光伏电站ISA-300变电站综合自动化系统运行规程

1、光伏电站ISA-300变电站综合自动化系统运行规程1、基本构成ISA-300变电站综自系统站控层设备包括SCADA服务器、操作员工作站、远动工作站、继电保护及系统维护工程师工作站、防误系统、301C系列通信接口设备、GPS对时设备、打印机、音响报警装置、网络设备、直流逆变器（或UPS）及通信电缆等。 SCADA服务器具有主处理器及服务器的功能，为站控层数据收集处理、存储、分发及命令下发的中心。 操作员站站内自动化系统的主要人机界面，用于：图形及报表显示；事件记录及报警状态显示和查询；设备状态和参数的查询；操作指导；操作控制命令的形成和下达等。通过操作员站，运行值班人员能够实现全所设备的运行监视

2、和操作控制。 系统维护工程师站供系统管理人员进行系统维护，可完成以下工作：系统配置数据库的定义修改；系统组态图形的定义修改；报表的制作修改；网络维护、系统诊断等。 继电保护及故障信息工程师站供继电保护运行管理人员使用，能够：对全站保护装置的软压板、定值和参数进行有效的管理；接收保护装置上送的各种动作报警信号及录波信息；可以利用附带的继电保护故障分析软件形成事故分析报告。本模块也可作为子站与继电保护信息系统的主站配合，进行站级保护装置和故障录波设备的管理和各种信息处理。 ISA-301C系列通信接口设备ISA-300系统提供ISA-301C系列通信接口设备，包括远动工作站、前置机、通信管理机、协

3、议转换器等，按系统需求和组网模式进行设备选配。远动工作站连接着间隔层的保护测控装置和各种智能采集设备，收集系统模拟量、开关量和电度量等信息，经规约转换和处理后，以各种远动规约，通过模拟通道、数字通道或网络向调度端/集控站传送信息；同时接收远方调度的控制命令，转发给相应的智能设备，完成控制端和间隔层设备的信息交互。前置机、通信管理机和协议转换器则可用于接入各类间隔装置和智能设备，支持串行接口、CAN总线口、以太网口等。功能上，这些设备可实现间隔设备的部分集中，或完成接口介质/通信协议的接入转换，然后以网路接口接入系统站控层监控网。根据变电站的具体要求，通信接口设备可采用双机冗余配置，当一台故障时

4、，另一台能执行全部功能，实现无扰动切换。网络设备系统采用网络交换机作为网络连接设备，还可选配防火墙、路由器、网关等其他设备。网络设备采用工业级产品，网线采用超五类屏蔽双绞线，也可采用光纤（如在高压室与主控室之间采用光纤连接）。卫星时钟校对设备 全站设置一套GPS对时设备，可跟踪GPS卫星8颗。开机卫星捕捉时间1min，天线射频灵敏度为-170dB，馈线1.56GHZ、0.4dB/m，RS-232C/RS-422/4856个，对时误差1ms。 2、功能说明2.1数据库的建立与维护ISA-300变电站综合自动化系统后台软件建立如下数据库：实时数据库：装入变电站自动化系统采集的实时数据，其数值根据运

5、行工况的实时变化而不断更新，记录被监控设备的实时状态。实时数据库的刷新周期按工程要求设置。历史数据库：对于需要长期保存的重要数据将按选定周期存放在数据库中。数据库中所有历史数据可按文件形式转存作长期存档。 数据库内容包括：装置所采集的实时数据；变电站主要电气设备的参数；历史资料数据；经程序处理数据等。 数据库管理功能包括： 快速访问常驻内存数据和硬盘数据，在并发操作下能满足实时功能要求。允许不同程序对数据库内的同一数据进行并发访问，保证数据库的完整性和一致性。具有良好的可扩性和适应性，满足数据规模的不断扩充，及应用程序的修改。系统配置一致性：不涉及系统信号点表映射的组态更改，可在线完成；从监控

6、系统的重要性和运行稳定性考虑，系统在涉及点表变化时，必须退出服务器和客户机软件，离线更改系统相关项目，然后运行监控软件，确保分布系统的一致性；仅更改系统组态图中的信号配置而不改变图的类型和数量，不必退出系统即可实现变更生效；监控运行中，可以对信号闭锁告警、人工变反、人工设数和遥控闭锁。计算机系统故障消失后，能恢复到故障前状态。 可以用同一数据库定义，生成多种数据集供外部调用。 可方便地交互式查询和调用，响应时间满足工程要求。 具有实时镜像功能。 2.2五防功能系统提供完善的变电站五防功能，所有操作均经防误闭锁，并有出错报警和判断信息输出。站控层实现面向全站设备的综合操作闭锁功能，间隔层测控单元

7、防误实现本单元所控制设备的操作闭锁功能。间隔层测控单元间具备直接通讯功能，且不依赖于站控层设备。测控单元间联锁逻辑所需的信号可由其它测控装置准确快速传送；同时，测控单元充分考虑联锁单元通信容错或装置检修时的防误功能安全实现。站控层防误系统即微机五防系统，由五防主机、电脑编码器（含电脑钥匙）、编码锁具三大部分组成。本系统提供如下两种微机五防实现模式：与独立五防主机（模块）配合实现五防操作闭锁五防主机（模块）与监控后台在逻辑上独立，采用通信方式实现信息共享和相互联系；控制操作、票项管理、通信发起等均由五防系统主动进行，后台平时被动闭锁所有控制操作，仅在五防允许后台控制时可以下发相应控制命令；后台系

8、统中没有票项的管理任务。基于间隔五防的与监控后台一体化模式五防不再设立专门的工作站，和操作员站采用统一的数据库组态、统一的画面组态、统一的操作画面、统一的数据库和统一的五防规则库，即完全意义上的“一体化”；在站层监控系统实时库中，包含设备五防类型、设备五防锁类型、设备五防地址码等五防属性；五防规则库分站控层和间隔层两个部分，间隔层规则库是站控层规则库的子集；间隔层测控装置包含间隔层规则库，实现间隔内控制设备的操作闭锁；典型操作票模板和操作票编辑输出功能由操作票管理模块实现；操作票形成后，其执行过程的每一步都接受规则的校验，已执行过的五防遥信状态校验贯穿执行的全过程。综上，系统在站控层和间隔层均

9、加入防误闭锁功能，可完善的实现变电站五防功能需求，使得所有现场就地操作、站控层遥控操作和调度远控操作等均受到防误操作闭锁规则校验，确保系统操作安全。五防信号按照信号类别划分为遥信和遥测两种，一般使用的都是遥信状态信号。五防信号按照来源划分为本间隔信号和相邻间隔信号；本间隔信号由装置的测控采样模块获得，而相邻间隔的信号则通过间隔间的数据交互来获得。相邻间隔信号的获得可通过同一物理连接的以太网或现场总线得到。五防规则的配置为保证灵活性，通过脚本来实现。五防规则的脚本文件可由专门的间隔层五防配置工具编辑、编译和校验后通过FTP文件方式保存到装置上。装置接受脚本文件后作为五防判断的规则。间隔层五防配置

10、工具包含在站控层，间隔层的五防规则和站控层的五防规则一致。2.3同步对时系统配置卫星时钟设备接收GPS的标准授时信号，以便对站控层各工作站及间隔层各单元等有关设备的时钟进行校正；同时具备通过远动装置接收调度主站端的标准授时信号的能力。 系统统一配置卫星时钟，采用一钟多个授时口的方式以满足系统和智能设备的寻时要求；授时方式灵活方便，采用硬对时、软对时或软硬对时组合方式。间隔层设备可接受以下标准同步时钟信号之一来满足对时需求：脉冲信号（空接点、差分信号）、IRIG-B（DC）码、时间报文（串口）、以太网对时信号。IRIG-B（DC）码对时的缺省模式采用差分输入方式，对时精度不大于1MS。2.4监视

11、和报警 通过显示器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视。显示画面支持电网拓扑识别功能，即带电设备颜色标识，带电标准由用户指定。所有静态和动态画面存储在画面数据库内，用户可方便和直观地完成实时画面的在线编辑、修改、定义、生成、删除、调用和实时数据库连接等功能，并能与其他工作站共享修改或生成后的画面。画面采用符合Window标准的窗口管理系统，窗口颜色、大小、生成、撤除、移动、缩放及选择等可由操作人员设置和修改。图形组态工具具有动态棒图、动态曲线、历史曲线，实时表格等各种画面制作功能，支持矢量汉字字库。画面中可灵活定义实时数据、计算数据并建立各种关联。历史报表功能模块集成于监控系统中。具有生成

12、、编辑、调取、检索、打印报表等功能。系统监视主要画面包括： 电气主接线图：设备实时运行状态（断路器位置、变压器分接头位置等）、主要电气量（电流、电压、频率、有功、无功、变压器绕组温度及油温等）的实时值。接线图能够指明潮流方向，并通过移屏、分幅显示方式显示全部和局部接线图。 二次保护配置图，反映系统保护装置投切情况、整定值和压板位置等。 直流系统图。 所用电系统状态图。 趋势曲线图：对指定的按特定周期采集的测量值，可根据选择的显示间隔和区间显示趋势曲线；画面上同时给出测量值允许变化的最大、最小范围；每幅图可按运行人员的要求显示四个以上测量值的当前趋势曲线。 棒状图。 自动化系统运行工况图：用图形

13、方式及颜色变化显示系统的设备配置，工作状态。 各种统计及功能报表，包括：电量表、各种限值表、运行计划表、操作记录表、系统配置表、系统运行状况统计表、历史记录表和运行参数表等 。定时报表、日报表、月报表 各种保护信息及报表 控制操作过程记录及报表 事故追忆画面、记录报告或曲线 事件顺序记录报表 操作指导及操作票、典型事故处理程序 报警本监控后台运行中，当所采集的模拟量发生越限、数字量变位及系统自诊断故障时进行报警处理。事故状态时，公用事故报警立即发出音响报警，后台人机界面的显示器画面上有相应的颜色改变并闪烁，同时推出显著的报警窗口。报警方式分为两种：事故报警：非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作

14、。预告报警：一般性设备变位，状态异常信号，模拟量越限及其他系统异常。告警系统有文本显示和声音提示功能，各类重要信息事件一旦产生即可弹出相应信息记录窗体，添加相应事件文本信息，并可按照语音告警设定方式发出声音以提示运行人员。2.5操作控制断路器及刀闸的分合控制；投入或切除并联电容器操作；变压器分接头调节；保护定值远方调取；保护定值远方修改。2.6统计及计算 系统可按运行要求，对电流、电压、频率、功率及温度等量进行统计分析。 系统支持对电能量分时段和方向累计；设有关口表时，电能量数据以关口表采集数据为准。 能对变压器的负荷率、损耗及经济运行进行分析。 能对母线电压不平衡及合格率进行统计。 能对监控

15、范围内的断路器正常操作及事故跳闸次数，分接头调节档次及次数，设备的投退、通道异常、主要设备的运行小时数及各种操作进行自动记录和统计。 变压器的停用时间及次数统计。 所用电率计算。电压无功最优调节计算。安全运行天数累计。2.7制表打印 可根据运行人员要求定时打印值报表、日报表、月报表及年报表。 可召唤打印月内任意一天的值报表、日报表和一年内任意一月的月报表。 事故时可自动打印预告信号报警记录、测量值越限记录、开关量变位记录、事件顺序记录、事故指导提示和事故追忆记录，并能实现显示器画面硬拷贝。 各类生产报表、运行日志、事件报表及操作报表的制表打印。 2.8人机界面 系统可通过工作站为运行人员提供灵

16、活方便的人机联系手段，实现整个系统的监测和控制。 根据运行要求对各种子参数、日志和时钟进行设置；并支持按权限对继电保护整定值、模似量限值及开关量状态进行修改及投退。 根据运行要求对系统中运行设备的运行方式和功能进行投退选择；对继电保护信号进行远方复归。 根据运行需要，实现对屏幕画面、数据报表和数据库的修改、扩充等维护功能。 2.9事件顺序记录及事故追忆 系统将变电站内重要设备的状态变化列为事件顺序记录，包括断路器、隔离开关和保护动作信号的状态变化。事件顺序记录功能的分辨率为1ms。为方便事故分析，根据系统内事故总信号的产生，系统记录该点前后若干时刻所采集的模拟量和遥信量，以及追忆时间间隔内所产

17、生的越限告警、保护事件、装置自检、命令操作记录和SOE等信息，通过专门的事故追忆窗口提供事故前后的追忆分析。2.10电能量处理 系统对变电站用各种方式采集到电能量进行处理，并分时段统计计算。 2.11远动功能 系统完全实现DL5002地区电网调度自动化设计技术规程、DL5003电力系统调度自动化设计技术规程中与变电站有关的全部功能，满足电网调度实时性、安全性和可靠性要求。 系统通信处理单元除实现本地通信，还支持与多个相关调度通信中心进行数据通信；能实现远动信息的直采直送，其运行独立于当地后台监控系统，双方互不影响。 远动通信设备基于行业推荐的IEC60870-104规约设计核心规约，可灵活添加

18、各种主流规约、当地调度通信规约。2.12自诊断与自恢复 系统在线运行时，对本系统内的软硬件定时进行自诊断，当诊断出故障时能自动闭锁或退出故障设备，并发出告警信号。自诊断的范围包括：保护测控装置、主机、操作员工作站、工程师工作站、远动装置及网络接口等各类软硬件。 自诊断、自恢复内容包括： 网络设备发生故障时，系统检测出节点工作状态，提示运行人员。 双机系统其中一台主机发生软硬件故障，自动切换至另一台机工作。各类有冗余配置的设备均可自动切换至备用设备。 发生电源掉电故障及时报警，电源恢复时系统重新启动。装置核心软硬件出现异常时，自动闭锁退出，并通过系统上送相关信息。各类装置具有软硬件自恢复（看门狗

19、）功能。2.13远程诊断和维护本系统监控后台相关模块含有内置的Debug模块，记录一些异常信息，如：系统内存低，内存分配失败、进程通讯阻塞、WatchDog动作、进程长时间不响应、网络中断次数突破上限、通讯节点异常等特征信息和事件。本系统通过短信的方式，经现场的GSM Modem向本公司的诊断系统发送。技术人员根据这些信息，分析故障类型并研究对策。短信采用PDU模式发送报文。诊断系统和现场通讯自动完成，确保维护的主动和及时。诊断系统做为系统可选模块提供，用以提高系统的运行和维护质量。2.14通信接口及协议 继电保护和安全自动装置的接口和协议系统可直接或通过前置机与继电保护装置通信，接受继电保护

20、装置的报警、动作、录波等信息，并能够对继电保护装置的整定值和软压板进行查询和整定。其它智能装置的接口系统设置串行通信接口与直流系统监控装置连接。 系统设置串行通信口与消防报警装置连接。 系统设置通信口与站内工业电视系统连接，以便监控系统向站内工业电视系统传送各种操作信息，实现二者间的连动。 系统设置串行通信口与站内电度采集装置连接。 系统设置串行通信口与小电流接地选线装置、消弧线圈接地选线装置或VQC装置连接。 系统预留通信口与配网自动化子站相联。2.15管理 系统根据运行要求，可实现各种管理功能，包括：事故检索、设备检修台帐、图纸文档管理和其它日常管理等；配备五防闭锁功能时，还可提供操作票、

21、模拟操作等功能。事故分析检索：对突发事件所产生的大量报警信息进行筛选和分析。对典型的事故直接推出相应的操作指导画面。 设备检修台帐：对主要的设备的运行记录和历史记录数据进行分析，提出设备运行情况报告和检修建议；可实时查看一次设备的台帐信息，包括设备厂家、出厂日期、投运时间、运行信息、检修信息。 操作票：根据运行要求完成操作票的生成、预演、打印、执行、记录。 模拟操作：提供电气一次系统及二次系统有关布置、接线、运行、维护及电气操作前的预演，并能通过相应的操作画面对运行人员进行操作培训。 其它日常管理：能进行运行记录、交接班记录等日常管理，还包括设备运行状态、缺陷管理、维修记录、规则制度等。 图纸

22、文档管理：实现工程图纸文档的存储、检索、编辑、显示、打印功能。 2.16故障录波分析主要用于分析保护装置的保护动作行为，便于查找事故原因，明确事故责任。具体功能包括：录波波形图分析在同一个视窗下依次顺序显示各个模拟量通道的波形。支持分段录波数据的显示。提供垂直滚动和水平滚动功能。各个通道的波形按照相别分别用不同的颜色显示。支持曲线的纵向移动，可以通过鼠标拖拽方式在垂直方向拖动。可以对波形曲线的水平方向和垂直方向进行放大和缩小显示。显示两条游标线，一条用来标注起始位置，一条用来定位各个时刻数据。显示各通道名称、游标线的对应时刻、两游标线之间的时间差、各通道二次值和单位。显示保护启动时刻、保护出口

23、时间（从保护启动到保护出口的时间）和保护返回时间（从保护启动到保护返回的时间）。对各通道的名称、测量值单位、曲线颜色等属性可以进行设置。矢量图分析在极坐标轴系下以带箭头的矢量方式显示一个或多个通道的基波矢量图，需要指定一个通道的相位作为相位基准，矢量的大小取基波有效值，基波的算法采用全周傅氏算法。在矢量图上显示的各个通道从列表中选取，根据各个通道的相别分别以不同的颜色显示其矢量图，并且对应显示该通道的测量值类型。可以查看录波时段内任何时刻的基波矢量图，并以表格方式显示各通道基波矢量图的有效值（二次值）和相位。矢量图可以放大缩小。用此功能可以方便地查看各个通道的相位关系，用于检查TA极性非常方便

24、。谐波分析计算并显示所选择的模拟量通道信号在故障录波数据中某一时段内所含各次谐波的分布情况，以表格形式显示，依次显示各次谐波的有效值、相位以及有效值相对基频分量有效值的百分比。所能够准确计算的最高次谐波次数由采样定律确定，例如每周波采样24点，根据采样数据最高可以准确计算12次谐波。各次谐波的计算采用全周傅氏算法。曲线运算通过公式编辑器的编辑，由各通道的故障录波数据运算生成用户自定义的曲线。公式编辑器提供各种通用公式模板，对公式模板中的各个参数进行设置之后，就可运算生成自定义的曲线。自定义曲线和各个通道曲线同等显示，可以进行波形图分析、矢量图分析和谐波分析。可对自定义曲线的名称、计算值单位和曲

25、线颜色进行设置。自定义曲线的配置可以保存，以便以后调用。在利用公式编辑器编辑自定义曲线的时候，应对公式参数的有效性进行检查。阻抗分析计算阻抗，并在阻抗平面（R-X坐标）上显示阻抗的变化曲线。可查看记录期间内任意时刻的计算阻抗值，并以矢量图方式在阻抗平面上显示。用户可以通过设置圆心及半径，在阻抗平面上添加阻抗特性圆；也可以通过设置斜率和与R/X轴交点，在阻抗平面上添加直线。阻抗变化轨迹和阻抗矢量的显示比例大小可缩放。用于计算阻抗的电压和电流曲线名称可以设置，线电压和线电流可以通过曲线运算获得。3、装置组成ISA-300间隔层装置包括ISA-300D系列、ISA-300E系列、ISA-300F系列、ISA-300G系列。ISA-30