《調(diào)度自動(dòng)化培訓(xùn)》PPT課件

1、電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化第一講 調(diào)度自動(dòng)化概述1.1基本概念 .1電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)由發(fā)電廠中的電氣部分、各類變電所及輸由發(fā)電廠中的電氣部分、各類變電所及輸電、配電線路及各種不同類型的負(fù)荷等組電、配電線路及各種不同類型的負(fù)荷等組成的統(tǒng)一體，稱為電力系統(tǒng)。由各級(jí)調(diào)度成的統(tǒng)一體，稱為電力系統(tǒng)。由各級(jí)調(diào)度中心對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制和管理。中心對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制和管理。對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：1 1、保證安全可靠地發(fā)供電；、保證安全可靠地發(fā)供電；2 2、要有合格的電能質(zhì)量；、要有合格的電能質(zhì)量；3 3、要有良好的經(jīng)濟(jì)性。、要有良好的經(jīng)濟(jì)

2、性。 .2電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)又稱信息集中電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)又稱信息集中處理的自動(dòng)化系統(tǒng)，可以通過設(shè)置在各發(fā)處理的自動(dòng)化系統(tǒng)，可以通過設(shè)置在各發(fā)電廠和變電站的遠(yuǎn)動(dòng)終端（電廠和變電站的遠(yuǎn)動(dòng)終端（RTURTU）采集電網(wǎng)）采集電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，通過信道傳輸?shù)皆O(shè)置在運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，通過信道傳輸?shù)皆O(shè)置在調(diào)度中心的主站上，主站根據(jù)收集到的全調(diào)度中心的主站上，主站根據(jù)收集到的全局信息，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全性分局信息，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全性分析、負(fù)荷預(yù)測以及自動(dòng)發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)析、負(fù)荷預(yù)測以及自動(dòng)發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制等。度控制等。.3電

3、力系統(tǒng)的分層控制電能的產(chǎn)、輸、配和用均在一個(gè)電力系統(tǒng)中進(jìn)行的，我國電能的產(chǎn)、輸、配和用均在一個(gè)電力系統(tǒng)中進(jìn)行的，我國目前已建成五個(gè)大電網(wǎng)（華北、東北、華東、華中、西目前已建成五個(gè)大電網(wǎng)（華北、東北、華東、華中、西北電網(wǎng)）以及一些省網(wǎng)，并且在大網(wǎng)之間通過聯(lián)絡(luò)線進(jìn)北電網(wǎng)）以及一些省網(wǎng)，并且在大網(wǎng)之間通過聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行能量交換（如三峽、葛洲壩到上海的行能量交換（如三峽、葛洲壩到上海的500KV500KV輸電線將輸電線將華東和華中兩大電網(wǎng)聯(lián)系起來）。受現(xiàn)行電網(wǎng)運(yùn)行、管華東和華中兩大電網(wǎng)聯(lián)系起來）。受現(xiàn)行電網(wǎng)運(yùn)行、管理體制的制約，我國電網(wǎng)實(shí)行五級(jí)分層調(diào)度管理；國家理體制的制約，我國電網(wǎng)實(shí)行五級(jí)分層調(diào)度管理；

4、國家調(diào)度控制中心，大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心，省電網(wǎng)調(diào)度控調(diào)度控制中心，大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心，省電網(wǎng)調(diào)度控制中心及地、縣電網(wǎng)調(diào)度控制中心。制中心及地、縣電網(wǎng)調(diào)度控制中心。電網(wǎng)調(diào)度管理實(shí)行分層管理，因而調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的配置電網(wǎng)調(diào)度管理實(shí)行分層管理，因而調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的配置也與之相適應(yīng)，信息分層采集，逐級(jí)傳送，命令也按層也與之相適應(yīng)，信息分層采集，逐級(jí)傳送，命令也按層次逐級(jí)下達(dá)。為了保證電力系統(tǒng)能安全、經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)量次逐級(jí)下達(dá)。為了保證電力系統(tǒng)能安全、經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)量的運(yùn)行，對(duì)各級(jí)調(diào)度都規(guī)定了一定的職責(zé)與功能。的運(yùn)行，對(duì)各級(jí)調(diào)度都規(guī)定了一定的職責(zé)與功能。 調(diào)度機(jī)構(gòu)分層 我國電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)目前分為五

5、級(jí)：國家調(diào)度機(jī)構(gòu)（簡稱國調(diào)），跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機(jī)構(gòu)（簡稱網(wǎng)調(diào)），省、自治區(qū)、直轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)（簡稱省調(diào)），省轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)（簡稱地調(diào)），縣級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)（簡稱縣調(diào)）。如圖1-1所示。 圖1-1 電網(wǎng)分層控制示意圖 樞紐變電、換流站國 調(diào)特大型電廠網(wǎng) 調(diào)省 調(diào)地（市）調(diào)縣 調(diào)樞紐變電、換流站直屬電廠省屬電廠市屬電廠縣屬電廠變電站變電站變電站1 1、國家調(diào)度機(jī)構(gòu) 國家調(diào)度（國調(diào)）機(jī)構(gòu)通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與各大區(qū)電網(wǎng)控制中心相連，協(xié)調(diào)、確定大區(qū)電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線潮流和運(yùn)行方式，監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)和分析全國電網(wǎng)運(yùn)行情況，并根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況，對(duì)所轄樞紐變電、換流站和特大型電廠進(jìn)行監(jiān)視控制。其主要任務(wù)包括：(1)

6、、在線收集各大區(qū)電網(wǎng)和有關(guān)省網(wǎng)的信息，監(jiān)視大區(qū)電網(wǎng)的重要監(jiān)測點(diǎn)工況及全國電網(wǎng)運(yùn)行概況，并做統(tǒng)計(jì)分析和生產(chǎn)報(bào)表。(2)、進(jìn)行大區(qū)互連系統(tǒng)的潮流、穩(wěn)定、短路電流及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)算，通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信校核計(jì)算結(jié)果的正確性，并向下傳達(dá)。(3)、處理有關(guān)信息，參與電網(wǎng)規(guī)劃及各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)制定和審查，作中期、長期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析。 2 2、網(wǎng)調(diào)( (大區(qū)級(jí)調(diào)度) ) 網(wǎng)調(diào)按統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理的原則，負(fù)責(zé)跨省大電網(wǎng)的超高壓線路的安全運(yùn)行，并按規(guī)定的發(fā)用電計(jì)劃及監(jiān)控原則進(jìn)行管理，提高電能質(zhì)量和運(yùn)行水平。具體任務(wù)包括：(1)、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)調(diào)度以及有實(shí)用效益的安全分析。(2)、進(jìn)行負(fù)荷預(yù)計(jì)，制定開

7、停機(jī)計(jì)劃和水火電經(jīng)濟(jì)調(diào)度的日分配計(jì)劃，閉環(huán)或開環(huán)的指導(dǎo)自動(dòng)發(fā)電控制。(3)、省(市)間和有關(guān)大區(qū)電網(wǎng)的供/受電量計(jì)劃編制和分析。(4)、進(jìn)行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析計(jì)算，通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信校核各種分析計(jì)算結(jié)果的正確性并上報(bào)、下傳。(5)、進(jìn)行大區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)定值計(jì)算及其調(diào)整試驗(yàn)。(6)、大區(qū)電網(wǎng)中系統(tǒng)性事故的處理。(7)、大區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)性的檢修計(jì)劃安排。(8)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表及其它業(yè)務(wù)。 3、省級(jí)調(diào)度省級(jí)調(diào)度按統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理的原則，負(fù)責(zé)省內(nèi)電網(wǎng)的安全運(yùn)行監(jiān)控、操作、事故處理和無功電壓調(diào)整，并按照規(guī)定的發(fā)電計(jì)劃及監(jiān)控原則進(jìn)行管理，提高電能質(zhì)量和運(yùn)行水平。其具體任務(wù)包括：(1)

8、、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)調(diào)度以及有實(shí)用效益的安全分析。(2)、進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，負(fù)責(zé)省網(wǎng)的安全運(yùn)行，編制省網(wǎng)的運(yùn)行方式，制定開停機(jī)計(jì)劃和水火電經(jīng)濟(jì)調(diào)度的日分配計(jì)劃和設(shè)備檢修計(jì)劃并下發(fā)，閉環(huán)或開環(huán)的指導(dǎo)自動(dòng)發(fā)電控制。(3)、地區(qū)間和有關(guān)省網(wǎng)的供受電量計(jì)劃的編制和分析。(4)、進(jìn)行潮流、穩(wěn)定、短路電流及離線或在線的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析計(jì)算，通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信校核各種分析計(jì)算結(jié)果的正確性并上報(bào)、下傳。4 4、地區(qū)調(diào)度 負(fù)責(zé)區(qū)內(nèi)運(yùn)行監(jiān)視，遙控、遙調(diào)操作、事故處理和無功電壓調(diào)整，與省調(diào)和縣調(diào)交換實(shí)時(shí)信息。負(fù)責(zé)所轄地區(qū)的用電負(fù)荷管理及負(fù)荷控制。5 5、縣級(jí)調(diào)度 縣級(jí)調(diào)度(縣調(diào))主要監(jiān)控110kV及以下農(nóng)村電網(wǎng)

9、的運(yùn)行，其主要任務(wù)有以下幾點(diǎn)：(1)、指揮系統(tǒng)的運(yùn)行和倒閘操作。(2)、充分發(fā)揮本系統(tǒng)的發(fā)供電設(shè)備能力，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行和對(duì)用戶連續(xù)供電。(3)、合理安排運(yùn)行方式，在保證電能質(zhì)量的前提下，使本系統(tǒng)在最佳方式下運(yùn)行。電網(wǎng)調(diào)度的基本原則 隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和文化的進(jìn)步，我國的電網(wǎng)調(diào)度取得了前所未有的發(fā)展，以中華人民共和國電力法(以下簡稱電力法)和電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例的發(fā)布施行為標(biāo)志，我國的電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)入了依法調(diào)度的新時(shí)期。我國電網(wǎng)調(diào)度的基本原則是統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理、分層控制。1 1、統(tǒng)一調(diào)度 統(tǒng)一調(diào)度的涵義和內(nèi)容主要是指：統(tǒng)一調(diào)度的涵義和內(nèi)容主要是指：(1)(1)、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一組

10、織全網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一組織全網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃( (或稱電網(wǎng)運(yùn)行或稱電網(wǎng)運(yùn)行方式方式) )的編制和執(zhí)行，其中包括統(tǒng)一平衡和實(shí)施全網(wǎng)發(fā)電、的編制和執(zhí)行，其中包括統(tǒng)一平衡和實(shí)施全網(wǎng)發(fā)電、供電調(diào)度計(jì)劃，統(tǒng)一平衡和安排全網(wǎng)主要發(fā)電、供電設(shè)備供電調(diào)度計(jì)劃，統(tǒng)一平衡和安排全網(wǎng)主要發(fā)電、供電設(shè)備的檢修進(jìn)度，統(tǒng)一安排全網(wǎng)的主接線方式，統(tǒng)一布置和落的檢修進(jìn)度，統(tǒng)一安排全網(wǎng)的主接線方式，統(tǒng)一布置和落實(shí)全網(wǎng)安全穩(wěn)定措施等。實(shí)全網(wǎng)安全穩(wěn)定措施等。(2)(2)、統(tǒng)一指揮全網(wǎng)的運(yùn)行操作和事故處理。、統(tǒng)一指揮全網(wǎng)的運(yùn)行操作和事故處理。(3)(3)、統(tǒng)一布置和指揮全網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓。、統(tǒng)一布置和指揮全網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)

11、壓。(4)(4)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)定全網(wǎng)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、調(diào)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)定全網(wǎng)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度通信系統(tǒng)的運(yùn)行。度自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度通信系統(tǒng)的運(yùn)行。(5)(5)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)水電廠水庫的合理運(yùn)用。、統(tǒng)一協(xié)調(diào)水電廠水庫的合理運(yùn)用。(6)(6)、按照規(guī)章制度統(tǒng)一協(xié)調(diào)有關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行的各種關(guān)系。、按照規(guī)章制度統(tǒng)一協(xié)調(diào)有關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行的各種關(guān)系。在形式上，統(tǒng)一調(diào)度表現(xiàn)為在調(diào)度業(yè)務(wù)上，下級(jí)調(diào)度必須在形式上，統(tǒng)一調(diào)度表現(xiàn)為在調(diào)度業(yè)務(wù)上，下級(jí)調(diào)度必須服從上級(jí)調(diào)度的指揮。服從上級(jí)調(diào)度的指揮。2 2、分級(jí)管理 分級(jí)管理是指根據(jù)電網(wǎng)分層的特點(diǎn)，為了明確各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)的責(zé)任和權(quán)限，有效地實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度，

12、由各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)在其調(diào)度管理范圍內(nèi)具體實(shí)施電網(wǎng)調(diào)度管理的分工。電網(wǎng)運(yùn)行的統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理是一個(gè)整體，統(tǒng)一調(diào)度以分級(jí)管理為基礎(chǔ)，分級(jí)管理是為了有效地實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理的目的是為了有效地保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、統(tǒng)濟(jì)的運(yùn)行，最終目的是為了維護(hù)社會(huì)的公共利益。(1)、從電力系統(tǒng)調(diào)度控制的角度來看，信息可以分層采集，只需把采集處理成一些必要的信息轉(zhuǎn)發(fā)給上一級(jí)調(diào)度，上一級(jí)調(diào)度只向下一級(jí)調(diào)度發(fā)出總指標(biāo)，由下一級(jí)調(diào)度進(jìn)行控制。這樣做既減輕了上級(jí)調(diào)度的負(fù)擔(dān)，又加速了控制過程。(2)、在分控制的電力系統(tǒng)中，若局部的控制系統(tǒng)發(fā)生故障，一般不會(huì)嚴(yán)重影響電力系的其它控制部分，并且各分層間可以部分地互為備用又從而提高

13、了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在電力系統(tǒng)中，即使在緊急狀態(tài)下部分電網(wǎng)與系統(tǒng)解列，也可以分別地獨(dú)立運(yùn)行。因?yàn)榫植康貐^(qū)也有相應(yīng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，可以對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。(3)、實(shí)現(xiàn)分層控制以后，可以大大地降低信息流量，因而減少了對(duì)通信系統(tǒng)的投資。同樣，分層以后減輕了計(jì)算機(jī)的負(fù)荷，投資也相應(yīng)地下降。(4)、分層控制的自動(dòng)化統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，可適應(yīng)電力系統(tǒng)變更或擴(kuò)大的需要。3、分層控制(1)、電力系統(tǒng)調(diào)度組織結(jié)構(gòu)一般都是分層的。分層控制和調(diào)度組織結(jié)構(gòu)是相適應(yīng)的，尤其是調(diào)度控制任務(wù)有全網(wǎng)性的亦有局部性的。在量的局部性的調(diào)度控制任務(wù)可以由下層相應(yīng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)來完成，而全網(wǎng)性或跨地區(qū)性的調(diào)度可以由上層相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)來完成，這樣

14、便于協(xié)調(diào)和平衡。 (2)、系統(tǒng)可靠性提高。采用調(diào)度分層控制方式后，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)亦相應(yīng)分層設(shè)立，因而當(dāng)某一層次自動(dòng)化系統(tǒng)停運(yùn)或故障時(shí)，不致影響全系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)，而且相應(yīng)層次的自動(dòng)化系統(tǒng)還有備用和互補(bǔ)作用，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。 3、分層控制(3)、系統(tǒng)響應(yīng)改善。在電力系統(tǒng)調(diào)度中實(shí)時(shí)性很重要，事故處理、負(fù)荷調(diào)度、不正常運(yùn)行狀態(tài)的改善和消除都必須在一定的時(shí)間內(nèi)完成。采用調(diào)度分層控制方式，使不少調(diào)度控制任務(wù)可以由不同層次調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)并進(jìn)行處理，從而加快了處理速度，亦改善了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。此外，采用調(diào)度分層控制還便于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能擴(kuò)充、系統(tǒng)升級(jí)和分期投資。 1.21.2調(diào)度

15、自動(dòng)化的發(fā)展隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，裝機(jī)容量不斷的增加，輸電電壓等級(jí)的不斷升高和電網(wǎng)的覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行管理的要求愈來愈高，電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度控制技術(shù)也隨著電網(wǎng)的發(fā)展而發(fā)展。.1早期階段電力系統(tǒng)運(yùn)行的初期階段，由于通信設(shè)備的限制，調(diào)度人員要花很長的時(shí)間才能掌握有限的信息。信息來源主要靠一些自動(dòng)裝置、電話以及運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)度和操作，因此不能有效地管理電網(wǎng)。由于實(shí)時(shí)性差，有時(shí)會(huì)使故障得不到及時(shí)的處理而擴(kuò)展，以致造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。 .2遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用我國最早的遙測裝置是電子管和繼電器邏輯的遙測、遙信、遙控裝置。由于設(shè)備容量小，精度低，不能滿足電網(wǎng)發(fā)展的需要。

16、隨著電子元器件和數(shù)字邏輯技術(shù)的發(fā)展，我國在20世紀(jì)60年代中期的晶體管數(shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置。采用了模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字遙測，遙測精度大為提高；采用了時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，遙測的路數(shù)也增多了；采用了抗干擾編碼技術(shù)，使傳輸?shù)目煽啃砸驳玫搅颂岣摺？傊?，在?shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置中，將數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)引進(jìn)了遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，使遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在原理上有了一個(gè)飛躍，這些技術(shù)原理即使在現(xiàn)在的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)中仍被繼續(xù)采用。 .2遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置中也廣泛采用集成電路技術(shù)，但從晶體管到集成電路數(shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置只是器件上的更新替代，原理上沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變化。 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)

17、展，使電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息直接進(jìn)入調(diào)度控制中心成為可能，調(diào)度人員可根據(jù)這些信息迅速掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故。20世紀(jì)60年代系統(tǒng)內(nèi)開始采用數(shù)字式遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，使信息的收集和傳輸在精度、速度和可靠性上都有很大的提高。電子計(jì)算機(jī)和圖像顯示技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心的應(yīng)用，使自動(dòng)化程度達(dá)到一個(gè)新的水平。在這一階段，計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置及通信設(shè)備組成的系統(tǒng)，主要用來完成電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視(包括信息的收集、處理和顯示)、遠(yuǎn)距離開關(guān)操作以及制表記錄和統(tǒng)計(jì)等功能，一般稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(Supervisory Control And Data Acquisition，簡稱SCADA)。

18、 .3以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用 將微機(jī)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)后，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)發(fā)生了重大的變化，原來許多不易實(shí)現(xiàn)的功能，采用微機(jī)技術(shù)后便迎刃而解。與常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)相比，微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)功能強(qiáng)、體積小、可靠性高。如在微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)終端上，可以方便地完成事件順序記錄、主站與遠(yuǎn)動(dòng)終端對(duì)時(shí)以及當(dāng)?shù)卮蛴≈票淼裙δ埽谥髡究梢苑奖愕貙?shí)現(xiàn)1：N的接收以及轉(zhuǎn)發(fā)等功能。 20世紀(jì)60年代后期，國際上出現(xiàn)多起大面積停電事故以后，電力系統(tǒng)加強(qiáng)了全網(wǎng)安全監(jiān)視、分析和控制。這種控制系統(tǒng)不僅能完整地了解全系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，而且可在計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備的幫助下，對(duì)電網(wǎng)正常和事故情況及時(shí)而正確地做出控制決策。這種包括SCADA

19、功能、自動(dòng)發(fā)電控制與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)分析功能、調(diào)度管理和計(jì)劃功能的系統(tǒng)稱為能量管理系統(tǒng)(Energy Management System，簡稱EMS)。利用這種先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)，運(yùn)行人員從過去以監(jiān)視記錄為主的狀況轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多地進(jìn)行分析、判斷和決策，而日常的記錄事務(wù)則由計(jì)算機(jī)取代。現(xiàn)在我們常講的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本上基于當(dāng)時(shí)的概念展開并有所發(fā)展。 .4調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建立由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和市場化的需要，開放、互連、標(biāo)準(zhǔn)化已成為電力工業(yè)中業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，已經(jīng)成為不可或缺少的基礎(chǔ)設(shè)施。我國國家電力信息網(wǎng)作為電力工業(yè)市場化運(yùn)

20、作所必需的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已建設(shè)成為基于IP交換技術(shù)的四級(jí)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)上開通的業(yè)務(wù)主要有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電子郵件服務(wù)、WWW服務(wù)、域名解析服務(wù)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)等，同時(shí)承載著實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)和管理信息業(yè)務(wù)。 第二講 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2-1 電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)過程被控站主控站人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)信息采集處理和控制子系統(tǒng)運(yùn)行人員信道信息傳輸子系統(tǒng)用于信息采集、處理、控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器用于信息采集和命令執(zhí)行的計(jì)算機(jī)模擬屏屏幕顯示控制臺(tái)打印機(jī)信息輸入設(shè)備（變送器）信息輸出設(shè)備（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）調(diào)節(jié)器調(diào)制解調(diào)器調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以計(jì)算

21、機(jī)為核心的電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，按其功能可以分成如下四個(gè)子系統(tǒng)。1、信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng) 2、信息傳輸子系統(tǒng) 3、信息的采集處理和控制子系統(tǒng) 4、人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng) 2.12.1信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)是指設(shè)置在發(fā)電廠和變電站中的遠(yuǎn)動(dòng)終端(包括變送器屏、遙控執(zhí)行屏等)。遠(yuǎn)動(dòng)終端與主站配合可以實(shí)現(xiàn)四遙功能：RTU在遙測方面的主要功能是采集并傳送電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)，如母線電壓、有功負(fù)荷和無功負(fù)荷、線路電流、電度量等；RTU在遙信方面的主要功能是采集并傳送繼電保護(hù)的動(dòng)作信息、斷路器的狀態(tài)信息、形成事件順序記錄等；RTU在遙控方面的主要功能是接收

22、并執(zhí)行從主站發(fā)送的遙控命令，并完成對(duì)斷路器的分閘或合閘操作；RTU在遙調(diào)方面的主要功能是接收并執(zhí)行從主站發(fā)送的遙調(diào)命令，調(diào)整發(fā)電機(jī)的有功功率或無功功率等。 2.2信息傳輸子系統(tǒng) 信息傳輸子系統(tǒng)按信道的制式不同，可分為模擬傳輸系統(tǒng)和數(shù)字傳輸系統(tǒng)兩類。對(duì)于模擬傳輸系統(tǒng)(其信道采用電力線載波機(jī)、模擬微波機(jī)等)，遠(yuǎn)動(dòng)終端輸出的數(shù)字信號(hào)必須經(jīng)過調(diào)制后才能傳輸。模擬傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)可用其衰耗一頻率特性，相移一頻率特性、信噪比等來反映，它們都將影響到遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的誤碼率。 對(duì)于數(shù)字傳輸系統(tǒng)(其信道采用數(shù)字微波、數(shù)字光纖等)，低速的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過數(shù)字復(fù)接設(shè)備，才能接到高速的數(shù)字信道。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字傳

23、輸系統(tǒng)所占的比重將不斷增加，信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量也將不斷的提高。2.3信息的采集處理和控制子系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的監(jiān)視和控制，需要收集分散在各個(gè)發(fā)電廠和變電站的實(shí)時(shí)信息，對(duì)這些信息進(jìn)行分析和處理，并將結(jié)果顯示給調(diào)度員或產(chǎn)生輸出命令對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。2.4人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng) 高度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展要求調(diào)度人員在先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)的協(xié)助下，充分、深入和及時(shí)地掌握電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，作出正確的決策和采取相應(yīng)的措施，使電力系統(tǒng)能夠更加安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。從電力系統(tǒng)收集到的信息，經(jīng)過計(jì)算機(jī)加工處理后，通過各種顯示裝置反饋給運(yùn)行人員。運(yùn)行人員收到這些信息作出決策后，再通過鍵盤、鼠標(biāo)、顯示屏觸摸等操作手段，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)

24、行控制，這就是人機(jī)聯(lián)系。 第三講 調(diào)度自動(dòng)化基本功能3.13.1變電站自動(dòng)化變電站是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，其實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化是電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化得以完善的重要方面。變電站綜合自動(dòng)化采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式、分層控制，其基本功能通過分布于各電氣設(shè)備的RTU對(duì)運(yùn)行參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)的數(shù)字化采集處理、繼電保護(hù)微機(jī)化、監(jiān)控計(jì)算機(jī)與各RTU和繼保裝置的通信，完成對(duì)變電站運(yùn)行的綜合控制、完成遙測、遙信數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳與控制中心對(duì)變電站電氣設(shè)備的遙控及遙調(diào)，實(shí)現(xiàn)變電站的無人值守。對(duì)于傳統(tǒng)的變電站的無人值班的改造，則是考慮從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，在保留原有的基本設(shè)備的前提下，通過對(duì)控制回路、信號(hào)回路以及模擬遠(yuǎn)動(dòng)裝

25、置數(shù)字化的改造，實(shí)現(xiàn)變電站遠(yuǎn)方遙測、遙信、遙控及遙調(diào)。3.23.2配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMSDMS）配電管理系統(tǒng)(Distribution Management System，簡稱DMS)是一種對(duì)變電、配電到用電過程進(jìn)行監(jiān)視、控制、管理的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其中包括配電自動(dòng)化(DA)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、配電信息管理系統(tǒng)(MIS)、需方管理(DSM)等幾部分。 配電自動(dòng)化系統(tǒng)是配電管理系統(tǒng)中最主要的部分，其中的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)通過安裝于變電站、開閉所的遠(yuǎn)方終端(RTU)、安裝于線路分段開關(guān)的饋線終端(FTU)采集配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)據(jù)的變換與處理，由通信通

26、道傳至控制中心SCADA，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，對(duì)當(dāng)前配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，相應(yīng)發(fā)出維護(hù)配電網(wǎng)安全運(yùn)行的控制操作。 3.23.2配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DSMDSM）地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種人機(jī)交互系統(tǒng)，通過基于地理信息的配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色顯示，為調(diào)度人員提供實(shí)時(shí)的、直觀的運(yùn)行信息內(nèi)容。同時(shí)，GIS還能實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的電氣設(shè)備的管理、尋找和排除設(shè)備故障、統(tǒng)計(jì)與維修計(jì)劃等服務(wù)。配電網(wǎng)重構(gòu)、電壓無功優(yōu)化等計(jì)算機(jī)軟件通過分析與計(jì)算為調(diào)度人員提供配電網(wǎng)運(yùn)行控制建議，使供電可靠性、安全性得以提高，使配電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低網(wǎng)損，改善電壓質(zhì)量等。配電信息管理系統(tǒng)(MIS)不同于我們?nèi)粘ＫQ的部

27、門，人員信息管理系統(tǒng)，配電信息管理系統(tǒng)的管理對(duì)象為配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)歷年數(shù)據(jù)庫、用戶設(shè)備及負(fù)荷變動(dòng)，進(jìn)行業(yè)擴(kuò)、供電方式與路徑、統(tǒng)計(jì)分析等數(shù)據(jù)顯示與建議。 3.3能量管理系統(tǒng)（EMS） 能量管理系統(tǒng)是電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制的硬件及軟件的總成，主要包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)、自動(dòng)發(fā)電與經(jīng)濟(jì)調(diào)度(AGC/EDC)、系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)與安全分析(SESA)、配電自動(dòng)化與管理(DADMS)、調(diào)度模擬培訓(xùn)(DTS)等。 3.3.1數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA） SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)是EMS得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，EMS其它功能均從SCADA得到電力系

28、統(tǒng)實(shí)時(shí)的運(yùn)行信息，其主要功能為：(1)、數(shù)據(jù)采集DA(Data Acquisition)。(2)、數(shù)據(jù)預(yù)處理及報(bào)警(Calculation & Alarm)。(3)、事件順序記錄SOE(Sequeue Of Events)。(4)、事故追憶PDR(POSt Dsturbance Review)。(5)、遠(yuǎn)方控制(Control)。(6)、遠(yuǎn)方調(diào)整(Adjustment)。 (7)、趨勢曲線(Trend)和棒圖(Bargraph)。 (8)、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(History)和制表打印(Report)。 (9)、系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘(Clock)。 (10)、模擬盤接口(Mimic board In

29、terface)。 .2自動(dòng)發(fā)電控制（AGCAGC）和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDCEDC）自動(dòng)發(fā)電控制功能AGC(Automatic Generation Contr01)是以SCADA功能為基礎(chǔ)而實(shí)現(xiàn)的功能： (1)、對(duì)于獨(dú)立運(yùn)行的省網(wǎng)或大區(qū)統(tǒng)一電網(wǎng)，AGC功能的目標(biāo)是自動(dòng)控制網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電機(jī)組的出力，以保持電網(wǎng)頻率為額定值。 (2)、對(duì)跨省的互連電網(wǎng)，各控制區(qū)域(相當(dāng)于省網(wǎng))AGC的功能目標(biāo)是既要求承擔(dān)互連電網(wǎng)的部分調(diào)頻任務(wù)，以共同保持電網(wǎng)頻率為額定值，又要保持其聯(lián)絡(luò)線交換功率為規(guī)定值，即采用聯(lián)絡(luò)線偏移控制的方式(在這種情況下，網(wǎng)調(diào)、省調(diào)都要承擔(dān)AGC任務(wù))。 在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制EDC通

30、常都與AGC相配合進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)在AGC下運(yùn)行較長時(shí)間后，就可能會(huì)偏離最佳運(yùn)行狀態(tài)，這就需要按一定的周期(通常可設(shè)定為510min)，啟啟動(dòng)EDC程序重新分配機(jī)組工作，以維持電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，并恢復(fù)調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)范圍。 .3電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)SESE根據(jù)有冗余的測量值對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，得出電力系統(tǒng)狀態(tài)的準(zhǔn)確信息，并產(chǎn)生“可靠的數(shù)據(jù)集”。 (1)、網(wǎng)絡(luò)接線分析(又稱網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銷etwor Topology)。 (2)、潮流計(jì)算(包括三相潮流)。 (3)、狀態(tài)估計(jì)(包括三相狀態(tài)估計(jì))。 (4)、負(fù)荷預(yù)報(bào)(包括系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)報(bào)和母線負(fù)荷預(yù)報(bào))。 (5)、短路電流計(jì)算。 (6)、電壓無功

31、優(yōu)化等。3.3.4安全分析SA 安全分析可以分為靜態(tài)安全分析和動(dòng)態(tài)安全分析兩類。 (1)、靜態(tài)安全分析。一個(gè)正常運(yùn)行的電網(wǎng)常常存在著許多潛在危險(xiǎn)因素，靜態(tài)安全分析的方法就是對(duì)電網(wǎng)的一組可能發(fā)生的事故進(jìn)行假想在線計(jì)算機(jī)分析，校核這些事故后電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的安全性，從而判斷當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)是否有足夠的安全儲(chǔ)備。當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的運(yùn)行方式安全儲(chǔ)備不夠時(shí)，就要修改運(yùn)行方式，使系統(tǒng)在有足夠安全儲(chǔ)備的方式下運(yùn)行。 (2)、動(dòng)態(tài)安全分析。動(dòng)態(tài)安全分析就是校核電力系統(tǒng)是否會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)突然發(fā)生的事故而導(dǎo)致失去穩(wěn)定，校核因假想事故后電力系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定運(yùn)行的穩(wěn)定計(jì)算。由于精確計(jì)算工作量大，難以滿足實(shí)施預(yù)防性控制的實(shí)時(shí)性

32、要求，因此人們一直在探索一種快速而可靠的穩(wěn)定判別方法。 3.3.5調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)（DTS） 調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)(DTS)通過對(duì)電網(wǎng)的模擬仿真，可使調(diào)度員得到離線的運(yùn)行操作訓(xùn)練，培養(yǎng)調(diào)度員處理緊急事件的能力。DTS的信息可用電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新，可幫助調(diào)度員在實(shí)際操作前了解操作后的結(jié)果，從而提高調(diào)度的安全性，還可試驗(yàn)和評(píng)價(jià)新的運(yùn)行方法和控制方法。 000000000003.4 調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 以計(jì)算機(jī)為核心的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的框架性結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。從圖中可以清晰的看到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采取的是閉環(huán)控制，但由于電力系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，還必須有人(調(diào)度系統(tǒng)人員)的參與，從而構(gòu)成了完整、復(fù)雜

33、、緊密耦合的人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)。 圖3-1調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的框架性結(jié)構(gòu) 廠站設(shè)備信息采集與發(fā)送命令執(zhí)行信息傳輸信息接收命令下發(fā)信息處理人機(jī)聯(lián)系調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展(1) 集中式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (2) 分布式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (3) 開放式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 集中式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 集中式的調(diào)度動(dòng)化經(jīng)歷了下面三個(gè)方式的發(fā)展:(1) 單機(jī)系統(tǒng)(2) 雙機(jī)系統(tǒng)(3) 主機(jī)-前置機(jī)系統(tǒng)單機(jī)系統(tǒng)模擬盤 操作臺(tái) 顯示器RTU主計(jì)算機(jī)模擬盤 操作臺(tái) 顯示器人機(jī)聯(lián)系計(jì)算機(jī)RTU主計(jì)算機(jī)通信計(jì)算機(jī)無冗余的單機(jī)系統(tǒng) 劃分運(yùn)行功能的冗余單機(jī)系統(tǒng) 雙機(jī)系統(tǒng) 雙機(jī)系統(tǒng)通

34、常由兩臺(tái)完全相同的主機(jī)及各自的存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備和公用的輸入輸出設(shè)備等構(gòu)成。平時(shí)一臺(tái)計(jì)算機(jī)承擔(dān)在線功能，另一臺(tái)處于熱備用狀態(tài)。當(dāng)在線機(jī)故障時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行切換，由備用機(jī)承擔(dān)任務(wù)。備用機(jī)除了熱備用方式外，還有離線工作方式，以便進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)或程序開發(fā)等工作。 雙機(jī)系統(tǒng) 另一種雙機(jī)系統(tǒng)配置方案是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)各承擔(dān)一部分在線任務(wù)。其中一臺(tái)承擔(dān)較重要的基本任務(wù)，稱為“主計(jì)算機(jī)”，另一臺(tái)分擔(dān)較次要的，但較復(fù)雜而且費(fèi)時(shí)較長的在線和離線計(jì)算任務(wù)，稱為“副計(jì)算機(jī)”。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間有緊密的聯(lián)系通道，當(dāng)主機(jī)故障時(shí)，所有重要的基本功能都將由副機(jī)自動(dòng)接替。此時(shí)副機(jī)變成新的主機(jī)，暫時(shí)停止次要功能，直到故障修復(fù)為止。 主機(jī)-

35、-前置機(jī)系統(tǒng) 前置機(jī)A前置機(jī)B主機(jī)A主機(jī)B前置機(jī)A前置機(jī)B主機(jī)A主機(jī)B(a) 方式一(b) 方式一分布式的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 雙雙100/1000M主網(wǎng)主網(wǎng)電力專用物理隔離設(shè)備WEB服務(wù)器防火墻MIS網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)集控中心集控中心1網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)集控工作站集控工作站集控中心集控中心2GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)服務(wù)器AUnix數(shù)據(jù)服務(wù)器BUnix調(diào)度工作站PAS工作站遠(yuǎn)動(dòng)工作站DA工作站維護(hù)工作站MODEM遠(yuǎn)程維護(hù)調(diào)度管理工作站電量計(jì)費(fèi)工作站前置數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段前置A前置B前置機(jī)柜終端服務(wù)器通道處理及切換專線數(shù)字、模擬通道廠站128廠站1廠站2廠站127網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)地調(diào)網(wǎng)絡(luò)化廠站網(wǎng)關(guān)工作站局內(nèi)其他控制系統(tǒng)開放式體系結(jié)

36、構(gòu)的基本特性 開放式計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是在分布式計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其差別在于逐步實(shí)現(xiàn)軟件上的獨(dú)立，是EMS技術(shù)當(dāng)前發(fā)展的方向。調(diào)度自動(dòng)化主站體系結(jié)構(gòu)的開放性主要體現(xiàn)在分布性、可移植性和互操作性等三方面。 分布性是指系統(tǒng)的功能由網(wǎng)絡(luò)連接的許多硬件和軟件共同協(xié)調(diào)完成，而不是靠“單干”；可移植性是指系統(tǒng)的應(yīng)用可以在不同硬件和不同版本的軟件平臺(tái)上運(yùn)行；互操作性是指當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，擴(kuò)展的部分與原來的部分能透明進(jìn)行交互，進(jìn)行“無縫”連接。 能同時(shí)滿足分布性、可移植性和互操作性的體系結(jié)構(gòu)無疑是開放性最好的體系結(jié)構(gòu)，如下圖所示 分布性開放性最好的體系結(jié)構(gòu)可移植性互操作性第四講 調(diào)度自動(dòng)化通信 4.1通信

37、系統(tǒng)的構(gòu)成 簡單的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端、調(diào)制解調(diào)器、通信線路、通信處理機(jī)和主計(jì)算機(jī)組成。 模擬信道數(shù)字信道模擬信道數(shù)字信道數(shù)據(jù)終端調(diào)制解調(diào)器通信處理機(jī)通信處理機(jī)調(diào)制解調(diào)器主計(jì)算機(jī)邏輯信道4.1通信系統(tǒng)的構(gòu)成 (1)、數(shù)據(jù)終端。電力系統(tǒng)被監(jiān)控設(shè)備與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)之間的接口，能夠把電氣模擬信號(hào)或狀態(tài)量轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信息向數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)送出，也能夠把從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中接受到的控制調(diào)節(jié)指令(或經(jīng)轉(zhuǎn)換)向受控對(duì)象發(fā)出。(2)、調(diào)制解調(diào)器。較遠(yuǎn)距離的通信往往采用模擬信道。調(diào)制解調(diào)器的作用是二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列調(diào)制成模擬信號(hào)或把模擬信號(hào)解調(diào)成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)與模擬信道之間的連接橋梁。對(duì)近距離的通信，可直接采用數(shù)字式

38、通信。 4.1通信系統(tǒng)的構(gòu)成 (3)、通信線路。可以是采用公用通信線路或?qū)Ｓ猛ㄐ啪€路，可以是直接連接，也可以是經(jīng)過通信處理機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。(4)、通信處理機(jī)。承擔(dān)通信控制任務(wù)，完成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理速度與通信線路傳輸速度間的區(qū)配緩沖，對(duì)傳輸信道產(chǎn)生的誤碼和故障進(jìn)行檢測控制，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流向與密度根據(jù)要求進(jìn)行路由選擇和邏輯信道的建立與拆除。(5)、主計(jì)算機(jī)。集中數(shù)據(jù)終端采集到的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行判別、分析與控制。 4.2通信信道 進(jìn)行通信的通道又稱為“信道”。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，各站點(diǎn)之間的信息交流都需依靠信道完成。電力系統(tǒng)通信的信道種類很多，由于電力系統(tǒng)通信的重要性和特殊性，其發(fā)展以電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和

39、發(fā)展為前提條件。以下介紹電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)中使用的信道種類。4.2通信信道 按數(shù)據(jù)傳輸媒介的不同，數(shù)據(jù)傳輸信道可分為有線信道和無線信道兩類。有線信道包括：電力線載波、通信電纜、光纖、現(xiàn)場總線等。無線信道包括：無線電廣播、微波、衛(wèi)星通信等。按數(shù)據(jù)傳輸形式的不同，數(shù)據(jù)傳輸信道可分為模擬信道和數(shù)字信道兩類。4.34.3通信方式.1數(shù)據(jù)通信的基本方式數(shù)據(jù)通信的基本方式按數(shù)據(jù)傳輸方向，可將通信系統(tǒng)分為按數(shù)據(jù)傳輸方向，可將通信系統(tǒng)分為: :(1) (1) 單工通信系統(tǒng)單工通信系統(tǒng)(Simplex)(Simplex)(2) (2) 半雙工通信系統(tǒng)半雙工通信系統(tǒng)(Half Duplex)(Ha

40、lf Duplex)(3) (3) 全雙工通信系統(tǒng)全雙工通信系統(tǒng)(Full Duplex) (Full Duplex) 4.3.1數(shù)據(jù)通信的基本方式 (1)、單工通信系統(tǒng)。單工通信是使用者只能向一個(gè)方向傳輸信息，傳輸信道上信號(hào)傳送方向是固定不變的。(2)、半雙工通信系統(tǒng)。它是信道兩側(cè)的設(shè)備都具有信號(hào)發(fā)送和接收能力，但發(fā)送和接收不能同時(shí)工作，即某一時(shí)刻信只能一個(gè)方向傳輸。平時(shí)兩側(cè)設(shè)備均處于接收狀態(tài)，以便隨時(shí)響應(yīng)對(duì)側(cè)的呼叫。信息傳輸過程中，呼叫、響應(yīng)、傳輸、接收交替進(jìn)行。半雙工方式也可以用雙線實(shí)現(xiàn) (3)、全雙工通信系統(tǒng)。全雙工通信的雙方由控制器協(xié)調(diào)發(fā)送與接收之間的工作，信道上的信號(hào)可雙向流動(dòng)，即

41、發(fā)送與接收可以同時(shí)進(jìn)行。 4.3.2異步通信和同步通信 1、異步通信根據(jù)數(shù)據(jù)通信的基本原理，實(shí)現(xiàn)正確地通信所必要的條件，就是通信過程中保持收發(fā)雙方的時(shí)鐘一致。實(shí)際上收發(fā)雙方往往相距很遠(yuǎn)，且接收端的時(shí)鐘常常是獨(dú)立產(chǎn)生的，難以保證與發(fā)送端時(shí)鐘完全同步。為了滿足這種條件下的通信最低要求，提出一個(gè)簡便的方法就是異步通信。異步傳輸時(shí)，每個(gè)傳送的字符都有一個(gè)附加的起始位和一個(gè)或多個(gè)停止位。異步通信的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn)。 2、同步通信 由于異步傳輸時(shí)，對(duì)每個(gè)字符都使用起始位和停止位，因此在需要傳送大量數(shù)據(jù)塊的場合就顯得太浪費(fèi)了。這時(shí)使用同步傳輸，它把每個(gè)完整的數(shù)據(jù)塊（幀）作為整體來傳輸。為使接收設(shè)備能準(zhǔn)確的接收數(shù)據(jù)塊的信息，需要做到：（1）接收器和發(fā)送器之間的比特（位）或時(shí)鐘同步，這可以通過設(shè)法把發(fā)送端的時(shí)鐘信息載入傳送的比特流中，然后由接收器來提取的辦法來實(shí)現(xiàn)。（2）所有的幀由一個(gè)或多個(gè)保留字作前導(dǎo)，以確保接收器按正確的字節(jié)邊界可靠地接收比特流。（3）每一幀內(nèi)容有幀起始符和幀結(jié)束符標(biāo)識(shí)。4.4數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化體系由三個(gè)層次組成，廠站內(nèi)系統(tǒng)、主站與廠站之間、主站側(cè)系統(tǒng)。廠站內(nèi)的站級(jí)通信總線和間隔級(jí)通信總線都應(yīng)采用基于以太網(wǎng)的IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)；主站與廠站之間的數(shù)據(jù)通信可采用IEC 60870一6TASE2或擴(kuò)展的IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)；主站側(cè)各應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)遵從：