電力系統(tǒng)調(diào)度自動化EMSSCADA分解課件

EMS/SCADA系統(tǒng)EMS/SCADA系統(tǒng)1何為SCADA?SCADA:SupervisoryControlAndDataAcquisition-不是一個全面的控制系統(tǒng),主要是基于管理層面的-位于硬件頂層的軟件系統(tǒng),通過PLC,RTU等模塊于被控系統(tǒng)聯(lián)系-廣泛應(yīng)用于工業(yè)的過程控制系統(tǒng)中-運行于DOS,VMS,UNIX,NT,LINUX等操作系統(tǒng)之上-是一種軟實時的控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)中它是一個復(fù)雜的計算機群何為SCADA?2電話調(diào)度：得到的信息是歷史的，不一致的做出的判斷和決策是不可靠的主要由廠站端的運行人員就地完成大部分監(jiān)控功能廠站端人員不了解系統(tǒng)狀態(tài)，不了解全局大規(guī)模電力系統(tǒng)的需求－SCADA的必要性：實時了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)迅速、準確、可靠地將廠站端信息傳送到調(diào)度中心電話調(diào)度：3SCADA的位置電力系統(tǒng)SCADAActualFixedAccuratesimulation快照狀態(tài)估計拷貝電力系統(tǒng)AGCAVC在線閉環(huán)控制操作控制在線開環(huán)控制電力系統(tǒng)調(diào)度計劃、模擬和培訓(xùn)離線分析和規(guī)劃培訓(xùn)模式SCADA是調(diào)度的“眼”和“手”數(shù)據(jù)流分類控制任務(wù)分類SCADA系統(tǒng)平臺SCADA的位置電力系統(tǒng)SCADAActualFixedAc4大型調(diào)度自動化系統(tǒng)配置路由器調(diào)度員工作站報表工作站運方工作站程序員工作站維護工作站網(wǎng)管工作站數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)采集服務(wù)器SCADA服務(wù)器數(shù)據(jù)通訊服務(wù)器WEB服務(wù)器DTS服務(wù)器DTS工作站模擬屏GPSGPSMODEMSPDnet安全II區(qū)安全III區(qū)SPTnet磁盤陣列終端服務(wù)器千兆/百兆交換機服務(wù)器路由器物理隔離高級應(yīng)用服務(wù)器撥號服務(wù)器認證加密裝置大型調(diào)度自動化系統(tǒng)配置路由器調(diào)度員工作站報表工作站運方工作站5前置系統(tǒng)主要功能：與變電站RTU的數(shù)據(jù)通信單機系統(tǒng)：1－1

實際系統(tǒng)：1－N前置系統(tǒng)實際系統(tǒng)：1－N6前置系統(tǒng)——系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)來源前置系統(tǒng)——系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)來源7調(diào)度員工作站——Window2000/XP調(diào)度員工作站——Window2000/XP8其他人機工作站——維護、PAS分析等其他人機工作站——維護、PAS分析等9WEB發(fā)布服務(wù)器PC服務(wù)器Window2000ServerIIS服務(wù)WEB發(fā)布服務(wù)器10操作系統(tǒng)(UNIX/LINUX,WindowsNT)和商用數(shù)據(jù)庫軟件結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)庫人機交互系統(tǒng)軟總線(事件/通信服務(wù))API模型建立WEB瀏覽系統(tǒng)安全與用戶管理拓撲分析及動態(tài)著色無功電壓控制…模擬操作統(tǒng)計計算告警歷史數(shù)據(jù)保存及查詢事故追憶遙控、遙調(diào)、對時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件支持軟件應(yīng)用軟件報表AGC操作系統(tǒng)(UNIX/LINUX,WindowsNT)和商用11SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖12實時數(shù)據(jù)庫以關(guān)系庫為模板的、簡化了的、基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫以關(guān)系庫為模板的、簡化了的、基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫13SCADA的基本功能（一）數(shù)據(jù)采集(DataAcquisition)遙控和遙調(diào)操作(Tele-control,Tele-adjust)告警(Alarm)記錄(Logging)事故追憶（PDR,PostDisturbanceReview）事件順序記錄（SOE,SequenceofEventRecording）統(tǒng)計、計算（Statistics,Calculation）SCADA的基本功能（一）數(shù)據(jù)采集(DataAcquisi14SCADA的基本功能（二）雙機切換(Failover)人機會話(ManMachineInterface)報表(Report)網(wǎng)絡(luò)拓撲與動態(tài)著色(NetworkTopology,DynamicColoring)歷史數(shù)據(jù)存儲WEB瀏覽模擬盤驅(qū)動(MimicUpData)系統(tǒng)模型的建立工具SCADA的基本功能（二）雙機切換(Failover)15SCADA的基本功能－數(shù)據(jù)預(yù)處理遙測量合理性校驗遙測值變化率合理性校驗遙測值的平滑濾波開關(guān)變位可信性校驗SCADA的基本功能－數(shù)據(jù)預(yù)處理遙測量合理性校驗16SCADA的基本功能－信息顯示和報警質(zhì)量監(jiān)視安全限制監(jiān)視開關(guān)狀態(tài)停電監(jiān)視計劃值執(zhí)行情況設(shè)備狀態(tài)保護和自動裝置的動作狀態(tài)SCADA的基本功能－信息顯示和報警質(zhì)量監(jiān)視17基于圖形界面的智能化支撐環(huán)境基于圖形界面的智能化支撐環(huán)境18UNIX下Motif界面UNIX下Motif界面19面向設(shè)備的圖形化、一體化建模面向設(shè)備的圖形化、一體化建模20歷史數(shù)據(jù)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢21SCADA信息顯示的例子－棒圖適合顯示機組出力，電壓等數(shù)據(jù)SCADA信息顯示的例子－棒圖適合顯示機組出力，電壓等數(shù)據(jù)22SCADA信息顯示的例子－餅圖適合顯示份額數(shù)據(jù)，如水電占總出力的份額，某機組出力占總出力的份額，等SCADA信息顯示的例子－餅圖適合顯示份額數(shù)據(jù)，如水電占總出23SCADA信息顯示的例子－曲線適合顯示某個量的變化趨勢，如系統(tǒng)負荷，頻率，電壓等。SCADA信息顯示的例子－曲線適合顯示某個量的變化趨勢，如系24SCADA的基本功能－遙控和遙調(diào)操作避免誤操作返訊校驗畫面提示操作信息操作結(jié)果顯示智能化防誤操作調(diào)度錄音電話SCADA的基本功能－遙控和遙調(diào)操作避免誤操作25SCADA的基本功能－PDR，SOE記錄系統(tǒng)發(fā)生異常情況和事故發(fā)生的順序作用：事故后分析事故PDR：記錄事故前后一段時間間隔的重要實時數(shù)據(jù)。SOE：對事故時各種開關(guān)、繼電保護、自動裝置的狀態(tài)變化信號按時間順序排隊。要求精確的時鐘同步。SCADA的基本功能－PDR，SOE記錄系統(tǒng)發(fā)生異常情況和26EMS應(yīng)用軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖拓撲分析可觀測性分析網(wǎng)絡(luò)通信SCADADB遙信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)母線模型SE結(jié)果實時狀態(tài)估計遙測歷史斷面歷史斷面保存超短期負荷預(yù)測預(yù)測數(shù)據(jù)外網(wǎng)等值在線潮流潮流結(jié)果靜態(tài)安全評定自動故障選擇最優(yōu)潮流校正對策分析在線故障計算智能化網(wǎng)絡(luò)建模靈敏度分析經(jīng)濟評估分析量測系統(tǒng)分析維護短路容量掃描靜態(tài)電壓穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定分析短期負荷預(yù)測開停機計劃水火電發(fā)電計劃EMS應(yīng)用軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖拓撲分析可觀測性分析網(wǎng)絡(luò)通信S27國外研究進展

在1990年，美國電力科學研究院（EPRI）確立了CCAPI（控制中心應(yīng)用程序接口）項目，EPRICCAPI項目的目標是：1、主要目標是形成一套導(dǎo)則或規(guī)范，以最小代價和無任何代碼改動就可以將一個新應(yīng)用軟件安裝在正在運行之中的EMS系統(tǒng)中，就象在臺式機上安裝軟件包，或者在計算機中加塊內(nèi)存，實現(xiàn)EMS應(yīng)用軟件的“即插式”應(yīng)用。2、最低目標是探討一種方法，以減少目前需要在EMS系統(tǒng)中安裝第三方軟件的工作量。國外研究進展

在1990年，美國電力科學研究院（EPRI）確282000年12月，在美國Orlando，ABB、SIEMENS、ESCA、GEHarris等國際大公司基于IEC61970的公共信息模型（CIM）進行了第一次互操作試驗獲得成功；2001年5月，在美國的LasVegas，ABB、SIEMENS、ESCA、GEHarris等國際大公司基于IEC61970的公共信息模型（CIM）進行了第二次互操作試驗獲得成功；2002年6月在美國進行了第三次互操作實驗，進行了XML文檔的合并，進行了潮流計算。2000年12月，在美國Orlando，ABB、SIEMEN29國內(nèi)研究情況2004年9月14~2004年9月16日在北京國調(diào)中心舉行了基于CISGDA接口的國內(nèi)第五次互操作試驗?；緦崿F(xiàn)了基于XMLCIM模型的交換、合并、拆分基于CIS的GDA接口的測試國內(nèi)研究情況2004年9月14~2004年9月16日在北京國30IEC61970標準簡介IEC61970-1：導(dǎo)則和一般要求IEC61970-2：術(shù)語表IEC61970-301：公用信息模型（CIM）基本部分）IEC61970-302：（CIM）財務(wù)、能量計劃和預(yù)定部分IEC61970-303：（CIM）SCADA部分IEC61970-401：組件接口規(guī)范（CIS）框架部分IEC61970-402：（CIS）公用數(shù)據(jù)接口工具部分IEC61970-403：（CIS）GenericDataAccessIEC61970-404：（CIS）HighSpeedDataAccess

IEC61970-405：

（CIS）

GenericEventingandSubscription

IEC61970-407：（CIS）TimeSeriesDataAccesI