文档介绍：第五节SCADA功能概述
图5-13 EMS的总体结构
电力系统调度自动化系统即EMS能量管理系统主要由六个部分组成:计算机、操作系统、支持系统、数据收集(SCADA)、能量管理(发电控制和发电计划)和网络分析。
前三部分,即计算机、操作系统和支持系统好比是运载工具;后三部分,即数据收集、能量管理和网络分析好比是战斗部分。而且战斗部分又可以再分为两类:仅包括收集功能者为“常规武器”;而包括能量管理和网络分析功能者为“核武器”(一般称为高级应用软件)
数据收集与监控(SCADA)是电力系统自动化最基本的功能。
SCADA硬件系统
(一)远程量测终端
我国当前使用的有布线式数字远动装置和微机远动装置两种,其主要功能如下:
收集现场(发电机和变电站)的量测值(遥测)状态量(遥信),接受主站(调度中心)命令对现场进行控制;
图5-14 SCADA数据流程示意图
采集数据的简单处理,如:量测量死区比较、状态量变位比较、数字滤波、越限报告等;
与主站通信,进行通信规约处理,将数据传送至主站,接收主站下达的数据。
数据传送分为两种方式:一是应主站要求的直接报告方式;二是在量侧量变化(超过死区)或状态量变位时的例外报告方式。
当前数据收集按两种形式进行:一是循环式,即现场发送端循环不断地将数据送给主站的接收端,需独占信道;二是应答式,由主站依次查询远程终端有无信息发送,几台远程终端可共用信道。
传输信道
传输信道是指信号传送时所经过的通道,有狭义和广义之别。
狭义信道也称传输媒体,分为有线和无线两类。架空线、同轴电缆等属前者,电磁波自由传输空间属后者。
广义信道包括调制信道和编码信道。当前常用的载波属调制信道,微波属编码信道。
信道中存在着噪声和干扰,通常以信噪比和误码率反映其质量。
另外信道的可靠性十分重要,主要信道应考虑备用,并实现监视与切换。
主站计算机(已在上一节中介绍过)
数据流程
以图5-14为例说明SCADA数据流程,左侧为一次系统,右侧为二次系统。
发电厂变电站中通过电压互感器和电流互感器采集电气量;
利用变送器将互感器采集到的电气量转化成微小的直流电压信号;
在远程终端中经过多路采样、模数转换、抗干扰编码形成待传送的数字信号,然后将其调制在信息载体上,调制方式一般为调幅、调频和调相等;
传输信道完成信号处理、发送与接收;
在主站计算机中解调后的信息经智能接口进行串并转换和译码处理;在前置机对信息进行刻度转换及初检测;主机确认其可用性后送入数据库;
计算机通过模拟盘和彩色显示器将现场量测量和状态量提供给调度中心的调度员,
以实现调度员对一次系统的监视与控制。
数据收集与控制功能
数据收集
变电站现场设备收集
发电厂远程通信
配电网人工输入、计算
SCADA数据库中包括三种量:状态量、量测量、和电量值。
状态量
断路器状态、隔离开关状态、报警和其它信号等均用状态量表示。一般状态量用1或2位二进制的位表示,1位可以表示开与合两种状态;2位可分别表示开与合,可以检测状态量出错(例如00配合);用3位甚至可以表示合-开-合的重合闸过程。
状态量在应答式远动中正常情况下每次要采集全部状态量,这要有足够的缓冲区和传送容量。
无论哪种远动采集方式,保存和传送状态量最严峻的要求是在电力系