配電SCADA系統(tǒng)課件

6.配電SCADA系統(tǒng)本講要點(diǎn)6.1配電SCADA系統(tǒng)概述6.2配電SCADA系統(tǒng)的基本組織模式6.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺16.配電SCADA系統(tǒng)本講要點(diǎn)16.1配電SCADA系統(tǒng)概述簡述配電SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)，是DMS的基本組成部分，同時又是DMS的基本應(yīng)用平臺。功能輸電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)所具有的“四遙”，數(shù)據(jù)處理、事件告警、SOE、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、趨勢（曲線）分析、事故追憶、數(shù)據(jù)存儲及制表打??；變電站自動化接口，保護(hù)定值的遠(yuǎn)方修改與投切，線路動態(tài)著色，地理接線圖與信息集成26.1配電SCADA系統(tǒng)概述簡述26.1配電SCADA系統(tǒng)概述特點(diǎn)：（較輸電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)復(fù)雜）監(jiān)控對象多（站內(nèi)和站外），信息采集難度高；操作頻度高；具有FA功能；除了采集配電網(wǎng)的靜態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)外，還需要采集反映電網(wǎng)故障時的瞬時動態(tài)數(shù)據(jù)；配電網(wǎng)三相不平衡網(wǎng)絡(luò)，電力系統(tǒng)計(jì)算相對復(fù)雜；配電網(wǎng)直接面向用戶，SCADA系統(tǒng)的創(chuàng)建、維護(hù)和擴(kuò)容工作量，可維護(hù)性的要求高；要求具有良好的開放性，易于與MIS、GIS等其它信息系統(tǒng)接口；36.1配電SCADA系統(tǒng)概述特點(diǎn)：（較輸電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)6.1配電SCADA系統(tǒng)概述監(jiān)控對象：變電站內(nèi)(110kV、220kV)10kV出線——可從調(diào)度系統(tǒng)或變電站綜合自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)有：出線的P、Q、Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic，cosθ等；戶外10kV線路（架空線和地下電纜）——通過FTU進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)有:開關(guān)分合狀態(tài)，過流狀態(tài)以及線路安裝處的P、Q、Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic，cosθ等；配電變壓器(變臺)——通過TTU進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)有:變壓器的P、Q、Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic，cosθ、電量及分接頭位置數(shù)等；10kV開閉所、變電所——通過RTU進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)同F(xiàn)TU，但數(shù)據(jù)量大；46.1配電SCADA系統(tǒng)概述監(jiān)控對象：46.2基本組織模式配電SCADA系統(tǒng)的組織方式將配電SCADA系統(tǒng)的內(nèi)容——進(jìn)線監(jiān)控、10kV開閉所和變電站自動化、饋線自動化及配變監(jiān)視，進(jìn)行一體化整合為一個完整的系統(tǒng)，要求有：一套基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、面向配電網(wǎng)絡(luò)的SCADA系統(tǒng)；有效可靠、切實(shí)可行的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——關(guān)鍵1）構(gòu)造可靠可行的通信網(wǎng)絡(luò)，要求做到:（1）根據(jù)配電SCADA系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜程度和預(yù)期達(dá)到的自動化水平，恰當(dāng)?shù)剡x擇通信方式。（2）如何降低通信系統(tǒng)的造價，并滿足配電SCADA系統(tǒng)的要求。56.2基本組織模式配電SCADA系統(tǒng)的組織方式56.2基本組織模式2）配電SCADA系統(tǒng)的通信特點(diǎn)分析通信節(jié)點(diǎn)多而分散；與其它自動化監(jiān)控系統(tǒng)有數(shù)據(jù)接口的需求。

配電SCADA系統(tǒng)的通信模式——分層分區(qū)3）基于分層分區(qū)的通信的通信模式，配電SCADA系統(tǒng)采用組織方案：主站+子站，分層組織其好處體現(xiàn)在：便于先試點(diǎn)，后推廣，分步實(shí)施；增設(shè)配電子站，可以減少主站的數(shù)據(jù)處理數(shù)量；子站的獨(dú)立運(yùn)行有助于提高系統(tǒng)的可靠性；優(yōu)化了通信通道的配置；66.2基本組織模式2）配電SCADA系統(tǒng)的通信特6.2基本組織模式4）配電SCADA系統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu)76.2基本組織模式4）配電SCADA系統(tǒng)的分層6.2基本組織模式5）配電SCADA系統(tǒng)與FTU通信的幾種方式(a)多點(diǎn)共線式；(b)多點(diǎn)環(huán)形式；(c)主從結(jié)構(gòu)式；工程應(yīng)用：物理上——光纖自愈環(huán)；鏈路上——多點(diǎn)共線（通道）86.2基本組織模式5）配電SCADA系統(tǒng)與FT6.2基本組織模式配電SCADA系統(tǒng)的主站設(shè)置（1）配電管理中心和縣（地）調(diào)度中心是分開的——調(diào)度中心向DMS轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；（2）配電管理中心和縣（地）調(diào)度中心是合而為一的——在已有的調(diào)度自動化系統(tǒng)上擴(kuò)展DMS功能；配電SCADA系統(tǒng)的子站的設(shè)置1）子站的概念：即“配電自動化及管理子站”，DL/T721-2000《配電自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》將其將命名為“中壓監(jiān)控單元”，屬于配電自動化系統(tǒng)的一種遠(yuǎn)方終端。

96.2基本組織模式配電SCADA系統(tǒng)的主站設(shè)置96.2基本組織模式2）子站的基本功能：收集FTU的故障電流或故障電壓信息，完成故障識別；向FTU發(fā)遙控命令，實(shí)現(xiàn)故障的隔離和恢復(fù)供電的功能；采集變電站內(nèi)的狀態(tài)量，收集FTU的狀態(tài)量，狀態(tài)量變位優(yōu)先上傳；實(shí)現(xiàn)對變電站電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率及諧波值的測量，采集直流量和脈沖量，并向上級主站傳送；接收并執(zhí)行上級站的遙控命令（開關(guān)分合及電容器投切）及返送校核；采集SOE并上傳；接收并執(zhí)行系統(tǒng)對時；具有程序的自恢復(fù)功能；具有設(shè)備自診斷或遠(yuǎn)方診斷功能；具有通道監(jiān)視的功能；具有后備電源，且能備自投；

106.2基本組織模式2）子站的基本功能：106.2基本組織模式3）子站的選配功能：召喚存儲在FTU中的定點(diǎn)電流量；檢測小電流接地系統(tǒng)單項(xiàng)接地故障區(qū)段；具有與多個主站通信的功能；接收并執(zhí)行遙調(diào)命令；與變電站內(nèi)的其他系統(tǒng)通信并進(jìn)行信息交互；具有當(dāng)?shù)仫@示和制表打印功能；

116.2基本組織模式3）子站的選配功能：116.2基本組織模式4）子站的設(shè)置配電SCADA系統(tǒng)子站的設(shè)置情況取決于配電網(wǎng)自動化的規(guī)模、網(wǎng)架、通信設(shè)施及所在地的地理環(huán)境。設(shè)置方式根據(jù)變電站是否實(shí)現(xiàn)了自動化來決定子站的設(shè)置方式（1）變電站自動化系統(tǒng)兼作配電SCADA子站——新建的情形（2）配電子站獨(dú)立于變電站自動化——改造的情形根據(jù)配電網(wǎng)中負(fù)荷的分布情況來決定子站的設(shè)置方式（1）將子站設(shè)置在距離小區(qū)中所有監(jiān)控對象均較近的位置——適合于配電網(wǎng)比較密集，并且采用光纖或電纜通道的情形（2）將子站設(shè)置在該配電網(wǎng)供電的110kV變電站內(nèi)——適合配電網(wǎng)比較狹長，并采用配電線載波的作為通道的情形。126.2基本組織模式4）子站的設(shè)置126.2基本組織模式設(shè)置原則（1）不一定每個變電站設(shè)置為SCADA子站，以FTU只與一個SCADA子站或主站通信為宜；（2）如果已有配電SCADA主站系統(tǒng)，故障定位和恢復(fù)功能在主站進(jìn)行，子站僅執(zhí)行主站下發(fā)的故障隔離和恢復(fù)供電的遙控命令；主站的遙控命令也可直達(dá)與其直接通信的FTU。（3）如果配網(wǎng)自動化工程項(xiàng)目巨大，則將數(shù)據(jù)處理和存貯下放到子站——子站負(fù)責(zé)處理和存儲本站所監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)，必要時以凈數(shù)據(jù)的形式供主站調(diào)用。136.2基本組織模式設(shè)置原則136.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺

配電SCADA系統(tǒng)的平臺由四個部分組成：（1）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)；（2）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)；（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；（4）前置通信系統(tǒng)1）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)——服務(wù)器、工作站、打印輸出設(shè)備、圖形數(shù)字儀和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)SCADA子站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；SCADA主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；DMS總體機(jī)構(gòu)

146.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺配電SCADA系統(tǒng)的6.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺SCADA子站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)156.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺SCADA子站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺SCADA主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)166.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺SCADA主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)166.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺DMS總體結(jié)構(gòu)176.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺DMS總體結(jié)構(gòu)176.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺2）前置通信系統(tǒng)前置通信系統(tǒng)包括前置機(jī)、通信機(jī)和雙機(jī)切換裝置前置機(jī)——專門運(yùn)行前置數(shù)據(jù)處理程序，為程序服務(wù)器分擔(dān)數(shù)據(jù)處理的任務(wù)；通信機(jī)（調(diào)制解調(diào)器）——接收來自子站和RTU/FTU數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入到雙機(jī)切換裝置；雙機(jī)切換裝置——用于雙前置機(jī)系統(tǒng)，兩前置機(jī)同時接收RTU/FTU的上行數(shù)據(jù)，但只有一臺前置機(jī)向通信口下發(fā)數(shù)據(jù)。186.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺2）前置通信系統(tǒng)186.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺通信端口的擴(kuò)展前置機(jī)自帶的通信端口（串口和并口）數(shù)量有限，需要進(jìn)行的通信端口（串口）的擴(kuò)展。擴(kuò)展串口的兩種方式（1）通過串行擴(kuò)展卡來擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的串口；（2）通過終端服務(wù)器來擴(kuò)展前置系統(tǒng)的串口，實(shí)現(xiàn)串口共享；通過終端服務(wù)器擴(kuò)展串口的實(shí)現(xiàn)方式（1）虛擬映射，終端服務(wù)器上的串口可以映射到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一臺計(jì)算機(jī)上；（2）Socket編程，網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)用Socket編程直接通過TCP/IP協(xié)議訪問終端服務(wù)器的端口。兩點(diǎn)說明：通過終端服務(wù)器和光纖以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)串口遠(yuǎn)程化；RTU/FTU實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，前置機(jī)就無需擴(kuò)展串口了。196.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺通信端口的擴(kuò)展196.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺3）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是指SCADA系統(tǒng)運(yùn)行所需要的各種程序軟件，包括操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件（應(yīng)用軟件、程序）（1）操作系統(tǒng)歷史沿革：VMS-->DOS-->Windows-->WindowsNT、Unix當(dāng)前應(yīng)用情況：系統(tǒng)服務(wù)器選Unix；工作站選用Windows（2）系統(tǒng)軟件支撐軟件——支撐系統(tǒng)運(yùn)行的系統(tǒng)軟件和工具軟件，如數(shù)據(jù)庫管理軟件、圖形軟件、辦公應(yīng)用軟件等；應(yīng)用軟件——完成SCADA系統(tǒng)功能的功能軟件；206.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺3）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)206.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺（3）系統(tǒng)軟件的邏輯構(gòu)成從用戶的角度上看，SCADA系統(tǒng)可分為三個部分：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)——數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)庫的維護(hù)，是SCADA的核心。前置機(jī)系統(tǒng)——是系統(tǒng)與監(jiān)控對象的接口，包括串口通信、規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理等。工作站——人機(jī)交互，提供用戶操作界面及系統(tǒng)維護(hù)等。從開發(fā)的角度上看，有客戶機(jī)與服務(wù)器之分：服務(wù)器——數(shù)據(jù)的維護(hù)與處理，并響應(yīng)客戶機(jī)的要求；客戶機(jī)——提供用戶界面；服務(wù)器與客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路有機(jī)連接為一整體。216.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺（3）系統(tǒng)軟件的邏輯構(gòu)成216.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺（4）系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)體現(xiàn)于軟件功能模塊：系統(tǒng)模塊、核心軟件模塊、維護(hù)工具和應(yīng)用工具等。系統(tǒng)模塊包括實(shí)時數(shù)據(jù)庫、商用數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)（服務(wù)器端和客戶機(jī)端），是SCADA系統(tǒng)的架構(gòu)。實(shí)時庫——內(nèi)存中，存放電網(wǎng)拓?fù)浼半娋W(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)；商用數(shù)據(jù)庫——硬盤或磁盤陣列中，作歷史數(shù)據(jù)庫，如：Oracle、SQLServer等；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)——為服務(wù)器和客戶端提供網(wǎng)絡(luò)管理和連接服務(wù)

226.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺（4）系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)226.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺核心軟件模塊是服務(wù)器端的功能模塊，包括：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)——完成常規(guī)的的數(shù)據(jù)處理功能，如合理性檢查、乘系數(shù)、取反和統(tǒng)計(jì)等；公式編譯與管理系統(tǒng)——提供函數(shù)、計(jì)算公式等，是一個通用的數(shù)據(jù)處理功能模塊；告警處理系統(tǒng)——對事件告警信息進(jìn)行處理和管理；用戶安全管理系統(tǒng)——用戶權(quán)限管理；數(shù)據(jù)采用和歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)——將實(shí)時庫中的數(shù)據(jù)按要求存放到歷史庫中，以便生成歷史曲線、報表等。

236.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺核心軟件模塊236.3配電SCADA系統(tǒng)的平臺維護(hù)工具是客戶端用戶應(yīng)用程序，用以