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1、2.3 2.3 电力系统自动化数据采集系统电力系统自动化数据采集系统2.3.12.3.1模拟量采集系统模拟量采集系统 电力系统要采集的模拟量有电压电力系统要采集的模拟量有电压U、电流、电流I、频率频率f、功率、功率P P、温度、温度T T 等。等。1.1.模拟量采集电路模拟量采集电路模拟量采集电路模拟量采集电路（1 1）传感器）传感器作用：把温度、压力、转速等非电量或电压、电作用：把温度、压力、转速等非电量或电压、电 流、功率等电量转化为电压或电流的弱电流、功率等电量转化为电压或电流的弱电 信号。信号。输入信号：被测参数输入信号：被测参数输出信号：与输入量成正比的电压或电流信号。输出信号：与输
2、入量成正比的电压或电流信号。（2 2）多路切换开关）多路切换开关（MUX）作用：在一个特定的时间内，只允许一路模拟信作用：在一个特定的时间内，只允许一路模拟信号输入到号输入到A/D转换器，从而实现分时转换的目的。转换器，从而实现分时转换的目的。 适用场合：转换速度不高。适用场合：转换速度不高。目的：简化电路，节省成本。目的：简化电路，节省成本。结构图：结构图：（3 3）采样保持器）采样保持器（S/H）作用：作用：当输入信号变化时，要求输出信号跟随输当输入信号变化时，要求输出信号跟随输 入信号的变化进行间隔采样，并且在两次入信号的变化进行间隔采样，并且在两次 采样之间保持上一次采样结束时的状态。
3、采样之间保持上一次采样结束时的状态。结构图：结构图：采样定理：采样定理：（4 4）模）模/ /数转换器数转换器（A/D） 作用：作用：将模拟量转换成计算机可以接收的数字量，将模拟量转换成计算机可以接收的数字量， 是影响数据采集精度和速度的主要因素之一。是影响数据采集精度和速度的主要因素之一。结构图：结构图：2.2.模拟量输出电路模拟量输出电路模拟量输出电路模拟量输出电路 模拟量输出电路的作用，就是把计算机输出的模拟量输出电路的作用，就是把计算机输出的数字量由数数字量由数/模（模（D/A）转换成模拟量输出，去调节）转换成模拟量输出，去调节电力系统装置。电力系统装置。2.3.22.3.2数字量数字
4、量输入输出通道输入输出通道 电力调度自动化系统中，除了处理大量的模电力调度自动化系统中，除了处理大量的模拟量信号外，还要处理一些数字量信息。这些数拟量信号外，还要处理一些数字量信息。这些数字量信息包括开关量、脉冲量、数字式仪表输出字量信息包括开关量、脉冲量、数字式仪表输出的二进制数码等。的二进制数码等。1 1、数字量输入通道、数字量输入通道 对于数字式仪表输出的二进制数码，由于提供对于数字式仪表输出的二进制数码，由于提供的测量结果已是数字量，不必进行模数转换，可直的测量结果已是数字量，不必进行模数转换，可直接进入计算机。接进入计算机。其采集电路如下。其采集电路如下。 由脉冲电能表发出的脉冲量经
5、光电隔离采用集由脉冲电能表发出的脉冲量经光电隔离采用集电极开路形式输出，外加电源提取信号就可以了。电极开路形式输出，外加电源提取信号就可以了。 而开关量信号在物理属性上，不能与智能监控而开关量信号在物理属性上，不能与智能监控单元的输入端兼容，必须经过一定的电路转换环节，单元的输入端兼容，必须经过一定的电路转换环节，转换成计算机可以接收的二进制数字信号。转换成计算机可以接收的二进制数字信号。脉冲量采集电路脉冲量采集电路 工作原理：工作原理：辅助触点辅助触点K闭合，数字量输出端为高闭合，数字量输出端为高 电平电平“1 1”；辅助触点；辅助触点K断开，输出端断开，输出端输输 出低电平出低电平 “0
6、0” ，将开关量转换成数，将开关量转换成数 字量，完成了开关量到数字量转换。字量，完成了开关量到数字量转换。开关量输入电路开关量输入电路2 2、数字量输出通道、数字量输出通道 计算机输出的数字逻辑信号，不能直接去控制计算机输出的数字逻辑信号，不能直接去控制断路器、继电器和自动装置，需要将信号进一步隔断路器、继电器和自动装置，需要将信号进一步隔离、放大，来驱动这些自动装置。其原理图如下离、放大，来驱动这些自动装置。其原理图如下: 只要通过软件使并行口只要通过软件使并行口PB0输出输出“0 0”，PB1输输出出“1 1”，则与非门输出低电平，光敏三极管导通，则与非门输出低电平，光敏三极管导通，继电
7、器的触点继电器的触点K闭合。闭合。2.3.32.3.3数据采集与控制系统框图数据采集与控制系统框图2.4 2.4 调度自动化调度自动化SCADA系统系统 不同的电网调度中心，因其所处的地域不同，不同的电网调度中心，因其所处的地域不同，所调度电网的范围和规模不同，功能也有差异，所调度电网的范围和规模不同，功能也有差异，但数据采集与监控（但数据采集与监控（SCADA) )是各级电网调度自是各级电网调度自动化都应具备的基本功能，其功能可以分为以下动化都应具备的基本功能，其功能可以分为以下几部分：几部分：2.4.1 2.4.1 SCADA基本功能基本功能数据采集与传输数据采集与传输 数据采集与传输功能
8、是由位于电网调度控制数据采集与传输功能是由位于电网调度控制中心的主站计算机系统和位于远方电厂、变电站中心的主站计算机系统和位于远方电厂、变电站的的RTU及相关的信息传输通道共同完成的。及相关的信息传输通道共同完成的。 事故追忆功能事故追忆功能 此项功能是调度员能够在电网发生事故后，此项功能是调度员能够在电网发生事故后，及时了解事故前后发生的电网事件序列。它能及时了解事故前后发生的电网事件序列。它能它它使调度员在一个特定的事件（扰动）发生后，可使调度员在一个特定的事件（扰动）发生后，可以重新显示扰动前后系统的运行情况和状态，以以重新显示扰动前后系统的运行情况和状态，以进行必要的分析。进行必要的分
9、析。历史数据存储历史数据存储 实时数据库中的任何数据都可以被保存到系实时数据库中的任何数据都可以被保存到系统的历史数据库中。统的历史数据库中。 报表功能报表功能 一般一般SCADA系统都具有较强的报表功能，系统都具有较强的报表功能，能方便的提取历史数据库的数据。能方便的提取历史数据库的数据。 特殊运算功能特殊运算功能 特殊运算功能就是对某些直接采集到的数据特殊运算功能就是对某些直接采集到的数据进行某种数学运算，得到一些不能直接采集到和进行某种数学运算，得到一些不能直接采集到和由于某种原因没有采集到的数据，以弥补测量系由于某种原因没有采集到的数据，以弥补测量系统的不足，满足电网调度的需要。比如联
10、络线潮统的不足，满足电网调度的需要。比如联络线潮流总加、全网发电总功率，这类数据是流总加、全网发电总功率，这类数据是SCADA利用特殊运算功能得到的。利用特殊运算功能得到的。 2.4.2 2.4.2 SCADA设计实例设计实例1. 1. 系统硬件结构配置系统硬件结构配置2. 2. 系统的软件结构系统的软件结构分为三层分为三层: :数据层、程序层和通信管理系统层。数据层、程序层和通信管理系统层。（1 1）数据层主要包括实时数据库、历史数据库）数据层主要包括实时数据库、历史数据库以及它们的存储历程。以及它们的存储历程。（2 2）上层应用程序主要实现电力系统的各项功）上层应用程序主要实现电力系统的各
11、项功能并提供良好的人机接口和管理工具，方便用户能并提供良好的人机接口和管理工具，方便用户使用。使用。（3 3）通信管理系统用于网络的管理和通信任务）通信管理系统用于网络的管理和通信任务的管理，它对上层应用程序屏蔽具体网络细节，的管理，它对上层应用程序屏蔽具体网络细节，保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。2-1 2-1 电力调度自动化的基本组成及各部分的电力调度自动化的基本组成及各部分的功能是什么？功能是什么？2-2 2-2 什么是标度变换？为什么要进行标度变什么是标度变换？为什么要进行标度变换？换？2-3 2-3 什么是直流采样？直流采样的特点有哪什么是直流采样？直流采样的特点有哪些？些？2-4 2-4 什么是交流采样？交流采样的方式有哪什么是交流采样？交流采样的方式有哪些？些？2-5 2-5 简述电力调度自动化的功能。简述电力调度自动化的功能。
