主站系统采用多个交换机形 成多层交换式快速以太网，d m s 的各种功能分和于各层的节点上。这样可以根据 需要灵活组网和增加功能和节点。其硬件接线如下图所示： 配电自动化主站系统硬件系统结构 4 配电自动化系统软件结构 配电自动化系统是建立在计算机、网络、通信基础上的复杂的软件工程，层 次化的系统设计是保证其整体性能的基础。如图1 2 所示，本套配电自动化系统 是以高性能的支撑系统为基础形成的分布式处理系统。支撑系统环境包括：面向 对象的实时数据库及其管理系统、历史数据库及其管理系统、g i s 库及其它d m s 应用库、网络任务管理系统、面向对象的m m i 框架系统、地理信息支撑平台 a m f m 系统。 支撑软件向应用程序提供服务的方式有： 1 以a p i 向应用程序提供调用接口； 2 运行时以c s 方式提供信息查询服务； 3 向应用程序提供约定的面向对象的数据结构描述( 如图形对象的数据结构描 配电自动化主站系统软件结构 9 山东大学硕士学位论文 主要软件配置 本套配电自动化系统系统是以一套完善的和开放的支撑系统为基础形成的 分布式处理系统。支撑系统环境包括：面向对象的实时数据库及其管理系统、历 史数据库及其管理系统、g i s 库及其他d m s 应用库、网络管理系统、a m f m 系 统等。 基本功能配置： 1 )实时数据库系统 2 )历史数据库系统 3 )a m f m g i s 系统 4 )基于地理信息的s c a d a 系统 5 )报表处理系统 6 )故障处理 其它功能： 线损分析 网络拓扑分析 可靠性分析 电压无功优化及分析 5 主站系统 主站系统基于配调一体化系统设计，建立在a t m 光纤网和快速以太网的基 础上，系统支持跨平台系统，历史服务器、s c a d a 服务器、前置服务器、w e b 服 务器、g i s 服务器、d p a s 服务器、调度员工作站采用u n i x 操作系统，其他采用 n t 操作系统。系统采用全分布式的冗余双网络体系结构，将数据进行分流，充 分利用网络带宽。在前置机上安装第三块网卡，形成独立采集网，解决了生数据 网与熟数据网数据共网，造成数据丢失的现象，并且提高了网络的利用率。 整个系统实现与原有调度自动化系统的互为备用、信息交互、数据共享及功 能互用。 5 1s c a d a 功能 5 1 1 数据采集 前置机 a 、具有显示及打印报文功能； 1 0 b 、可根据设置按照类别、文件大小和厂站存储报文，便于保护动作主站响应失 败时的分析，存储的报文不少于3 0 天，可自动替换更新；或者以日期为名称， 以天为单位将报文存储为一个单独的文件； c 、利用报文分析程序，按相应规约解读、分析存储的报文文件； d 、具有数据追赶功能，确保数据处理与转化的实时性； c 、采用独立采集网技术，实现生数据与熟数据分离； f 、提供第三方匹配的规约，使第三方设备与系统实现通讯连接； g 、系统在通道连接方式、通讯方式及通讯规约等方面高度兼容。系统支持以单 通道或双通道方式收发同一r t u 的数据，支持数字和模拟通道；支持网络r t u 通 讯方式；支持全双工方式通信并支持所有传输速率；系统应支持多种通信规约， 与远动终端通信的接口的基本容量无限制。支持双绞线、电缆、光缆和无线电等 多种通信信道； h 、具备实时监视通信通道和终端的功能( 监测时间人工可调) ，保证前置机主备 切换时不影响数据采集、不丢失数据。切换方式自动、手动均可。 系统能采集和处理下列各类数据源，按照时间的序列排序，自动记录数据传 输中出现的错误和统计误码率。系统支持同一数据的多源性，并可设置各数据源 的优先级，当高优先级的数据丢失或损坏时，可自动用下一级的数据替换。 数据来源： a 远方终端设备( 配电配网仿真服务器d t u f t u t t u ) 采集的数据 b g i s 子系统传来的图形信息 c 地调s c a d a 系统、m i s 和负管系统转发的数据 d 人工输入数据 e g p s 时钟系统数据 f 其它远方计算机通信的数据 数据类型： a 模拟量 b 开关状态量 c 脉冲量( 电度量) d 保护装置的动作信号；故障录波信号 e 远方终端的复位信号 f 以及其他非远动类数据 1 )系统支持支持多种通信规约，如部颁c d t 、1 8 0 1 、1 0 1 、u 4 f 、d n p o 、1 0 4 等的r t u 通信、支持与配网仿真服务器之间的网络通信，与远动终端通信的接口 的基本容量为4 8 。 山东大学硕士学位论文 2 )通信信道可以是双绞线、电缆、光缆和无线电，通信方式可以是专用通 道和电力数据网。支持全双工方式通信，传输速率为3 0 0 、6 0 0 、1 2 0 0 、2 4 0 0 、 4 8 0 0 、9 6 0 0 b p s 。 3 )为保证信息传送的可靠性，采用错误校核码。对采集的所有测量值进行 滤波和有效性校验。 一 4 )对所有接入系统的远动终端( 配电配网仿真服务器d t u f t u t t u ) 数据 进行周期性的查询采集，以保持数据库的实时性，查询周期为：3 l o s ( 可调) 为避免某种原因的数据丢失，主站能够定时对所有终端的数据全部采集一遍。 5 )在正常扫描和传送时，如有控制命令要传送，则暂停扫描和传送，待控 制命令传送结束后，扫描和传送再从断点恢复进行。 6 )在数据采集的同时，提供对通道和终端的检测手段，以便及时发现它们 的故障，采取相应的措施。 判定应答与否的无响应次数可以调整，终端不应答时采取下列措施： a 正在请求扫描的一组数据和状态量将冻结。 b 所有数据和状态量的刷新将在终端重新应答后再进行。 c 假如在遥控遥调时终端不应答，有一个告警信号产生，指明控制功能不 执行。 d 具有检测报告数据通信故障的功能。数据在系统中传输时有足够的冗余 保护码( 海明距离4 ) ，以保证传输的可靠性。数据传输中出现丢失和溢出时产 生告警，并作相应的处理。 e 发现通道故障时，自动切换到备用通道，在切换时，正在传送的信息不 丢失，同时发出告警。 f 当终端故障时，除发出告警外，在和该站有关的画面上标以醒且的标记。 某些参加计算的数据可由操作人员人工输入。当终端故障恢复后，立即进行该站 全部实时数据的刷新，同时清除有关画面的标记。 7 )系统监视终端的运行状态并统计终端的故障率。 8 )系统支持以单通道或双通道方式收发同一r t u 的数据，支持数字和模拟 通道；具备实时监视和切换主备通信通道的功能( 时间可调) 。当主通道故障时 能够自动切换到备用通道上，通道故障类型可以由用户在c r t 上定义，用户可以 在c r t 上人工切换主备通道，通信通道的故障率和误码率可以统计、显示和打印 输出。 9 )系统提供远方维护终端的手段和工具。 1 0 ) 系统提供对采集装置的对时功能。 山东大学硕士学位论文 1 1 ) 系统采用双前置冗余热备用设计，保证前置机主备切换时不影响数据采 集、不丢失数据。切换方式自动、手动均可。 5 1 2 数据处理 所有实时数据可进行数据正误的设置，被设置有误的数据要自动累计该数据 处于错误状态的时间，根据设置的数据路数和类型自动计算该类型数据的合格 率，可按站点和日、月、年统计。错误数据的设置需要运行人员申请和维护人员 确认后生效，数据恢复正常后的撤销按此相反的顺序执行。需要记录设置申请及 确认的操作人员信息、时间以及错误数据或已经修正数据的信息。被设置为非正 常状态的数据具备异常显示和列表查看功能，便于维护人员处理 统计开关的动作次数，可区分正常合、断和保护动作，根据设置的动作次数 限值自动提醒开关检修。保护试验的开关动作可通过将m m i 图形中对应开关设 置为检修状态，而避免开关动作被统计在内。统计要有月统计、年统计、开关总 正常合、断的次数以及事故动作次数，总的统计次数在开关被设置为检修状态时 被永久保存( 包括当前日期) ，当开关检修状态结束时重新统计。为保证该功能 被误操作导致统计不准，开关状态的设置需要经过密码验证。保护动作的开关统 计可按照站点、电压等级、保护动作类别进行分类统计。 统计变压器档位调整次数，按站点、升降、日、月、年统计。 遥测数据具有日、月、年的最值统计，最值统计包括实时最值和存盘最值两 种。 具备电压值的越限统计功能，根据刷新的实时数据累计电压的越上、下限时 间，统计包括日统计、月统计和年统计，并根据统计值自动计算合格率。为减轻 机器负荷和节省数据库空间，可选择需要统计的电压量，对于未选择者则不进行 统计。 具备系统参数和图形维护的分类统计功能。 对所采集的所有量( 遥测、遥信、电度) 能进行综合计算，以派生出新的模 拟量、状态量、计算量，派生计算量能像采集量一样进行数据库定义、处理、存 档和计算等。计算既可进行加、减、乘、除、三角、对数等算术运算，也可进行 逻辑和条件判断运算。用户可以自定义计算公式。在启动计算公式进行计算时， 周期计算、定时启动计算、人工启动计算。 提供用户语言和常用的标准的计算公式供用户选择使用。至少应包括：电压、 周波合格率计算、平均值计算、负荷率计算、总加计算、有载调压变压器档位计 算、负荷超欠值计算、功率因素计算、电流有效值计算、其它特殊的条件计算。 能对电压、周波等用户指定的量进行越限时问、合格率统计，以及进行年、日、 山东大学硕士学位论文 月、季等任意时段的统计。能在线修改某计算量的分量及计算公式，并能在线增 加计算点。 1 ) 测量值处理 a 有效性检查 b 转换为工程单位 c 限值检查 测量值在越限检查之前要进行滤波，每个测量值具有2 对以上限值，用户可 以定义限值对的等级，对于某些测量值，不同的限值对可以根据不同的时段进行 定义。用户可以定义死区，以避免在定义的限值边界抖动时产生不必要的告警。 d 数据变化率的限值检查 e 支持人工输入数据 丢失的或不正确的数据可以用下列数值替代： 人工输入值能自动列表显示 状态估计值 其它数据值 f 处理多源数据 同一被测值，可有多种数据来源，来自不同来源的数据具有独立的质量标 志和优先级别，系统可自动判别或人工选定采用何种数据 g 设置数据质量标签 h 统计数据无效时间，计算有效率 i 按用户要求定义、并统计某些量的最大值和最小值。 j 能在线修改某遥测量的满度值 2 ) 状态量处理 a 状态可以用1 位或2 位二进制数表示。 b 在人工检修时，状态的改变不上模拟屏。 c 当使用旁路开关时，可以自动用旁路的数据替代被旁路的数据，在计算 过程中，考虑相应的遥测量判据，并登录替换一览表。 d 通过使用总故障信号相对于逻辑判断来区分事故跳闸和人工拉闸，统计 开关事故跳闸的次数，当故障次数到达限值时进行需要检修的报警。 e 状态量可以人工设定。 f 设置时间标签。 g 所有人工设置的状态量能自动列表显示，并能根据该状态量所在厂站名 调出相应主接线图。 3 ) 电度量处理 1 4 山东大学硕士学位论文 a 电度量的数据源可以是： 配网仿真服务器采集的电度量 有功功率和无功功率的积分人工输入 计算机通信来的电能量计费系统的数据 b 有功功率和无功功率的积分点和时段可由用户定义。 c 设置电度量标签，进行工程量处理 4 ) 遥控量处理 系统远控应具有可靠的防误操作和友好的操作界面，系统除提供 控制命令返校检验外，还能提供控制操作安全检查；控制操作及其结果应记录到 事件表中。当一个控制台正在进行某个设备的控制操作时，其它控制台对该设备 的控制操作应被禁止。 可对其它可控点进行控制( 隔离开关、电容、距离保护闭锁复归、 继电保护及自动装置、分站电器等) ； 保护定值的在线修改及上传 具备批量控制功能，并可设置控制次序。 远控操作具备双机监护功能，一方调度工作站要实施的远控操作 需要另一方确认，以防止误操作。一方工作站的远控操作申请的确认窗口在另一 方的屏幕上自动弹出。并将远控申请操作和确认操作事项记录数据库，以便误操 作时进行责任查找。存盘形式为；x x x x 年月日时分秒申 请遥控站开关。年月日时分秒批准( 拒绝) 遥控站开关。 具备智能化控制功能。如遥控变压器并列时判断是否具备并列条 件，不具备条件者禁止执行，并弹出提示窗口告知原因。 控制命令的时间响应要求： a 选点校核响应时间应不超过2 s 。 b 执行命令在l s 内送到相应的终端。 5 1 3 数据计算和统计 1 ) 派生计算量 对所采集的所有量( 遥测、遥信、电度) 能进行综合计算，以派生出新 的模拟量、状态量、计算量，派生计算量能像采集量一样进行数据库定义、 处理、存档和计算等。 2 ) 计算既可进行加、减、乘、除、三角、对数等算术运算，也可进行逻辑 和条件判断运算。用户可以自定义计算公式。 1 5 山东大学硕士学位论文 提供方便、友好的界面供用户离线和在线定义计算量和计算公式。 在启动计算公式进行计算时，可以定义下列类型之一：周期计算一按定 义的周期时间完成计算、数值变化时启动相关的计算量进行计算、定时启动 计算、人工启动计算。 3 ) 常用的计算库 提供常用的标准的计算公式供用户选择使用。至少包括：电压、周波合 格率计算、平均值计算、负荷率计算、总加计算、有载调压变压器档位计算、 负荷超欠值计算、功率因素计算、电流有效值计算、其它特殊的条件计算。 4 ) 统计计算 能对电压、周波等用户指定的量进行越限时间、合格率统计，以及进行 年、日、月、季等任意时段的统计。 5 ) 能在线修改某计算量的分量及计算公式，并能在线增加计算点。 5 1 4 人工数据输入 1 ) 人工数据输入在下列情况下禁止： a 图形编辑时，对象已被指定不能输入的 b 对象不属于当前控制台的权限 c 对象已经被其它控制台选择作为人工数据输入或监控对象 2 ) 可以人工输入的数据包括状态量、时标数据和测量值，计算量。 3 ) 所有人工输入数据进行有效性检查。 5 1 5 历史数据保存 1 ) 历史数据库周期性的保存，每个实时数据库和应用软件数据库中的数据点 都可以指定一个保存历史数据的间隔时间。 2 ) 系统提供访问历史数据库的接口，进行历史数据的查询和处理。 3 ) 历史数据库中的数据类型包括： 测量数据 电能计量及统计数据 各类累加数据 统计计算数据 状态数据 事件告警信息 事件顺序( s o e ) 信息 事故追忆数据 趋势数据及曲线 预测数据 1 6 山东大学硕士学位论文 计划数据 带质量标签的数字值报告 应用软件计算结果断面 其它数据 4 ) 保存到数据库的数据可以由用户指定，数据收集的间隔时间可调( 最小 的间隔时间是4 秒) ，数据的收集可以设置多个间隔时间。 5 ) 系统提供读写历史数据库的手段。 6 ) 数据的保存： a 整点数据，即一小时、一天、一周和一月的数据，至少可保存二年。 b 每分钟的点数据曲线至少可保存6 个月。 7 ) 历史数据的存档 所有的历史数据根据用户要求存放到磁带或c d 上作为长期保存，系统 周期性的提示用户保存数据到磁带或可读写c d 上，存档的历史数据可以被 检索和查询。 8 ) 历史数据的处理 a 对历史数据库中的模拟量、累计量值进行统计，包括最大值和最小值、 平均值、不合格时间和合格率。 b 对历史数据库中保存的事件及其它项，可按不同类进行检索。 5 1 6 顺序时问记录 1 ) 为保证s o e 的高分辨率，系统提供与终端对时的功能。 2 ) 在终端提供对电网开关设备及继电保护，以毫秒级时间精度记录其动 作顺序时，系统可将其动作顺序的s o e 信息收集传送到主站。 3 ) 时间分辨率：系统范围内2 0 m s 。 4 ) s o e 记录至少包括日期、时问、厂站名、事件内容和设备名，主站系 统按照设备动作的时间顺序，将s o e 记录长期记录在磁盘文件以及保 存到历史数据库中。 5 ) s o e 记录可以显示和根据选择打印输出。 6 ) 事故时，采集并提供录波信息和图形信息。 5 1 7 事故追忆 系统在检测到预先定义的触发事件，可以自动启动事件事故追忆。该类触 发事件可以是设备状态变化、测量值越限、测量计算值越限、逻辑计算值为真、 操作命令等。 1 ) p d r 功能保存事故前和事故后定义的时间段内指定的电力系统的数据。 2 ) 数据和触发事件可以由用户定义，触发事件及其相关的数据保存到历 1 7 山东大学硕士学位论文 史数据库中，多个事件可以同时被触发。 3 ) 事故记录时间，扫描间隔可以由用户离线和在线定义。 4 ) 触发事件的最大数目可达到5 0 0 个，多个事件可以同时被触发，并支 持系统事故反演。 5 ) 提供检索p d r 数据的工具和界面。 5 1 8 遥控和遥调 1 ) 遥控和遥调功能包括： a 开闭断路器及部分闸刀 b 调节变压器分接头 2 ) 对开关设备实施控制操作按三步进行：选点一校验一执行，校验结 果显示在画面上，只有当校验正确时，才能进行“执行”操作。 3 ) 系统除提供控制命令返校检验外，还能提供控制操作安全检查，包 括： a 操作控制权限的检查 b 开关设备控制闭锁的检查 c 禁止控制或不允许操作的检查 d 正被其它调度员操作的监视及检查 4 ) 遥控遥调功能可以由事先定义的顺序执行或者由调度员逐步执行。 一方工作站的远控操作申请的确认窗口在另一方的屏幕上自动弹出。 并将远控申请操作和确认操作事项记录数据库，以便误操作时进行责 任查找。存盘形势为：年月日时分秒申请 遥控站开关。年月日时分秒批准 ( 拒绝) x 遥控站开关。 5 ) 只有授权的调度员可以发送控制命令。 6 ) 在进行选点校验操作时，当遇到如下情况之一时，选点将自动撤消： a 选点后3 0 9 0 s ( 可调) 内未有相应操作。 b 选点被调度员清除。 。 c 要控制的设备贴有“禁止操作”标签，或合闸操作遇到“保持分闸” 标签。 d 选点后的无意义操作 e 选择的控制元件不止一个。 f 校验结果不正确。 7 ) 在控制操作执行的过程中，系统监视电网的变化。 8 ) 在控制命令执行后，画面上显示控制操作后的状态，并清除这次选点。 1 8 山东大学硕士学位论文 9 ) 控制操作及其结果记录到事件表中。 1 0 ) 当一个控制台正在进行某个设备的控制操作时，其它控制台对该设 备的控制操作被禁止。 1 1 ) 控制命令的时间响应： 在无异常通信延时或无积压数据传送的前提下： a 选点校核响应时间不超过3 s 。 b 执行命令在1 s 内送到相应的终端。 c 在c r t 上显示返回执行的时间不超过5 s ( 从按下执行命令按键到c r t 结果显示总共6 s ) 5 1 9 画面显示 1 )各种类型的画面包括： a 实时监控系统运行监视图 b 支持用户定义的分层显示 c 电网地理接线图 d 电力系统单线图和电网潮流图。 e 变电站站单线图，图形反映站内的电气连接和设备的运行状态。 f 变电站主接线图 g 不同区域的功率交换图、负荷分布图、电能交换或总加图 h 历史数据和趋势曲线图 i 各种汉字表格，包括电力系统实时数据表、运行日月报表、事件和 告警表、顺序事件记录和事故追忆表、运行控制参数表、设备运行状态和操作统 计表等。 j 电压棒图，饼图 k 远动终端设备的运行状态图 2 )画面操作功能： 多种画面调用方式：菜单、触点、事件功能键与按名字指定 无级缩放( z o o m ) 漫游( p a n ) 分层与消隐 5 1 1 0 标签 1 ) 可以通过控制台对一个对象设置标签或清除标签，在执行控制操作前 先检查对象的标签。 2 ) 各种定义的标签： a 锁住一禁止对具有该标签的设备进行操作 1 9 山东大学硕士学位论文 b 保持分闸一禁止对具有该标签的设备进行合闸操作 c 警告一某些警告信息提供给调度员，提醒调度员在对具有标签的设备 执行控制操作时能够注意某些特殊的问题。 3 ) 对象的标签设备可以用鼠标或键盘来设置和清除。 4 ) 标签操作登录到标签一览表中，登录的项目包括日期、时间、厂站名、 设备名、标签类型和调度员身份和注释。 5 ) 单个设各允许设置多个标签，这些标签分别进行登录。 6 ) 标签清除后，在标签一览表中相应的项目自动清除。 7 ) 所有的标签操作进行存档记录。 5 1 1 1 报警 1 ) 报警与事件内容： a 电力系统设备的状态改变、或多个设备状态组合变化 b 测量值和计算值越限 c 数据传送错误和有效性检查出错 d 主站设备的异常运行和故障 e r t u f t u 异常运行和故障 f 通道故障报警 g 调度员的重要操作，如设定值、执行控制命令等 h 用户定义的组合告警 2 ) 报警方式包括： a 在显示画面上设备元件闪光或变颜色 b 推出告警信息行 c 语音告警 d 声响告警 e 事故推画面 3 )当告警原因消除后，该告警显示能够自动撤销 4 )登录告警并由操作员确认，确认方式包括： a 仅清除事故告警音响 b 仅确认事故告警 c 确认事故告警并清除事故告警音响 5 )用户可以预先定义告警事件的类别和级别选择报警方式 6 ) 报警与事件消息可以输入到报警与事件队列、记录到磁盘文件，以 及显示与打印； 具有自动电话拨号报警及手机短信报警功能，系统可根据设置，由某类异 2 0 出峦盔堂亟堂焦诠室 常信号触发拨号报警；报警在专门开辟的窗口位置；能实时打印各种事项告警( 电 网事项、系统事项、其它) 顺序记录；提供声光报警功能 5 1 1 2 趋势曲线 1 ) 趋势曲线显示配网重要参数的变化趋势，使操作员能够了解配电网的状 态。曲线包括实时曲线、历史曲线、计划曲线等。 2 ) 用于趋势曲线的数据可以来自实时数据库、历史数据库和应用软件数据 库，也可以使用日计划数据和预测数据。 3 ) 采样数据、时间间隔和其它趋势曲线参数可以在线定义和修改。采样点的 记录周期1 0 秒l 小时可调。 4 ) 趋势曲线的数据可以记录、显示和打印输出。 5 ) 在趋势曲线图上可以显示限值。 6 ) 一幅趋势曲线图上可以用4 种以上颜色同屏显示4 条及以上不同的趋势曲 线。并具有缩放能力和以时间为基准的前后滚动能力。 7 ) 能使用光标选择趋势曲线任意点的相关数据。 8 ) 可同时显示实时曲线、历史曲线和计划曲线。 5 1 1 3 锁和解锁 1 ) 闭锁功能可以用来禁止对采集的数据进行特定的处理，可以闭锁数据的 采集、告警的处理和报告的打印输出等。 2 ) 闭锁功能和解锁功能同时提供。 3 ) 所有的闭锁和解锁操作进行存档记录。 5 1 1 4 系统监视和切换 1 ) 监视主站系统中计算机资源的运行情况。包括： a 冗余节点故障的监视及切换 b 网络数据传输及流量的监视 c 系统任务进程的监视 d 系统各设备运行工况及系统配置的监视 2 ) 维护数据的一致性及完整性 a 在正常运行期间，在线数据库和备用数据库同时周期性更新，系统可以 动态决定一个数据库为在线数据库或备用数据库。 b 当数据库的数据变化时，保持在线数据和历史数据的一致性。 3 ) 故障切换 a 当监测到在线系统发生故障，影响系统功能运行时，自动驱动切换程序， 冗余设备立即自动顶替在线设备工作，或自动将工作任务移交到其它正常工作的 山东大学硕士学位论文 设备上。 b 切换可以由授权用户发令人工实现 c 在切换时，实时数据不丢失，主备之间的切换不影响其它子系统和数据 传送的正常操作。 d 任一故障切换都产生一个告警，指出故障原因、故障单元及其承担的任 务。 5 1 1 5 设备与通道监视监视和统计 设备具备检测与统计功能，并自动累计停机时间，停机的起止时间，停机次 数等，并留有备注栏以便维护人员填写停机原因。统计应包括月统计和年统计。 网络故障以及应用程序故障被定为该设备停机。 具备数据通道的检测功能，统计通道的停止的起止时间，以及停止的次数和 累计停止时间等，包括按通道、日、月、年统计，并留有备注栏以便维护人员填 写通道故障原因。通道停止的检测反应时间在终端服务器的数据接收指示异常后 的2 秒内，并可根据实际情况人工调整反应时间。 具备交换机监视功能，防止其他人使用交换机空余的端口。 系统应能对网络系统的拓扑结构、参数、网络事件、维护事件等进行监视和 设置，并具有存档、分析等功能。方便查询网络状态、参数及时间等。 主站系统能够远程手动或自动召唤配网线路上的智能装置存储的历史数据 5 1 1 6 打印输出及报表功能 支持不同操作系统在线打印( u n i x w i n d o w s 等) 。 提供网络打印。 所有统计数据可生成报表。 自动生成运行人员的监控巡视记录：根据调图、遥控、遥调操作等自动生成 运行人员的值班日志。根据监控程序的注销、登录情况自动生成交接班记录。 统计系统设备和数据通道的运行状态，自动生成系统的运行日志，并可通过 w e b 发布以及实现打印等功能。 1 ) 事件打印 事件打印由电力系统事件或控制系统事件或预先定义的事件来启动，至少使用 两台打印机( 一台为主，一台备用) ，当一台发生故障或异常时，自动切换到另一 台。 2 ) 召唤打印 由调度员召唤时启动。 3 ) 周期打印 按指定时间打印周期性表格，打印周期可以由调度员调整。 山东大学硕士学位论文 同时支持图形模式和文本模式的打印。 系统支持c r t 屏幕画面的硬拷贝。 系统支持各种打印机，例如激光打印机、喷墨打印机和绘图仪等。 打印机支持中文字符。 打印机任务可以人工删除。 5 1 1 7 时钟同步 该系统与原调度自动化系统及所有