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1、 配电SCADA系统 第六讲 配电SCADA系统的内容1 配电配电SCADA的功能的功能2 配电配电SCADA的基本组织模式的基本组织模式3 配电配电SCADA的硬件系统的硬件系统4 配电配电SCADA的软件系统的软件系统5 配电配电SCADA系统通信规约系统通信规约6 配网配网SCADA与与AM/FM/GIS系统的集系统的集成成 1 配电SCADA系统的功能配电配电SCADASCADA系统既应该包括面向数据采集和监控系统的系统既应该包括面向数据采集和监控系统的模型和方法，也需要包括面向电力系统连接即网络拓模型和方法，也需要包括面向电力系统连接即网络拓扑的模型和方法，为扑的模型和方法，为DMS
2、DMS应用软件应用软件提供一致的、完整的、提供一致的、完整的、可直接使用的电力系统模型可直接使用的电力系统模型。 常规功能常规功能包括包括“数据采集数据采集( (遥测、遥信遥测、遥信) )、报警、状态、报警、状态监视、遥控、遥调、事件顺序记录、统计计算、趋势监视、遥控、遥调、事件顺序记录、统计计算、趋势曲线、事故追忆、历史数据的存储和制表打印曲线、事故追忆、历史数据的存储和制表打印” 非常规功能非常规功能包括包括“支持无人值班变电站的接口、实现支持无人值班变电站的接口、实现馈线保护的远方投切，定值远方切换、线路动态着色、馈线保护的远方投切，定值远方切换、线路动态着色、地理接线图与信息集成地理接
3、线图与信息集成”。 2 配电SCADA系统的基本组织模式1) 配网配网SCADA的基本监控对象的基本监控对象监视向配电网供电的变电站监视向配电网供电的变电站1010kVkV出线出线 1010kVkV线路的监控线路的监控 1010kVkV开闭所、配电变电所的监控。开闭所、配电变电所的监控。 有功功率、无功功率、有功功率、无功功率、三相电流、三相三相电流、三相电压、功率因数电压、功率因数、分接头位置等、分接头位置等 。控制控制内容主要是负荷开关、联络开关的遥控内容主要是负荷开关、联络开关的遥控操作操作 2）配电）配电SCADA系统的分层组织方式系统的分层组织方式配电配电SCADASCADA系统由于
4、存在系统由于存在大量分散大量分散的数据采集的数据采集点，点，一对一的组织方式一对一的组织方式就需要有大量的通信通就需要有大量的通信通道，在主站端也需要有与之规模相应的通信端道，在主站端也需要有与之规模相应的通信端口，这种组织方式实际上是不可能实现的。口，这种组织方式实际上是不可能实现的。配电配电SCADASCADA一般采用一般采用分层组织分层组织测控单元的方式，测控单元的方式，把分散的把分散的RTURTU组织成若干个组织成若干个通信区域通信区域( (子站子站) )，监控信息首先在通信区域内集中，然后再上传监控信息首先在通信区域内集中，然后再上传到到配电管理中心配电管理中心( (主站主站) )。
5、一个主站可以对应多。一个主站可以对应多个子站。若分散的测控单元数量巨大，还可以个子站。若分散的测控单元数量巨大，还可以进一步分层，子站有二级直至多级子站进一步分层，子站有二级直至多级子站 配电配电SCADA系统的分层体系结构系统的分层体系结构3）通信方式有：）通信方式有： 多点共线方式；多点环形方式；多点共线方式；多点环形方式；RTU/FTU主从结构方式主从结构方式 4）配电SCADA主站、子站的设置配电配电SCADA主站的设置：主站的设置：在一个城市的配电管理中心需要设置配电自动在一个城市的配电管理中心需要设置配电自动化的主站系统化的主站系统 另一种方案是配电管理中心和电力调度中心合另一种方
6、案是配电管理中心和电力调度中心合而为一而为一 配电配电SCADASCADA子站的设置子站的设置：通常设置在变电站内通常设置在变电站内配电自动化子站的功能配电自动化子站的功能基本功能为：基本功能为： (1) (1)收集馈线远方终端故障电流或故障电压信息，完收集馈线远方终端故障电流或故障电压信息，完成故障识别；成故障识别； (2) (2)向馈线远方终端发遥控命令，实现故障隔离和恢向馈线远方终端发遥控命令，实现故障隔离和恢复供电的功能；复供电的功能； (3) (3)采集变电站内的并收集馈线远方终端的状态量，采集变电站内的并收集馈线远方终端的状态量，状态量变位优先向上级主站传送；状态量变位优先向上级主
7、站传送； (4) (4)实现对变电站电压、电流、有功功率、无功功率、实现对变电站电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率或者谐波值的测量、采集直流量并向功率因数、频率或者谐波值的测量、采集直流量并向上级主站传送；上级主站传送；(5)(5)接收并执行上级主站的遥控命令或者电容器投切及接收并执行上级主站的遥控命令或者电容器投切及返送校核；返送校核；(6)(6)采集事件顺序记录并向上级主站传送；采集事件顺序记录并向上级主站传送；(7)(7)采集脉冲量并向上级主站传送；采集脉冲量并向上级主站传送；(8)(8)接收并执行对时命令接收并执行对时命令( (或者或者GPSGPS对时对时) )；(9)(9
8、)具有程序自恢复功能；具有程序自恢复功能；(10)(10)具有设备自诊断或者远方诊断功能；具有设备自诊断或者远方诊断功能；(11)(11)具有通道监视的功能；具有通道监视的功能；(12)(12)具有后备电源，并可在主电源失电时自动投入具有后备电源，并可在主电源失电时自动投入 (1)变电站自动化变电站自动化( (SA)SA)系统兼作配电系统兼作配电SCADASCADA子子站站。变电站内馈线开关的数据采集和监控由站内变电站内馈线开关的数据采集和监控由站内RTURTU来完成。来完成。线路上各环网开关、负荷开关、街道配电站的数线路上各环网开关、负荷开关、街道配电站的数据采集和监视控制，由安装在环网开关
9、、负荷开据采集和监视控制，由安装在环网开关、负荷开关、街道配电站内的馈线远方终端关、街道配电站内的馈线远方终端( (FTU)FTU)来完成。来完成。该方式不适用于已经实现变电站自动化的情况。该方式不适用于已经实现变电站自动化的情况。(2)(2)配电配电SCADASCADA子站独立于变电站自动化子站独立于变电站自动化( (SA)SA)系统系统SCADASCADA子站和安装在环网开关、负荷开关、街道子站和安装在环网开关、负荷开关、街道配电站内的馈线远方终端配电站内的馈线远方终端( (FTU)FTU)通信，完成线路通信，完成线路设备的监控。设备的监控。子站不包括变电站监控功能，变电站自动化系统子站不
10、包括变电站监控功能，变电站自动化系统或或RTURTU数据直接送上级主站。数据直接送上级主站。如果要在子站系统完成故障识别、故障隔离和供如果要在子站系统完成故障识别、故障隔离和供电恢复功能，则必须有变电站出线开关的配合，电恢复功能，则必须有变电站出线开关的配合，它要和变电站自动化它要和变电站自动化( (SA)SA)系统或者系统或者RTURTU通信，或通信，或通过与上级主站通信取得变电站出线开关的有关通过与上级主站通信取得变电站出线开关的有关信息，对它实现监控。信息，对它实现监控。该方式适用于已经实现变电站自动化的情况。该方式适用于已经实现变电站自动化的情况。3 配电配电SCADA系统的硬件系统系
11、统的硬件系统 配网配网SCADASCADA的计算机后台系统由的计算机后台系统由SCADASCADA服务器服务器、操作工作站操作工作站、打印输打印输出设备出设备、图形数字化仪图形数字化仪以及以及计算机网络设备计算机网络设备等几个部分组成。等几个部分组成。1 1）配网自动化系统子站）配网自动化系统子站，如果用变电站综合自动化的后台系统兼，如果用变电站综合自动化的后台系统兼作配网作配网SCADASCADA子站，这时服务器、操作工作站以及前置机都由同一子站，这时服务器、操作工作站以及前置机都由同一台计算机担任。系统的可靠性要求，配两台计算机互为热备用，并台计算机担任。系统的可靠性要求，配两台计算机互为
12、热备用，并通过局域网互联。通过局域网互联。 配电配电SCADA主站系统主站系统配电管理中心的配电管理中心的SCADASCADA主站系统除了必须具备变电站主站系统除了必须具备变电站SCADASCADA子站系统的功能之外，还要完成其他的子站系统的功能之外，还要完成其他的SCADASCADA功功能和配电高级应用软件能和配电高级应用软件( (DPAS)DPAS)功能。功能。 配电配电SCADA主站系统总体结构图主站系统总体结构图配电管理中心的主站系统还包括配电管理中心的主站系统还包括GISGIS工作站工作站、图形编辑图形编辑生产管理工作站生产管理工作站以及以及WebWeb服务器等服务器等 配电配电SC
13、ADA主站系统各模块功能主站系统各模块功能(1)(1)主服务器和备服务器主服务器和备服务器：存放实时数据和历史数据，：存放实时数据和历史数据，且两台服务器互为备用；且两台服务器互为备用；(2)(2)SDESDE服务器服务器：GISGIS系统的服务器，存放系统的服务器，存放GISGIS系统所有系统所有的电子地图、设备属性数据、用户资料等数据；的电子地图、设备属性数据、用户资料等数据；(3)(3)GISGIS工作站工作站：显示以地图为背景的实时系统运行工：显示以地图为背景的实时系统运行工况图；况图；(4)(4)调度员工作站调度员工作站：显示系统单线图和实时数据；：显示系统单线图和实时数据；(5)(
14、5)图形编辑生产管理工作站图形编辑生产管理工作站：GISGIS系统维护和日常系统维护和日常的生产管理；的生产管理；(6)(6)高级应用软件工作站高级应用软件工作站：高级应用软件计算，分析；：高级应用软件计算，分析；(7)(7)维护工作站维护工作站：对整个网络进行监视，维护；：对整个网络进行监视，维护；(8)(8)数据采集数据采集( (通信通信) )工作站工作站：相当于前置机功能，用来：相当于前置机功能，用来和子站进行通信中，由于采用了网络终端服务器，数和子站进行通信中，由于采用了网络终端服务器，数据采集工作站据采集工作站( (前置机前置机) )被省略。被省略。几个基本概念几个基本概念前置机的概
15、念前置机的概念：SCADASCADA系统的前置机负责规约转换和数系统的前置机负责规约转换和数据预处理。据预处理。早先，由于计算机的处理能力有限，为了早先，由于计算机的处理能力有限，为了减轻主机减轻主机( (服务器服务器) )的的CPUCPU负担，一般都要配备专门的计负担，一般都要配备专门的计算机来运行前置数据处理程序，这就是算机来运行前置数据处理程序，这就是SCADASCADA系统的前系统的前置机。实际上，前置机只是一个逻辑概念，如果主机置机。实际上，前置机只是一个逻辑概念，如果主机( (服务器服务器) )的处理能力足够强，前置数据处理程序可以的处理能力足够强，前置数据处理程序可以直接运行在主
16、机直接运行在主机( (服务器服务器) )上，让主机上，让主机( (服务器服务器) )兼作兼作SCADASCADA系统的前置机。系统的前置机。双机切换问题：单通道单双机切换问题：单通道单MODEMMODEM和单通道双和单通道双MODEMMODEM4 配电SCADA系统的软件系统1) SCADA系统的软件层次模型系统的软件层次模型 SCADA系统的软件可以分为三个层次操作系系统的软件可以分为三个层次操作系统、支撑软件、应用软件。操统、支撑软件、应用软件。操作系统位于系统作系统位于系统的最底层的最底层 2）配电）配电SCADA系统的软件逻辑构成系统的软件逻辑构成SCADASCADA系统是人系统是人( (调度员以及运行管理人员调度员以及运行管理人员) )和监控对象和监控对象( (变配电站的开关和线路等设备变配电站的开关和线路等设备) )的一个中介，因此的一个中介，因此SCADASCADA系统除了其核心部分，还应包括系统和监控对象系统除了其核心部分，还应包括系统和监控对象的接口、系统和人的接口、系统和人( (使用者使用者) )的接口。基于这么一个认识，的接口。基于这么一个认识，SCADASCAD
