调度自动化系统结构及功能 PPT课件

1 调度自动化系统结构与功能 2015 9 9 2 调度自动化系统结构 3 电网监控与调度自动化系统基本结构 4 调度自动化系统结构 以计算机为核心的电网监控与调度自动化系统的基本结构如图所示 按其功能可以分成如下四个子系统 1 信息采集和命令执行子系统2 信息传输子系统3 信息的采集处理和控制子系统4 人机联系子系统 5 1 1信息采集和命令执行子系统 信息采集和命令执行子系统是指设置在发电厂和变电站中的远动终端 包括变送器屏 遥控执行屏等 远动终端与主站配合可以实现四遥功能 RTU在遥测方面的主要功能是采集并传送电力系统运行的实时参数 如母线电压 有功负荷和无功负荷 线路电流 电度量等 RTU在遥信方面的主要功能是采集并传送继电保护的动作信息 断路器的状态信息 形成事件顺序记录等 RTU在遥控方面的主要功能是接收并执行从主站发送的遥控命令 并完成对断路器的分闸或合闸操作 RTU在遥调方面的主要功能是接收并执行从主站发送的遥调命令 调整发电机的有功功率或无功功率等 6 1 2信息传输子系统 信息传输子系统按信道的制式不同 可分为模拟传输系统和数字传输系统两类 对于模拟传输系统 其信道采用电力线载波机 模拟微波机等 远动终端输出的数字信号必须经过调制后才能传输 模拟传输系统的质量指标可用其衰耗一频率特性 相移一频率特性 信噪比等来反映 它们都将影响到远动数据的误码率 对于数字传输系统 其信道采用数字微波 数字光纤等 低速的远动数据必须经过数字复接设备 才能接到高速的数字信道 随着通信技术的发展 数字传输系统所占的比重将不断增加 信号传输的质量也将不断的提高 7 1 3信息的采集处理和控制子系统 为了实现对整个电网的监视和控制 需要收集分散在各个发电厂和变电站的实时信息 对这些信息进行分析和处理 并将结果显示给调度员或产生输出命令对系统进行控制 8 1 4人机联系子系统 高度自动化技术的发展要求调度人员在先进的自动化系统的协助下 充分 深入和及时地掌握电力系统实时运行状态 作出正确的决策和采取相应的措施 使电力系统能够更加安全 经济地运行 从电力系统收集到的信息 经过计算机加工处理后 通过各种显示装置反馈给运行人员 运行人员收到这些信息作出决策后 再通过键盘 鼠标 显示屏触摸等操作手段 对电力系统进行控制 这就是人机联系 9 调度自动化基本功能 10 调度自动化系统的框架性结构 11 通信工作站 磁盘阵列 路由器 交换机 防火墙 Web服务器 前置机B 终端服务器 远动装置 网络RTU信号 数据服务器A 数据服务器B 远动装置 信息网 SCADA服务器A DTS服务器 各职能工作站 前置机A 主交换机 物理隔离装置 PAS服务器 SCADA服务器B 调度自动化主站系统典型硬件配置 调度主站EMS配置结构图 12 系统硬件一般包括 历史服务器SCADA服务器前置服务器PAS服务器WEB服务器DTS服务器模型拼接服务器横向通讯服务器 1 硬件构成 13 2 系统中应用模块 调度自动化EMS系统中应用模块很多 一般有 前置采集数据采集和监控 SCADA 平台高级应用软件 PAS 调度员培训仿真 DTS 14 前置系统作为EMS SCADA系统中实时数据输入 输出的中心 主要承担了调度中心与各所属厂站之间 与各个上下级调度中心之间 与其它系统之间以及与调度中心内的后台系统之间的实时数据通信处理任务 也是这些不同系统之间实时信息沟通的桥梁 前置子系统将专线通道与网络通道统一处理 实现了传统通道与网络通道的有机结合 信息交换 命令传递 规约的组织和解释 通道的编码与解码 卫星对时 采集系统资源的合理分配都是前置系统的基本任务 其它还有象通讯报文监视与保存 站多源数据处理 为站端设备对时 设备或进程异常告警 SOE告警 系统维护界面管理等任务 前置采集系统 15 现在普遍使用的数据接入方式有2种1 电力系统专线接入 对于这种类型又分为数字信号与模拟信号 分别通过端子排连接对应的通道板最终接入终端服务器经过转换后送给前置 2 网络接入 基于安全防护规定 这种方式一般都是经过数据网路由器 纵向加密装置 交换机再接入前置交换机 前置采集系统 16 前置机处理数据的过程 前置系统此时前置收到数据 报文 是生数据 也就是scada还不能使用的数据 此时前置机会根据前置遥测定义表与前置遥信定义表中用户所填的点号与报文上送中的点号匹配 来确定接收的数据与状态究竟与哪一条记录对应 并且根据本记录中所填的基值 系数 遥测极性 极性等内容去处理生数据 因而由前置送给scada的数据都是处理后的熟数据 然后以网络的方式传送给scada 前置采集系统 17 前置采集系统 DB SCADA FESA FESB TS TS MODEM RS232 SWITCH 天文钟 端子排 主网段 数据采集网段 前置机数据流 FESC FESD ROUTER 纵向加密 18 前置采集系统 通道报文动态监视 对通信报文加以汉字解释 自动或预约选择文件保存或打印报文 分类显示查询通道报文向指定通道发送指定报文 以检测通道的情况或RTU的反应情况 19 数据采集和监控 SCADA SCADA SupervisoryControlAndDataAcquisition 是EMS得以实现的基础 EMS其它功能均从SCADA得到电力系统实时的运行信息 其主要功能为 1 数据采集DA DataAcquisition 2 数据预处理及报警 Calculation Alarm 3 事件顺序记录SOE SequeueOfEvents 4 事故追忆PDR POStDsturbanceReview 5 远方控制 Control 6 远方调整 Adjustment 7 趋势曲线 Trend 和棒图 Bargraph 8 历史数据存储 History 和制表打印 Report 9 系统统一时钟 Clock 10 模拟盘接口 MimicboardInterface 20 SCADA子系统 更直观的是显示在接线图上 让图上电力元件活过来 将抽象的数据转成一目了然的厂站接线图 并且会将不正常的数据以及遥信状态通过非电压色以及闪烁文字告警 语音告警等方式标识出来 便于主站人员及时的发现问题 避免错看漏看或者发现不及时导致电力系统事故的情况发生 遥控机制 21 SCADA子系统 Scada收到数据的时候会根据用户自定义的标准去判断是否有一些不平常的特定事件 比如将数据与限制表中定义的各种上下限做比对进而判断此数据是否越限以及具体到越第一限还是事故限 并根据越限程度的不同上不同级别的告警栏 22 SCADA子系统 从图中可以看出 所有的告警事项可分为十类显示 分别为 一级告警 二级告警 三级告警 四级告警 SOE 运行信息 遥控操作 普通操作 系统信息和PASDTS信息 实时信息则显示所有信号 而且不同的告警类别用不同的颜色显示 监控人员可根据工作需要 任意选择某一厂站 某一告警类别进行监视 23 SCADA子系统 可以根据特定的遥信组合判断遥信变位是否事故 在出现事故总信号的后一段时间内如果有遥信变位 系统就会判断为事故变位 如果有的变电站没有事故总信号的话 可以通过在设备表中将对应记录的故障标志选为是 那么只要这个开关或者刀闸变位都会被判为事故 2种判断方式共存 24 SCADA子系统 实现了完善的遥信 遥测处理及遥控 遥调功能 设计了多源数据处理技术 区域统计 稳定断面监视等具有较高实用性的功能 并且通过网络SCADA技术 实现了SCADA功能从面向测点到面向网络模型的跨越 利用网络拓扑分析实现完善的拓扑着色 自动旁路代识别 自动对端代等等这些功能 25 自动发电控制 AGC 和自动电压控制 AVC 自动发电控制功能AGC AutomaticGenerationControl 和自动电压控制AVC AutomaticVoltageControl 是以SCADA功能为基础而实现的功能 1 对于独立运行的省网或大区统一电网 AGC功能的目标是自动控制网内各发电机组的出力 以保持电网频率为额定值 2 AVC是在自动装置的作用和给定电压约束条件下 对电网中的无功资源以及调压设备进行自动控制 使全网有接近最优的无功电压潮流 以达到保证电网安全 优质和经济运行的目的 26 电力系统状态估计SE 根据有冗余的测量值对实际网络的状态进行估计 得出电力系统状态的准确信息 并产生 可靠的数据集 1 网络接线分析 又称网络拓扑NetworkTopology 2 潮流计算 包括三相潮流 3 状态估计 包括三相状态估计 4 负荷预报 包括系统负荷预报和母线负荷预报 5 短路电流计算 6 电压 无功优化等 27 安全分析SA 安全分析可以分为静态安全分析和动态安全分析两类 1 静态安全分析 一个正常运行的电网常常存在着许多潜在危险因素 静态安全分析的方法就是对电网的一组可能发生的事故进行假想在线计算机分析 校核这些事故后电力系统稳态运行方式的安全性 从而判断当前的运行状态是否有足够的安全储备 当发现当前的运行方式安全储备不够时 就要修改运行方式 使系统在有足够安全储备的方式下运行 2 动态安全分析 动态安全分析就是校核电力系统是否会因为一个突然发生的事故而导致失去稳定 校核因假想事故后电力系统能否保持稳