（电气工程专业论文）县级调度自动化设计及应用研究.pdf

d e s i g na n da p p l y r e s e a r c ho nd i s p a t c h i n ga u t o m a t i o nt ot h e c o u n t yp o w e rn e t w o r k a b s t r a c t w i mt h er a p i dc o n s t r u c t i o no ft h ec o u n t r y l e v e lp o w e rn e t w o r k ，m o r ea n dm o r e n o - o p e r a t o rs t a t i o n sh a v eb e e no p e r a t e d ，a n dt h eo p e r a t i o nm o d eo fp o w e rn e t w o r k b e c o m e sc o m p l e x t h ee l e c t r i cp o w e rd i s p a t c ha u t o m a t i o ns y s t e mw i l lb e c o m em o r e a n d m o r ei m p o r t a n ta sa ni m p o r t a n tm e a s u r et oe n s u r et h ep o w e rn e t w o r ko p e r a t e di n s a f e t y , q u a l i t y , e c o n o m ya n da l s ot oi m p r o v et h em a n a g e m e n tl e v e lo ft h ep o w e r n e t w o r kd i s p a t c h i n g ，i no r d e rt oc o n s t r u c tad i s p a t c h i n ga u t o m a t i o ns y s t e mw i t h p e r f e c tf u n c t i o na n ds t e a d yp e r f o r m a n c e ，w eh a v et ou p d a t et h ec o u n t r y - l e v e l d i s p a t c h i n ga u t o m a t i o ns y s t e m ，c o m b i n i n gt h er e f o r mo fa g r i c u l t u r a le l e c t r i cp o w e r g r i d t h i sa r t i c l eh a ss u m m a r i z e dt h eo p e r a t i o na n dm a n a g e m e n ts t a t u so fap o w e r d i s p a t c h i n ga u t o m a t i o ns y s t e ma n dd i s c u s s e dt h eo b j e c t i v e sa n ds i g n i f i c a n c eo f e m s s y s t e mo p e r a t e di np o w e rn e t w o r kd i s p a t c h i n ga u t o m a t i o n i tp r e s e n t st h es y s t e m f u n c t i o n sa n dr e q u i r e m e n t st ob ec o n s i d e r e di ns c a d a 、p a sa n do t h e ra s p e c t s b a s e do nt h ed i f f e r e n td e m a n d sa n dc h a r a c t e r i s t i c s a l s oi ts h o w st h ef u n c t i o n so ft h e s y s t e ms h o u l dh a v ea n dt h ei s s u e st ob ef o c u s e do nd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o np r o c e s s i tp o i n t so u te s p e c i a l l yt h a tt oi m p r o v et h ea v a i l a b i l i t i e so ft h es y s t e md e v e l o p i n gt h e s p e c i a lf u n c t i o n so nt h ea c t u a ld e m a n d so faf i n a lc u s t o m e ri sam u s t k e y w o r d s ：c o u n t r y l e v e ld i s p a t c h i n g ；d i s p a t c h i n ga u t o m a t i o n ；e m ss y s t e m ； s c a d a s y s t e m 插图清单 图3 1 启动界面1 2 图3 2 事项报警声音1 5 图3 3 用户管理对话框一1 6 图3 4 历史数据综合查询1 7 图3 5 通道事项处理1 8 图3 6 拓扑显示颜色1 9 图3 7 电压控制，2 2 图4 1 系统结构一2 6 图4 2 画面与服务设置3 0 表格清单 表4 1 系统升级前后优缺点对照表2 5 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究：j ：作及取得的研究成果据我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方井，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 金壁工些盍堂 或其他教育机构的学位或证j 而使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明井表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日觌：矽以年if 窍f 姑 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金目墨工些太皇有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被夜阅和借阅。本人授权盒魍：些叁堂可 以将学位论文的全部或部分内容编入有天数据库进行检索，可以采川影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权- 5 ) 学位论文作者签名： 签字日期：矽夕年月勺 f 学位论文作者毕业后玄向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： p 坞 签字醐矿尹月几 电话： 邮编： 1 1 课题背景及意义 第一章前言 随着电网改造的进行，县级电网调度自动化系统得到了飞快的发展，使县 级电网调度自动化的水平有了很大的提高，调度自动化的应用提高了电网运行 效率，改善了调度运行人员的工作条件，为县级电网的发展发挥了巨大的作用 ，4 】。实现县级电力系统调度自动化是使调度走上现代化、实用化的必经之路， 更是实现无人值班所的基础。因此，县级调度自动化系统应实现的功能必须合 理、实用。目前，县级电网调度自动化已经成为县级电力企业的心脏”，这就 是说：未来的县级电网调度自动化将起一个心脏的作用，县级电力企业的活力 就决定于它，如提高县级电网本身安全经济分析能力和负荷预测的准确度，为 未来的数字化电网打下基础等1 5 , 6 】。 1 2 国内调度自动化研究现状与发展状况 电力系统调度自动化技术沿着元件局部子系统管理系统的道路发展，经 历了3 个阶段1 7 叫：经典理论阶段；以计算机为基础的现代理论阶段；电力市场 理论阶段。4 0 年代将数据展现在模拟盘上，增强了调度员对实际系统运行变化 的感知能力：5 0 年代自动发电控制将调度员从频繁的操作中解脱出来；电阿调 度自动化系统概念的提出是在5 0 年代中期，这标志着现代电网自动化的开始。 随着各项工业的发展，对电网的安全可靠性提出了更高的要求，依靠远动装置 在模拟盘上显示信息的方式已远不能满足复杂电网安全运行的要求，于是出现 了电网s c a d a 系统，这是电网调度自动化形成系统的一个阶段，大概在6 0 年 代末。继而将s c a d a 采集到的有误差的“生数据”转变成潮流计算收敛的“熟数 据”，建立了熟数据库。网络熟数据库的建立，为各种电力系统的优化软件，如 线损修j 下、无功优化、最优潮流等的开发提供了条件。自从p a s 综合到电网调 度自动化系统，形成了s c a d a a g c e d c p a s 系统后，电网调度自动化系统从 s c a d a 系统升级为能量管理系统( e n e r g ym a n a g e m e n ts y s t e m ，e m s ) 。在电网运营 中调度自动化设备所占的投资比例虽然不大，但其重要性却较电网主设备丝毫 不差，而且先进的自动装置不仅可以改善一次主设备的运行状况，提高其运行 效率，甚至可以推迟或避免再建一些主设备，节省投资可观的一次设备i i 珂 随着计算机技术的发展，性价比日益提高，资源投资已不成问题，但要实 现开放式和分布式，必须解决各种接1 3 和通信协议的标准化问题。随着操作系 统、数据库、用户界面和通信等有关的标准先后建立，为开放式分布式系统的 发展铺平了道路。开放式应用软件平台为分布在网络各个节点的应用提供统一 的运行环境和资源管理，并保证系统灵活的扩充性【l 争1 9 】。同时，自动化技术的 不断发展也丰富了电网运行管理的手段，实现不同功能的自动化系统越来越多， 如能量管理系统( e m s ) 、配电管理系统( d m s ) 、调度防误操作系统、d m i s 系统 等等。由于各系统开发厂商的不同，采用的技术路线和数据结构差异较大，对 电力对象有自己专门建模方法，加上各个业务部门的特定需求不相同，各个应 用系统关心的电力对象也不同，导致了许多信息建设问题的出现，例如信息孤 岛和信息交叠等。因此，对系统进行信息集成，建立信息一体化平台是调度自 动化专业工作的发展方向。目前电力企业的信息主要分为生产过程类和经营管 理类，而生产过程类信息又是整个电力企业数据中心最重要的数据来源，调度 自动化专业下一步的工作发展，应该是先期进行电力生产自动化领域的信息集 成，建立自动化信息一体化平台，进行全面综合的生产运行过程分析，为电力 企业各级生产管理者提供决策参考，同时为电力企业信息化建设下一步工作奠 定坚实基础【2 0 。2 2 】。同时完善电网运行实时信息以自动化形式，从远动、s c a d a 发展到e m s ，电网运行实时信息从自动化走向标准化如涉及s c a d a 、e m s 和 电力市场的i e c 6 1 9 7 0 ，横向将和支持配电管理系统( d m s ) 、地理信息系统( g i s ) 等的i e c 6 1 9 6 8 接轨，纵向将和支持变电站( 含光电v t c t ) 的i e c 6 1 8 5 0 互补接 轨，构成完整的标准化系y , j t 2 1 2 3 1 。 1 3 本论文研究内容 本文总结了电网调度自动化的研究现状和发展状况，给出了在当前长丰地 区电网运行状况，针对不同的需要和特点，从s c a d a 、p a s 等多方面考虑系统 的功能和建设要求，说明系统应当具有的功能，以及建设过程中需要注意的问 题。 1 县级电网调度自动化系统升级的总设计原则和要求； 2 县级电网调度自动化系统的功能应用； 3 长丰地区县级调度自动化系统的建设和应用研究； 4 县级调度自动化的运行维护与管理。 2 第二章县级调度自动化系统升级总设计原则和要求 2 1 系统设计原则 采用最新的计算机软件、硬件技术，建立一个集成化开放式应用环境。系 统设计时遵循下述原贝j j t e a , 2 5 1 ： 1 一体化系统 支撑平台一体化、等各种应用软件使用同一支撑平台，人机界面的风格保 持一致，用户只需维护一套图形数据库，易于系统的二次开发。应用功能一体 化、等各种应用功能一体，每台工作站均可以运行、应用，使用方便。数据结 构一体化、等各种应用软件使用相同的数据结构，易于维护和系统的二次开发。 2 先进性：采用技术先进、应用广泛的主从分布式体系结构。系统选用先 进的操作系统和软件平台。 3 伸缩性：系统应具有跨多硬件平台，可选多种工作站、服务器、高档微 机以及对称多处理器机等硬件平台。系统的规模可从单机到多机、单种机型到 混合机型任选。 4 扩充性：在系统的生命周期中，系统的功能有可能不断的增加。因此， 系统的体系结构必须适应这一需要。应用软件采用模块组装式结构，可方便的 扩充应用模块。 5 实用性：应用软件各功能模块，是以数据库为核心灵活分布在网络的各 个节点上，除个别模块相关硬件外，都能在任意节点机上运行，做到“即装即用”。 各种应用功能针对电网特点分类取舍，通过模块化设计，做到应用功能的灵活 选配，实现系统维护自动化、界面操作简单化、图形功能增强化。 6 安全性：系统硬件采用双机、双网、双电源、可接入双通道等冗余设计 结构，在系统发生故障时可自动切换，保障系统的不间断可靠运行。操作系统 和数据库满足级安全性，并配合系统设计的不同操作等级，系统满足严格的安 全要求。 7 面向电网的描述数据库：为了同时适应、等多种功能的需求，系统面向 电力系统运行设计统一的描述数据库，使得各项功能都能够共享同一数据库， 减少用户的重复输入以及由此产生的数据库不一致等问题。同时应用面向对象 的开发技术，建立面向电网的描述数据库，使数据概念更加清晰。 8 高效的实时数据处理：对于系统中实时性要求较高的部分，采用必要的 硬件以及运行效率高的编程语言，同时对实时处理软件的时效性严格要求，精 心设计。 9 友好方便的人机界面：各功能模块都要提供风格统一、使用方便的人机 界面，特别是模块设计出符合人体工程学要求的使用操作界面，使之清晰、友 好、简便。可实现分层画面，画面数量大小不限。具有画面漫游、多种缩放、 动画功能，可以动态着色的方式反映电网的运行状况。具有多媒体功能，如语 音报警等。 2 2 系统设计基本要求 2 2 1 硬件 所有系统的重要节点都要采用双机热备用方式，采用高速，大容量，性能 价格比高的工作站和服务器，服务器采用的服务器，系统的性能和容量可以处 理全部的功能应用和高级软件应用，系统具备可扩充和升级能力，前置系统采 用终端服务器方式，保证收发数据准确、可靠、灵活、维护方便、故障率低， 每个通道均可独立设置，通道采用符合国际标准的自适应或直接采用数字接口， 具备通道故障自动监测双通道自动切换及手动切换功能【2 m 9 1 。 2 2 2 软件 1 操作系统采用功能强、性能高、技术先进、符合国际标准的、速率快、 安全性好、开发工具多、实时性能好、能充分利用计算机的硬件资源，联网能 力强，汉化界面的操作系统。系统连续运行实时多任务时不会因为某个进程的 故障造成系统死机，并具有防病毒措施及防外网破坏措施。 2 网络协议采用目前国际标准工协议，支持局域网和广域网通信，支持灵 活的网络结构，便于和其它网络连接，支持将来的国家电力网的网络协议。 3 数据库系统采用实时性好、效率高的实时库，与功能强大的商用数据库 结合，实时库具有较高的响应速度，能完全满足电力系统的实时性要求，可以 管理分布于网络中各个结点的所有分布式数据库，商用数据库采用目前国际最 先进的大型数据库系统，两种数据库可以统一管理，向用户提供统一的访问接 口和人机界面，对用户透明，数据库的容量完全满足要求，并能提供十语言的 编辑界面，为用户的二次开发提供必要的支持。该数据库可以允许用户自由定 义数据存储周期，包括系统上的所有数据，并且数据库系统能保证数据的一致 性和完整性。 4 人机接口界面全图形、全汉化、功能丰富、操作简洁、显示灵活、反应 快速。 2 2 3 开放性和安全性要求 开放性要作到以下三点： 1 系统应遵循国际标准，满足开放性要求。选用通用的或者标准化的软硬 件产品，包括计算机产品、网络设备、操作系统、网络协议、商用数据库等均 4 遵循国际标准和电力工业标准。 2 系统应采用开放式体系结构，提供开放式环境。能支持多种硬件平台； 支撑平台应采用国际标准开发，所有功能模块之间的接口标准应统一：支持用户 应用软件程序的开发，保证能和其他系统互联和集成一体，或者很方便的实现 与其他系统间的接口。系统应能提供以下开放式环境，包括： a ) 标准的数据库访问接口 b ) 基于标准的图形用户编辑、生成工具及访问接口 c ) 标准的网络通信应用层协议、应用基本函数及调用接口 d ) 开放式系统软件运行任务调用接口 e ) 系统软件集成的开放环境 3 系统具有良好的可扩展性，可以逐步建设、逐步扩充、逐步升级。 a ) 系统容量可扩充，包括可接入的厂站数量、系统数据库的容量等，不应 该有设计容量上限制，从而能使系统可以整体设计分步实施。 b ) 系统功能可扩充，能不断增加新的功能模块，以满足电网监控与运行管 理不断发展的要求。 对调度自动化系统升级之后安全要求应满足 ( 中华人民共和国国家经济贸易委员会第3 0 号令) 对电力监控系统和系统之间互联的安全要求。 系统应具有高度的安全保障特性，能保证数据的安全、信息的安全和具备 一定的保密措施，执行重要功能的设备应具有冗余备份；系统运行数据要有双 机热备份，防止意外丢失。 调度自动化系统与其它各信息处理系统之间应是相对独立的关系。各系统 之间可通过网桥或w e b 服务器进行互联或通信接口。禁止外部系统对调度自动 化系统数据的直接调用。 2 3 系统主要技术指标要求 系统是按可伸缩要求设计的，其硬件配置的规模、档次可选择，系统的大 多数指标仅取决于所配硬件的容量和档次，不受系统软件的限制。 2 3 1 通讯指标1 3 0 l 1 可实现多路串行、全双工、多规约通讯。 2 。每路通道可分别设置通讯速率3 0 0 、6 0 0 、1 2 0 0 、9 6 0 0 b p s 直至6 4 k b p s 。接1 3 符合r s 2 3 2 标准。 3 每路通道支持各种类型方式和方式的通讯规约。 4 单台接收容量没有限制，由用户自定义。 5 接收数据容量用户可自定义 人工置入模拟量：2 0 0 0 0 人工置入数字量：2 0 0 0 0 模拟量遥测量：8 0 0 0 0 状态量遥信量： 1 0 0 0 电能量： 2 0 0 0 0 单精模拟计算量：1 0 0 0 0 双精模拟计算量：1 0 0 0 0 状态计算量： 5 0 0 0 遥控量：2 00 0 | 遥调量：5 0 0 0 转发容量遥测量、遥信量及脉冲电度量等由用户自定义，没有限铜 2 3 2 显示指标 1 9 0 的画面调用响应时间q 秒 2 动态数据刷新时间 3 秒 3 开关量变位传送至主站 9 0 ( 3 ) 单次状态估计计算时闻 9 0 ( 2 ) 潮流结果误差 9 5 ( 3 ) 月年度累计负荷预报准确率 9 5 ( 4 ) 同最高低负荷预报准确率 9 5 ( 5 ) 月年度累计最高低负荷预报准确率 9 5 4 网络拓扑 单次计算时间 1 秒 5 短路电流计算误差 与同等方式下现场提供的基于以程序或综合稳定程序计算的结果相比，短 路电流幅值误差标么值 o 。o l 2 3 4 系统负荷率、可用性指标 1 、正常情况下：在线服务器 3 0 ，网络 2 0 2 、故障情况下：在线服务器 5 年 3 调制解调器( m o d e m ) 5 6 k b i t s ，f l e x ，v 9 0 协议 4 系统时钟与标准时间误差 电力系统实时数据通信应用层协议 地区电网调度自动化设计技术规程 电力系统调度自动化设计技术规程 电网调度自动化系统运行管理规程 地区电网调度自动化功能规范 地区电网调度自动化系统设计内容深度规定 地区电网调度自动化系统实用化验收细则 电网调度自动化文件汇编、 电网调度自动化实用化要求 电力系统设计实时计算机系统运行管理规程 地区电网调度自动化系统应用软件基本功能实用要求及验收细则( 试行) 电网调度自动化信息传输规定 实现变电站无人值班对调度自动化系统的基本要求 c c i t t 、e l a 、i e e e 中文国际码 3 2s c a d a 系统功能描述1 3 1 j 2 i s c a d a 系统是实现电力系统e m s d m s 系统的重要基础，它为整个电力自 动化系统提供电力系统的运行状态和操作监控的手段。它的基础地位和重要性 要求其具备强大的处理能力和高安全性和可用性。因此，s c a d a 系统的关键子 系统节点( 任务) 均应采用冗余配置的方式( 如数据采集，数据处理和实时数据库 服务器，历史数据库服务器) 。 s c a d a 系统具有硬件设备和软件任务模块的运行自监视功能，应能够自动 通过热备用切换等机制保证基本系统的正常运行。 3 2 1 数据采集与处理 电力系统基本信息是由变电站和发电厂的现场设备收集起来的，另外有些 配电网数据或相邻区域的数据是经远程通信( 计算机转发) 得到的，还有少量 数据是电话询问或按计划由操作员人工输入的( 包括：未装远程终端的厂站或 远动设各处在检修状态的厂站) ，另外还有些数据是计算出来的( 例如：电压和 视在功率计算电流，有功功率和无功功率计算视在功率等) 。 s c a d a 数据库中包括三种量：状态量、量测量和电量值。 1 、状态量 断路器状态、隔离开关状态、报警和其它信号等均用状态量表示，一般状 态量用1 或2 位二进制的位表示，1 位可以表示开与合两种状态：2 位可分别表 示开与合，可以检测状态量出错( 例如o o 配合) ；用3 位甚至可以表示合开 合的重合闸过程。状态量在应答式远动中正常情况下是在出现变化时才传送， 当然在远动系统启动或恢复中要进行完整的扫描。在循环式远动中正常情况下 每次要采集全部状态量，这要有足够的缓冲区和传送容量。 无论哪种远动采集方式，保存和传送状态量是严峻的要求是在电力系统故 障过程中，这时出现变化的状态量数量大而且时间间隔短，最容易丢失信息。 2 、量测值 电压值、有功功率、无功功率、温度和变压器抽头位置等均用量测值表示， 与状态量( 也称逻辑量) 对应，也称为模拟量。一般这些量随时间而变化，量 测值反映的是量测对象的瞬间状态。从数据来源来看，量测值分为两种类型： 模拟值和数码值，电压和功率等均属于前者，需要经过模数转换才能化为二进 制码。量测值在显示或送给其它应用程序之前需要进行刻度变换，一般是线性 变化，偶尔也有非线性变化，因此每个量测值的标尺也要保持在数据库中。 量测值的采集在循环式远动中被循环扫描，可规定若干扫描组；在应答式 远动中，对比前一次传送的值超过某一死区时才传送一次。后一种方式经常用 于低速传送系统，在初始化或启动时也应进行循环式扫描。某些滤波技术可用 于量测值的初检测。关于循环组定义、死区、标尺和滤波参数等均可在显示器 的画面上进行检查和修改。 3 、电量值 电量值由脉冲计数方式得到。脉冲计数正常包括两项登录内容；一个连续 计数器和一个时间间隔记录。到指定的时间周期要冻结其值，过后再继续计数 或清零后计数，全系统冻结时间的一致性有助于功率平衡。 为了控制交换功率符合计划或协议，交换功率点的电量值采用几分钟的时 间间隔。 数据处理功能包含在数据处理模块中，系统中对所有数据的处理都是该模 块完成的。具有下列功能： 9 l 、计算功能。 系统提供面向电力调度应用的计算处理，提供的预定义公式和自定义公式 计算功能，能够满足用户的各种需求。系统提供的预定义公式计算主要有：功率 总加p ，线损计算，电度量总加k w h ，由p 、q 求s = s q r t ( p 宰p + q 木q ) ，由p 、 q 求c o s = p s q r t ( p p + q 宰q ) ，由u 、i 求s = u 宰i ，由p 、u 、i 求c o s = p u * i ，由 u 、i 、c o s 求p = u 水i 木c o s ，由u 、i 、s i n 求q = u * i * s i n ，由p 、q 、u 求 i = s q r t ( p 宰p + q 幸q ) u ，p 或q 绝对值积分，由p 或q 正值积分，由p 或q 负 值积分，由p 或q 积分，逻辑与运算，逻辑或运算，逻辑非运算，逻辑异或运 算，晚峰超计划值积分，早峰超计划值积分，日峰超计划值积分，计算分段功 率因数，总加旁代运算，逻辑运算，电机备用量总加，发电机运行量总加，a g c 投运率计算等。 用户也可以自定义公式进行各种计算处理。通过系统提供的任意表达式计 算功，除可实现c 语言支持的所有运算符和数学函数外，还可实现遥信量的与 或逻辑运算。 参加运算的量个数没有限制，既可以是从分站采集来的实时数据，也可以 是置数据、计划数据、替代数据和计算量。计算周期可由用户自定义，系统缺 省的运算周期为3 秒。 2 、数据可靠性检查 系统可根据用户对每个数据设置的合法范围，将因设备瞬时故障或通道干 扰而造成的突变数据进行滤除。 3 、超变化率限值处理 对每一数据均可设置一个变化率限值，系统据此可避免数据在某一数值附 近频繁微小变化时造成的不必要的频繁报警，此限值可由用户自行定义。 4 、统计功能 系统可对模拟量、状态量、电度量以及各种电网设备进行多种统计处理。 主要有电压合格率统计；平均值统计；全网周波合格率统计：设备的投运率统计； 电容器投切统计；设备检修统计；对模拟量的各种越限时间统计；可对模拟量统 计其全天、全月及全年的最大值、最小值及发生时间；可统计全网、某一线路、 某一厂站或某一地区的负荷率；各种断路器、隔离开关、刀闸等设备的动作统 计；事故跳闸计；有载调压变压器抽头升降统计；可对模拟量统计其全天、全 月及全年的越限情况以及班越限情况；可对地区负荷统计其全天、全月及全年 的超计划情况；微机保护设备定值修改记录等。 所有统计结果均存入标准商用数据库，以备随时查阅和方便其他系统使用。 5 、档位转换功能 系统可将以不同方式送来的有载调压变压器抽头信息转换为标准的遥测数 据，从而可在人机会话工作站上以数字形式显示抽头位置，同时不影响以遥信 l o 方式显示。 6 、事项报警处理功能 系统对模拟量可分别设置报警上、下限，有效上、下限，各时段的考核上、 下限，当数据越限值时可生成报警记录，并在人机工作站的报警窗口显示事项， 在画上以特殊颜色显示该数据，用户亦可定义其给出语音报警提示。 当有遥信变位时系统生成变位报警事项，相应设备在画面上闪烁显示，报 警窗口显示该事项，同时可给出语音报警。 7 、事故判断功能 该系统具有完备的事故判断功能。当指定该设备需要进行事故判断时，系 统可根据断路器对应的事故总等保护设备的状态，对应遥测量是否为零，以及 该动作是否为遥控操作等进行事故判断。 8 、远动投退判别功能： 当远动信号由异常转为正常时自动解除因远动信号异常而采取人工置入或 替代措施。 3 2 2 控制操作与安全管理1 3 3 l 该功能包含在人机会话模块中，提供完备安全可靠的遥控功能，包括操作 员身份验证，遥控权限审批，对象复述，双电源校核，性质闭锁，设备状态闭 锁( 检修、接地等) ，与其他设备对象的关联闭锁，与站端同期设备配合实现同期 操作等，具体介绍如下。 l 、具有遥控、升降功能，对满足互联闭锁约束条件并允许遥控的开关、刀 闸进行遥控，对主变分接头进行升降操作。并生成操作过程的全部记录( 操作人 员、操作时间、操作内容等) ，所有遥控闭锁条件自动判定。 2 、可以进行批次遥控操作。在紧急情况下根据预先确定的操作方案或临时 形成的操作方案自动完成对成批设备的分合闸操作。 3 、具备限制不同类型用户( 如输电调度员、配电调度员、遥控操作员、系 统维护员、一般观看者等) 应用系统功能的权限，各类型用户只能使用已限定的 系统应用功能。 4 、可赋权操作人员只能对某一电压等级的开关或某一些开关刀闸等进行操 作。 5 、遥控升降操作可以分为操作和审批( 监护) 两席。操作席选择遥控对象后， 经审批席审批确认后，方可进行遥控执行或撤消操作。也可根据实际需要对系 统重新配置后不采用该功能。 6 、操作时具有安全资格口令验证、使用对话框形式进行，操作方便可靠。 每步操作均经过确认方可进行下一步操作。操作过程中随时有汉字提示和语音 复述，并可随时方便地退出操作。操作有返校倒计时和执行倒计时，并具有限 时失效功能，时限可调。 7 、可自动统计遥控次数、遥控成功次数等，并将统计结果存八数据库。 8 、主站向r t u 发出的所有遥控命令都在c t r 画面上操作。完成一项遥控 操作后，自动记录遥控过程。记录内容包括遥控对象名称及调度编号、遥控性 质、命令发出时间、遥控执行结果、遥控操作者姓名等信息，亦可将其跟踪打 印。 9 、能对继保装置进行投切或信号复归操作，可召唤并修改继保定值。 1 0 、旁路开关替代运行时，所有与旁路开关有关的量( 如参与总加的量，上 模拟盘的量等) 一次修改到位。 1 1 、能在线置入接地线并显示同一厂站挂接地线组数。 1 2 、可自动累计断路器跳台闸总次数，事故跳闸次数，当到达规定次数时 以告警方式通知用户。 所有以上控制调节操作均能够进行安全管理，并能够对操作控制进行记录 存档，以各后期检查。 3 2 3 数据交换与传输 夺可实现与r t u 、f t u 、t t u 的数据通信。 夺可实现与其他调度s c a d a e m s 系统的数据交换 夺可实现与负荷监控系统的数据交换。 夺可实现与用电营业管理系统的数据交换。 夺可实现向配电地理信息系统的数据转发。 夺可实现与客户服务系统的数据交换。 3 2 4 人机界面 图3 1 启动界面 人机会话功能主要在模块中实现，系统采用中文全图形人机会话界面，界 面友好直观，操作简单方便以关系型数据库和多媒体技术为基础，采用复合文 档将多种形式的信息集成在同一文件中。实现丰富的图文、语音并茂；图形采 用世界图形式，可记录图形层次间的逻辑对应关系和地理对应关系。 m m i 模块可显示多种类型的画面世界图、导航图、结构图、曲线图、棒形 图、饼形图、混合图、工况图、表格、目录表等。系统分辨率为1 0 2 4 * 7 6 8 和 1 2 8 0 * 1 0 2 4 可选，色彩选择不少于6 5 5 3 6 种。可由键盘、鼠标调出画面，常用画 面可一键调出。可实现多层调图。事件发生时，可自动推出报警画面，并伴有 声音或语音报警，对进行追忆的事故可进行事故重演等。 1 、具有多种类型图表，如地理接线图、电网结构图、厂站接线图、潮流分 布图和工况图报警一览表、常用数据表、厂站设备参数表、目录表、备忘录等。 画面形式可为多种曲线图、棒形图、饼形图、混合图、模拟表图等，常用画面 一键调出。 2 、可在一幅画面上同时显示实时数据和分析数据。 3 、可以不同颜色显示不带电线路，即具有动态着色功能。 4 、采用多窗口技术，允许操作员在工作时操作多个画面。可实现层分层画 面，具有画面漫游、缩放和动画功能。可用活动箭头或流水线表示潮流方向， 可以用动态着色的方式反映电网的运行状况。 5 、采用多屏技术，可支持一台全图形显示器，每台显示器可独立实时处理 各种图形和多窗口信息。可直接驱动大屏幕投影系统，软件不需做任何改动， 支持图形窗口拼接使用。屏幕个数可根据用户需要继续扩充。 6 、显示内容实时或置入的遥测量、遥信状态量开关、刀闸状态，保护信号、 变压器档位信号等、计算处理量功率总加，功率因数等、电度量、时间、周波、 设备信息、统计信息、事项记录和多媒体信息等。 7 、实时数据在一次图上可根据条件选择显示，如全显示、仅有功、仅无功、 仅电流、全消隐等。 8 、支持图形分层显示，可使图形显示既有全境又有细节，根据不同的比例 因子选择合适的层次，可从地理图上分层逐级显示电网的细节，分层了解电网 的运行情况。 9 、可以在接线图上直接查询设备台帐信息、运行参数信息、运行统计信息 等。 1 0 、可以调用历史接线图，在接线图显示实时数据的同一位置上，可显示 存储在历史数据库上任一天任一整点时刻的数据。历史接线图不必另外设置参 数，只需把接线图设为可历史调用。即可调用历史某一整点接线图状态。 1 1 、具有拼音调图功能，即可通过组合键调出所需图形。 1 2 、能以棒图方式显示实时母线电压、功率等量。不同电压等级用不同颜 色区别，采用标么值坐标，并有监视点站名显示、遥测值显示和上下限超限提 示。能以饼图形式显示全区的负荷分配。 1 3 、具有刀闸接地统计功能，可对厂站的刀闸进行接地统计。 1 4 、可人工设置或修改开关、刀闸状态，接地、检修、停电等标志可进行 遥控、遥调操作以及自定义的其它操作，并生成操作过程的全部记录包括操作 人员、操作时间、操作内容等。 1 5 、具有权限的调度员可在一次接线图上挂检修牌、拉电牌、限电牌，挂 接地线等操作，在一台机器上操作之后自动将操作传送其他节点机。 1 6 、可打印显示的任何图形、表格和记录文档，图形打印比例可以调节， 表格内容可在线编辑。 1 7 、具有保护动作一览表，可显示全网的保护动作情况。 1 8 、事项浏览器既可以观察实时事项，又可以观察历史事项。所有的事项 归类显示，并且可以浏览某一时段的事项，可对历史事项按多种方式进行分类 索引查阅。 1 9 、方便的绘图软件提供给用户多种绘图手段。包括常用的图元符号，图 元或图元块的搬移、删除和复制。使用户绘图得心应手。 2 0 、历史曲线和历史报表源于同一个数据源，保证曲线和报表的一致性。 3 2 5 图形编辑 通过系统提供的功能强大的绘图包实现图形的在线编辑。在一个有权限的 机器上编辑图形可实时地更新到全系统。该绘图包支持所有图符都与实时数据 库连接，实现图符的动态显示。包括动态连接、离散连接、模拟连接、可见连 接、闪烁连接、热点连接、节点属性连接、位置连接、变色连接、图形调用连 接和旋转连接等。图上任意的实时数据的测点属性点可以任意字体、方向、颜 色和格式显示。具有方便、灵活、丰富的图元编辑功能，增加图符库的编辑功 能，支持图元的块定义、拷贝、移动、删除和块读入、存盘功能。图形的编辑 还具有块图元的对齐、等分、等大小和图元的旋转。支持o l e 对象的插入与编 辑。在绘制网络图形过程中自动实现网络拓扑。 3 2 6 事件事故记录与报警处理 电力系统控制的主要目标是防止系统事故，而一旦出现事故，当时的记录 将是分析事故和预防事故的宝贵资料。因此，事故数据的收集与记录是s c a d a 重要功能之一。它分为顺序时间记录s o e ( s e q u e n c eo f e v e n t ) 和事故追忆p d r ( p o s td i s t u r b a n c er e v i e w ) 两部分。 1 、顺序事件记录 开关和继电保护等状态量出现变化时通常要按时间( 内部时钟) 准确加以 记录，其时间分辨率应达到毫秒级。这对分析事故是很重要的。而要做到较高 的时间分辨率，电力系统各地远程终端的时间必须达到良好的同步。 顺序事件记录正常状态下以较长的周期较低的优先级作为正常扫描的一部 1 4 分。一旦出现状态量变化，立即提高其优先级顺序记录事件信息，用于事后追 查和分析事故。顺序事件记录通常采用事件表的形式滚动存放，它应能存放一 次最复杂事故过程中的全部信息，顺序事件记录应能以系统和厂站的形式显示 和打印出来。 熏l 蒜 餮 誉& 酾疆霹嚣曩 图3 2 事项报警声音 2 、事故追忆 事故追忆功能用于记录电力系统事故背后的量测数据和状态数据，它存放 引起记录的事件及相关的数据，为以后方便时用画面研究事故成为可能。 事故追忆循环采集规定的数据集合成全部量测值，循环周期由数秒到数分， 也有的设计在当地记录的循环周期达到毫秒级。一旦出现规定的事件，连续记 录的数据就送到专门存储的事故追忆区状态量的变化和量铡值越限均可引起 事故追忆动作( 数据冻结) ，当有地方事故追忆功能时，它记录到的数据也要送 到调度中心计算机中使用。 事故追忆区最好能保存几次事故，典型的记录长度是事故前1 0 r a i n 。事故 后5 m i n 。地方事故追忆周期更长。 事故追忆数据可以倒到磁带上，如果状态标志记录齐全的话，以后可以在 单线图上“实时”再现一次事故过程。 事故报警处理功能包含在实时数据处理模块和人机会话模块中。 1 、可根据r t u 发送的事故总信号、保护信号和相应模拟量，区别事故信息 与正常变位信息；可保存事故信息并随时打印存档，事项记录可保存不少于一年： 继保动作办可作为事项记录信息存档，并能分类检索。 2 、事故时可自动调图、事项打印、声光或语音报警、自动完成电话拨号或 通过b p 信息台通知有关人员( 需配电子值班员模块) 。对于事故报警可将系统设 置为需由调度员确认后方可解除报警铃声，也可设置为报警铃延时一段时间后 自动解除，延时时限由用户设置。 3 、事故状态下自动调出相应画面，对于不同的部件可指定调出画面的层号， 同时，针对在同一时刻不同厂站可能同时存在开关事故的情况下会造成所推图 形重叠的现象，系统推出列表框显示所有事故，等待调度人员选择显示观察和 进行处理。 4 、事故周波发生时能记录发生过程中的周波极值及发生时自j ，并可统计 周波越限时间。越限值可调。 3 2 7 权限管理 图3 3 用户管理对话框 在s c a d a 系统中，所有的操作人员均设有密码保护。系统本身拥有所有 的操作记录。管理策略由用户制定，系统提供可靠地安全管理机制。 3 2 8 数据库管理 系统的数据库管理功能包含在数据库管理模块中，该模块是系统的核心模 块，负责生成、维护系统的描述数据库、实时数据库和历史数据库。数据库采 用c l i e n t s e r v e r 体系结构，统一数据库。系统数据库分为描述数据库、实时数 掘库、历史数据库。 1 、系统数据库采用面向实际电网的描述方式，以电网及其设备为“部件”对 象，系统共定义了个电网“部件”，如电网、电压等级、厂站、母线、线路、开 关、刀闸、保护、变压器、发电机、p t 、c t 、负荷、注入、调相机、静态补偿 器、并联电容器、串联电抗器等，不对应具体远动设备。表征某种电网属性的 数据也作为部件统一处理，如单精度虚拟量、双精度虚拟量、虚拟状态量等。 克服了以往系统面向设备描述的缺点。 2 、实时数据库保存在服务器内存中，以满足系统实时性的要求。服务器中 的实时信息是经过处理的面向电网描述的数据库，更方便应用。实时数据的访 问采用技术，客户机通过网络获取其所需要的实时信息，而不需要接收广播信 息并各自维持完整的实时库，这保证了实时数据的一致性，提高了数据响应的 效率，降低了网络负载。同时为建立工网的服务器提供了技术基础，为其它系 统使用通用浏览器直接访问提供了技术支持。 3 、描述数据库负责对电网特性的描述，包括屯网设备参数和系统运行参数 等，与实时数据库有完各的映射关系。 4 、历史数据库可以保留一年或多年与计算机存储资源有关，可保存全部遥 测量、电度量的整点数据以分钟、分钟间隔采样的曲线数据遥信量状态和动作 次数事项和操作记录通道状态及通道运行统计数据主变、发电机、补偿电容等 电网设备的运行时间和运行率统计事故追忆数据事故周波数据等。历史数据库 可下载到磁带、可读写光盘上进行备份，备份的历年数据可回装系统使用。 图3 4 历史数据综台查询 5 、系统描述数据库和历史数据库均采用商用数据库管理系统，使用语言编 程，实现了数据库管理的各种功能。 6 、系统提供完善的数据库复制功能，能保证系统中各服务器之间数据库的 一致性。系统具有数据库备份、恢复功能。数据库可备份到磁带、可读写光盘 l 7 、系统提供丰富多样的工具进行描述数据库的输入编辑、对历史数据库全 方位的观察使用等。 3 2 9 打印输出 系统的打印功能主要包括报表打印、事项打印和图形打印。 1 、报表打印此功能由报表子系统完成，可召唤打印和定时自动打印。 2 、事项打印此功能由人机会话子系统完成。实时事项可自动跟踪打印，历 史事项可通过事项查看器将其调出，进行分类索引后随时打印。 3 、图形打印系统可将接线图、曲线、棒图、地理图等以真彩色的形式打印 出来，当图形尺寸超过一页时系统自动将其分页打印。也可指定某幅图形每天 定时打印和对多幅报表的成批打印。 3 2 1 0 通道监视与站端系统维护 对通道的通讯状态及通讯质量进行监视，并统计误码率。维护工作站可咀 通过现有通道对站端系统进行维护。 一= = j ! 瑟o t 二= t 日m 一口bi 5 = 0 1 0 j 胛掰“r 。r n ”一 3 3p a s 系统功能描述 3 3 1 网络建模和拓扑 图3 5 通道事项处理 网络拓扑是调度自动化系统高级应用功能中的最基本功能。