電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化簡(jiǎn)介課件

,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,EMS-SCADA簡(jiǎn)介,Ver20150302v0.1,EMS-SCADA簡(jiǎn)介Ver20150302v0.1,1,何為SCADA?,SCADA:Supervisory Control And Data Acquisition,-不是一個(gè)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(guò)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(guò)程控制系統(tǒng)中,-運(yùn)行于DOS,VMS,UNIX,NT,LINUX等操作系統(tǒng)之上,-是一種軟實(shí)時(shí)的控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)中它是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)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(yùn)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(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),迅速、準(zhǔn)確、可靠地將廠站端信息傳送到調(diào)度中心,電話調(diào)度：,3,SCADA的位置,電力系統(tǒng),SCADA,Actual,Fixed,Accurate,simulation,快照,狀態(tài)估計(jì),拷貝,電力系統(tǒng),AGC,AVC,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(jì)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(tái),SCADA的位置電力系統(tǒng)SCADAActualFixedAc,4,大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置,路由器,調(diào)度員工作站,報(bào)表工作站,運(yùn)方工作站,程序員工作站,維護(hù)工作站,網(wǎng)管工作站,數(shù)據(jù)庫(kù)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,GPS,GPS,MODEM,SPDnet,安全I(xiàn)I區(qū),安全I(xiàn)II區(qū),SPTnet,磁盤陣列,終端服務(wù)器,千兆/百兆交換機(jī)服務(wù)器,路由器,物理隔離,高級(jí)應(yīng)用服務(wù)器,撥號(hào)服務(wù)器,認(rèn)證加密裝置,大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置路由器調(diào)度員工作站報(bào)表工作站運(yùn)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(jī)系統(tǒng)：11,實(shí)際系統(tǒng)：1N,前置系統(tǒng) 實(shí)際系統(tǒng)：1N,6,前置系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源,前置系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源,7,遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù),傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù),串行通信,遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù),8,高級(jí)的通信方式網(wǎng)絡(luò)通信,采用光纖聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，連接距離10-100公里,基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)動(dòng),高級(jí)的通信方式網(wǎng)絡(luò)通信采用光纖聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，連接距離10-10,9,傳統(tǒng)的通道切換方式,使用通道切換柜,通道切換柜中插入多塊通道切換板，所有的主備通道接入切換柜。,2N,個(gè)輸入,2N,個(gè)輸出,傳統(tǒng)的通道切換方式使用通道切換柜通道切換柜中插入多塊通道切換,10,現(xiàn)在的通道切換裝置,使用智能通道板,智能通道板是一種可編程的,MODEM,板。,可以通過(guò)程序控制通道板在輸入的主備雙通道之間自動(dòng)切換。,前置機(jī)和通道板之間采用內(nèi)部協(xié)議進(jìn)行通信，可以在線向通道板發(fā)送控制命令。,現(xiàn)在的通道切換裝置使用智能通道板智能通道板是一種可編程的MO,11,前置系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入技術(shù),RTU采用串行通信，前置系統(tǒng)需要接入大量的串行信號(hào),必須提供某種設(shè)備，使前置機(jī)能夠訪問(wèn)多個(gè)RS232串口,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入方式,采用串口擴(kuò)展設(shè)備,先進(jìn)的數(shù)據(jù)接入方式,采用通信服務(wù)器,采用通信服務(wù)器接入通信數(shù)據(jù)已成為SCADA系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),前置系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入技術(shù) RTU采用串行通信，前置系統(tǒng)需要接入,12,采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù),串口擴(kuò)展設(shè)備原理串口擴(kuò)展卡,采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù),采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù)串口擴(kuò)展設(shè)備原理串口擴(kuò)展卡采用串,13,采用通信服務(wù)器接入數(shù)據(jù),通信服務(wù)器 標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將串行設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，,管理員給通信服務(wù)器分配一個(gè)IP地址，通信服務(wù)器自動(dòng)為每個(gè)串口分配一個(gè)端口號(hào)。,訪問(wèn)串口訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，socket接口,對(duì)每個(gè)串口，通信服務(wù)器提供高達(dá)230.4Kbps通信速率,采用通信服務(wù)器接入數(shù)據(jù)通信服務(wù)器,14,前置數(shù)據(jù)采集子網(wǎng),在前置工作站上安裝第三塊網(wǎng)卡。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)上連接前置工作站和通信服務(wù)器組,前置數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)在前置工作站上安裝第三塊網(wǎng)卡。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)上連,15,主流的服務(wù)器平臺(tái),PC服務(wù)器,Unix服務(wù)器,Sun/HP,主流的服務(wù)器操作系統(tǒng),Unix,Windows 2000 Server,Linux,主流的數(shù)據(jù)庫(kù),MS SQL Server,Oracle,Sybase,服務(wù)器系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心,主流的服務(wù)器平臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心,16,調(diào)度員工作站W(wǎng)indow 2000/XP,調(diào)度員工作站W(wǎng)indow 2000/XP,17,其他人機(jī)工作站維護(hù)、PAS分析等,其他人機(jī)工作站維護(hù)、PAS分析等,18,WEB發(fā)布服務(wù)器,PC服務(wù)器,Window 2000 Server,IIS服務(wù),WEB發(fā)布服務(wù)器,19,操作系統(tǒng)(UNIX/LINUX,Windows NT)和商用數(shù)據(jù)庫(kù),軟件結(jié)構(gòu),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),人機(jī)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?fù)浞治黾皠?dòng)態(tài)著色,無(wú)功電壓控制,模擬操作,統(tǒng)計(jì),計(jì)算,告,警,歷史數(shù)據(jù)保存及查詢,事故追憶,遙控、遙調(diào)、對(duì)時(shí),數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)軟件,支持軟件,應(yīng)用軟件,報(bào),表,AGC,操作系統(tǒng)(UNIX/LINUX,Windows NT)和商用,20,SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖,SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖,21,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),以關(guān)系庫(kù)為模板的、簡(jiǎn)化了的、基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)以關(guān)系庫(kù)為模板的、簡(jiǎn)化了的、基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫(kù),22,SCADA的基本功能（一）,數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition),遙控和遙調(diào)操作(Tele-control,Tele-adjust),告警(Alarm),記錄(Logging),事故追憶（PDR,Post Disturbance Review）,事件順序記錄（SOE,Sequence of Event Recording）,統(tǒng)計(jì)、計(jì)算（Statistics,Calculation）,SCADA的基本功能（一）數(shù)據(jù)采集(Data Acquisi,23,SCADA的基本功能（二）,雙機(jī)切換(Failover),人機(jī)會(huì)話(Man Machine Interface),報(bào)表(Report),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c動(dòng)態(tài)著色(Network Topology,Dynamic Coloring),歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ),WEB瀏覽,模擬盤驅(qū)動(dòng)(Mimic Up Data),系統(tǒng)模型的建立工具,SCADA的基本功能（二）雙機(jī)切換(Failover),24,SCADA的基本功能數(shù)據(jù)預(yù)處理,遙測(cè)量合理性校驗(yàn),遙測(cè)值變化率合理性校驗(yàn),遙測(cè)值的平滑濾波,開關(guān)變位可信性校驗(yàn),SCADA的基本功能數(shù)據(jù)預(yù)處理遙測(cè)量合理性校驗(yàn),25,SCADA的基本功能信息顯示和報(bào)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(jì)劃值執(zhí)行情況,設(shè)備狀態(tài),保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作狀態(tài),SCADA的基本功能信息顯示和報(bào)警質(zhì)量監(jiān)視,26,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,27,UNIX下Motif界面,UNIX下Motif界面,28,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,29,歷史數(shù)據(jù)查詢,歷史數(shù)據(jù)查詢,30,SCADA信息顯示的例子棒圖,適合顯示機(jī)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(jī)組出力，電壓等數(shù)據(jù),31,SCADA信息顯示的例子餅圖,適合顯示份額數(shù)據(jù)，如水電占總出力的份額，某機(jī)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,32,SCADA信息顯示的例子曲線,適合顯示某個(gè)量的變化趨勢(shì)，如系統(tǒng)負(fù)荷，頻率，電壓等。,SCADA信息顯示的例子曲線適合顯示某個(gè)量的變化趨勢(shì)，如系,33,SCADA的基本功能遙控和遙調(diào)操作,避免誤操作,返訊校驗(yàn),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,34,SCADA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(shí)間間隔的重要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。,SOE：對(duì)事故時(shí)各種開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的狀態(tài)變化信號(hào)按時(shí)間順序排隊(duì)。要求精確的時(shí)鐘同步。,SCADA的基本功能 PDR，SOE記錄系統(tǒng)發(fā)生異常情況和,35,EMS應(yīng)用軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖,拓?fù)浞治?可觀測(cè)性分析,網(wǎng)絡(luò)通信,SCADA,DB,遙信,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),母線模型,SE結(jié)果,實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì),遙測(cè),歷史斷面,歷史斷面保存,超短期,負(fù)荷預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),外網(wǎng),等值,在線,潮流,潮流結(jié)果,靜態(tài)安全評(píng)定,自動(dòng)故障選擇,最優(yōu)潮流,校正對(duì)策分析,在線故障計(jì)算,智能化,網(wǎng)絡(luò)建模,靈敏度分析,經(jīng)濟(jì)評(píng)估分析,量測(cè)系統(tǒng)分析維護(hù),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(fù),荷預(yù)測(cè),開停機(jī),計(jì)劃,水火電,發(fā)電計(jì)劃,EMS應(yīng)用軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖 拓?fù)浞治隹捎^測(cè)性分析網(wǎng)絡(luò)通信S,36,原有系統(tǒng)的問(wèn)題,1、信息模型私有，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)；,2、訪問(wèn)接口私有，可移植性差；,3、協(xié)議私有，互操作性差。,因此，如果要實(shí)現(xiàn)信息的集成和共享，則各信息孤島兩兩之間都需要開發(fā)專用的接口結(jié)果導(dǎo)致：,1、不同供應(yīng)商的軟件系統(tǒng)間集成困難；,2、不同地區(qū)的電力部門間數(shù)據(jù)交換困難；,3、隨著信息系統(tǒng)規(guī)模的增大，甚至同一供應(yīng)商的不同軟件系統(tǒng)間集成也越來(lái)越困難。,原有系統(tǒng)的問(wèn)題 1、信息模型私有，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)；,37,怎么辦？,如何表達(dá)？,如何交互？,IEC 61970-CIM,IEC 61970-CIS,圖形交換草案(Scalable Vector Graphics Based,),怎么辦？如何表達(dá)？如何交互？IEC 61970-CIMIEC,38,國(guó)外研究進(jìn)展,在1990年，美國(guó)電力科學(xué)研究院（EPRI）確立了CCAPI（控制中心應(yīng)用程序接口）項(xiàng)目，EPRI CCAPI項(xiàng)目的目標(biāo)是：,1、主要目標(biāo)是形成一套導(dǎo)則或規(guī)范，以最小代價(jià)和無(wú)任何代碼改動(dòng)就可以將一個(gè)新應(yīng)用軟件安裝在正在運(yùn)行之中的EMS系統(tǒng)中，就象在臺(tái)式機(jī)上安裝軟件包，或者在計(jì)算機(jī)中加塊內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)EMS應(yīng)用軟件的“即插式”應(yīng)用。,2、最低目標(biāo)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(guó)外研究進(jìn)展在1990年，美國(guó)電力科學(xué)研究院（EPRI）確,39,2000年12月，在美國(guó)Orlando，ABB、SIEMENS、ESCA、GE Harris等國(guó)際大公司基于IEC61970的公共信息模型（CIM）進(jìn)行了第一次互操作試驗(yàn)獲得成功；2001年5月，在美國(guó)的Las Vegas，ABB、SIEMENS、ESCA、GE Harris等國(guó)際大公司基于IEC61970的公共信息模型（CIM）進(jìn)行了第二次互操作試驗(yàn)獲得成功；2002年6月在美國(guó)進(jìn)行了第三次互操作實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了XML文檔的合并，進(jìn)行了潮流計(jì)算。,2000年12月，在美國(guó)Orlando，ABB、SIEMEN,40,2001年基于CIM的第二次互操作試驗(yàn)圖示,2001年基于CIM的第二次互操作試驗(yàn)圖示,41,國(guó)內(nèi)研究情況,2004年9月142004年9月16日在北京國(guó)調(diào)中心舉行了基于CIS GDA接口的國(guó)內(nèi)第五次互操作試驗(yàn)。,基本實(shí)現(xiàn)了基于XML CIM模型的交換、合并、拆分,基于CIS的GDA接口的測(cè)試,國(guó)內(nèi)研究情況2004年9月142004年9月16日在北京國(guó),42,IEC61970標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介,IEC 61970-1：導(dǎo)則和一般要求,IEC 61970-2：術(shù)語(yǔ)表,IEC 61970-301：公用信息模型（CIM）基本部分）,IEC 61970-302：（CIM）財(cái)務(wù)、能量計(jì)劃和預(yù)定部分,IEC 61970-303：（CIM）SCADA部分,IEC 61970-401：組件接口規(guī)范（CIS）框架部分,IEC 61970-402：（CIS）公用數(shù)據(jù)接口工具部分,IEC 61970-403：