电力系统调度自动化简介.ppt

EMS SCADA简介 Ver20150302v0 1 何为SCADA SCADA SupervisoryControlAndDataAcquisition 不是一个全面的控制系统 主要是基于管理层面的 位于硬件顶层的软件系统 通过PLC RTU等模块于被控系统联系 广泛应用于工业的过程控制系统中 运行于DOS VMS UNIX NT LINUX等操作系统之上 是一种软实时的控制系统 在电力系统中它是一个复杂的计算机群 电话调度 得到的信息是历史的 不一致的做出的判断和决策是不可靠的主要由厂站端的运行人员就地完成大部分监控功能厂站端人员不了解系统状态 不了解全局大规模电力系统的需求 SCADA的必要性 实时了解系统的运行状态迅速 准确 可靠地将厂站端信息传送到调度中心 SCADA的位置 电力系统 SCADA Actual Fixed Accurate simulation 快照 状态估计 拷贝 电力系统 AGC AVC 在线闭环控制 操作控制 在线开环控制 电力系统调度计划 模拟和培训 离线分析和规划 培训模式 SCADA是调度的 眼 和 手 数据流分类 控制任务分类 SCADA系统平台 大型调度自动化系统配置 前置系统主要功能 与变电站RTU的数据通信单机系统 1 1 实际系统 1 N 前置系统 系统实时数据来源 远动通信技术 传统的远动通信技术 串行通信 高级的通信方式 网络通信 采用光纤联网技术 连接距离10 100公里 基于网络的数据采集和远动 传统的通道切换方式 使用通道切换柜 通道切换柜中插入多块通道切换板 所有的主备通道接入切换柜 2N个输入2N个输出 现在的通道切换装置 使用智能通道板 智能通道板是一种可编程的MODEM板 可以通过程序控制通道板在输入的主备双通道之间自动切换 前置机和通道板之间采用内部协议进行通信 可以在线向通道板发送控制命令 前置系统数据接入技术 RTU采用串行通信 前置系统需要接入大量的串行信号 必须提供某种设备 使前置机能够访问多个RS232串口 传统的数据接入方式 采用串口扩展设备 先进的数据接入方式 采用通信服务器 采用通信服务器接入通信数据已成为SCADA系统的发展趋势 采用串口扩展设备接入数据 串口扩展设备原理 串口扩展卡 采用串口扩展设备接入数据 采用通信服务器接入数据 通信服务器标准的网络设备 将串行设备连接到网络 管理员给通信服务器分配一个IP地址 通信服务器自动为每个串口分配一个端口号 访问串口 访问网络设备 采用标准的TCP IP协议 socket接口 对每个串口 通信服务器提供高达230 4Kbps通信速率 前置数据采集子网 在前置工作站上安装第三块网卡 数据采集网上连接前置工作站和通信服务器组 主流的服务器平台PC服务器Unix服务器 Sun HP主流的服务器操作系统UnixWindows2000ServerLinux主流的数据库MSSQLServerOracleSybase 服务器系统 数据存储中心 调度员工作站 Window2000 XP 其他人机工作站 维护 PAS分析等 WEB发布服务器PC服务器Window2000ServerIIS服务 软件结构 模型建立 WEB浏览 系统安全与用户管理 拓扑分析及动态着色 无功电压控制 模拟操作 统计计算 告警 历史数据保存及查询 事故追忆 遥控 遥调 对时 数据采集 报表 AGC SCADA系统数据流图 实时数据库 以关系库为模板的 简化了的 基于内存的数据库 SCADA的基本功能 一 数据采集 DataAcquisition 遥控和遥调操作 Tele control Tele adjust 告警 Alarm 记录 Logging 事故追忆 PDR PostDisturbanceReview 事件顺序记录 SOE SequenceofEventRecording 统计 计算 Statistics Calculation SCADA的基本功能 二 双机切换 Failover 人机会话 ManMachineInterface 报表 Report 网络拓扑与动态着色 NetworkTopology DynamicColoring 历史数据存储WEB浏览模拟盘驱动 MimicUpData 系统模型的建立工具 SCADA的基本功能 数据预处理 遥测量合理性校验遥测值变化率合理性校验遥测值的平滑滤波开关变位可信性校验 SCADA的基本功能 信息显示和报警 质量监视安全限制监视开关状态停电监视计划值执行情况设备状态保护和自动装置的动作状态 基于图形界面的智能化支撑环境 UNIX下Motif界面 面向设备的图形化 一体化建模 历史数据查询 SCADA信息显示的例子 棒图 适合显示机组出力 电压等数据 SCADA信息显示的例子 饼图 适合显示份额数据 如水电占总出力的份额 某机组出力占总出力的份额 等 SCADA信息显示的例子 曲线 适合显示某个量的变化趋势 如系统负荷 频率 电压等 SCADA的基本功能 遥控和遥调操作 避免误操作返讯校验画面提示操作信息操作结果显示智能化防误操作调度录音电话 SCADA的基本功能 PDR SOE 记录系统发生异常情况和事故发生的顺序作用 事故后分析事故PDR 记录事故前后一段时间间隔的重要实时数据 SOE 对事故时各种开关 继电保护 自动装置的状态变化信号按时间顺序排队 要求精确的时钟同步 EMS应用软件系统的数据流图 拓扑分析 可观测性分析 开停机计划 水火电发电计划 原有系统的问题 1 信息模型私有 无标准 2 访问接口私有 可移植性差 3 协议私有 互操作性差 因此 如果要实现信息的集成和共享 则各信息孤岛两两之间都需要开发专用的接口结果导致 1 不同供应商的软件系统间集成困难 2 不同地区的电力部门间数据交换困难 3 随着信息系统规模的增大 甚至同一供应商的不同软件系统间集成也越来越困难 怎么办 如何表达 如何交互 IEC61970 CIM IEC61970 CIS 图形交换草案 ScalableVectorGraphicsBased 国外研究进展 在1990年 美国电力科学研究院 EPRI 确立了CCAPI 控制中心应用程序接口 项目 EPRICCAPI项目的目标是 1 主要目标是形成一套导则或规范 以最小代价和无任何代码改动就可以将一个新应用软件安装在正在运行之中的EMS系统中 就象在台式机上安装软件包 或者在计算机中加块内存 实现EMS应用软件的 即插式 应用 2 最低目标是探讨一种方法 以减少目前需要在EMS系统中安装第三方软件的工作量 2000年12月 在美国Orlando ABB SIEMENS ESCA GEHarris等国际大公司基于IEC61970的公共信息模型 CIM 进行了第一次互操作试验获得成功 2001年5月 在美国的LasVegas ABB SIEMENS ESCA GEHarris等国际大公司基于IEC61970的公共信息模型 CIM 进行了第二次互操作试验获得成功 2002年6月在美国进行了第三次互操作实验 进行了XML文档的合并 进行了潮流计算 2001年基于CIM的第二次互操作试验图示 国内研究情况 2004年9月14 2004年9月16日在北京国调中心举行了基于CISGDA接口的国内第五次互操作试验 基本实现了基于XMLCIM模型的交换 合并 拆分基于CIS的GDA接口的测试 IEC61970标准简介 IEC61970 1 导则和一般要求IEC61970 2 术语表IEC61970 301 公用信息模型 CIM 基本部分 IEC61970 302 CIM 财务 能量计划和预定部分IEC61970 303 CIM SCADA部分IEC61970 401 组件接口规范 CIS 框架部分IEC61970 402 CIS 公用数据接口工具部分IEC61970 403 CIS GenericDa