SCADAEMS系统的概述(DOC)

第二章(1)SCADAEMS系统的概述1第二章(1)SCADA/EMS系统的概述SCADA/EMS系统功能概述系统结构及软硬件配置SCADA/EMS的支撑系统SCADA/EMS前置机系统画面调用及浏览器功能SCADA功能第一节SCADA/EMS功能概述SCADA最基本的功能：数据采集和监视控制。1.1子系统划分1、支撑平台子系统包括：数据库管理、网络管理、图形管理、报表管理、系统运行管理等。2、SCADA子系统包括：数据采集、数据传输及处理、计算与控制、人机界面及告警处理等。3、PAS子系统包括：网络建模、网络拓扑、状态估计、在线潮流、静态安全分析、无功优化、故障分析及短期负荷预报等。4、AGC/EDC子系统自动发电控制和在线经济调度（AGC/EDC）。5、调度员仿真培训系统包括：电网仿真、SCADA/EMS系统仿真和教员控制机。6、调度员管理信息子系统（DMIS）属于办公自动化的一种业务管理系统，通常不归入SCADA/EMS系统，但与调度自动化系统关系非常密切。1.2主流系统1、NARI2、电科院3、东方电子4、ABB5、SIEMENS第二章(1)SCADAEMS系统的概述2第二节SCADA/EMS的软硬件配置2.1系统结构网络及硬件特点：三网机制调度自动化专用双网＋MIS网主网为100M平衡负荷双网智能化100M堆叠式交换机，交换式通道，可扩展双服务器＋磁盘阵列：构成热备份系统，具备负荷平衡能力。支持双网访问商用数据库。集成其他符合国际标准的实时数据库。通过MIS服务器或网桥与MIS网连接。2.2主网各节点功能简介1、系统服务器运行商用数据库管理系统负责保存所有历史数据、基础信息，如电网设备基本信息，地理信息，用户信息等，以及其他运行数据。利用数据库引擎进行查询和统计双机热备：双机共用磁盘阵列，分别运行数据库管理系统。2、SCADA工作站双机热备：独立运行。运行SCADA软件及AGC/EDC软件通过终端服务器接收厂站RTU信息承担前置系统信息处理（如标度变换、越限处理）和信息流优化功能完成基本SCADA功能和AGC/EDC的控制和显示功能实现双机、双通道的自动/手动切换第二章(1)SCADAEMS系统的概述33、PAS工作站运行电力系统高级应用软件。包括：潮流、短路、稳定等计算任务计算结果存入历史数据库（商用数据库）4、调度员工作站承担对电网监控和操作功能。实时显示各种图形和数据人机交互，实现“不下位”功能调用对电网进行操作控制的权限5、调度管理工作站负责与调度生产有关的计划和运行设备的管理。6、DTS工作站通常包括教员机和学员机7、电量管理工作站实现电量的自动查询、记录、奖惩电量计算等8、网络一般高速双网，多数利用可堆迭交换机连接。2.3软件环境1、操作系统各种服务器和工作站均采用Unix操作系统。多用户、多任务的网络操作系统实时性好安全性好网络通信采用TCP/IP2、系统软件采用基于C/S模式的商用数据库（Oracle和Sybase）基于X－Window和Motif的图形界面核心C/C++代码网络通信采用TCP/IP，X.25通信协议集成制表工具多媒体功能2.4系统软件结构大型开放式的分布式系统，软件结构通用、开放和模块化。三层结构：数据层、通信管理系统层和程序层。数据层：分成实时库、历史数据库及存储历程。实时库：分布在各台机器中，支持实时访问和显示。历史库：存在于双机热备的系统服务器中，保存历史数据和参数通信管理层：用于网络的管理和任务的管理，对上层屏蔽通信细节。程序层：实现电力系统调度的各项功能，如SCADA、PAS等。第二章(1)SCADAEMS系统的概述4第三节SCADA/EMS的支撑系统数据管理子系统网络管理子系统图形管理子系统报表管理子系统安全管理子系统3.1数据库管理子系统数据的快速存取：必须建立实时数据库。数据的合理组织：提高数据查找和定位的速度。建立数据之间的关系：测量和采集的数据与数据库中数据的对应关系。建立电网的数据模型：实际对象和系统中数据的对应。提供标准的访问接口：对访问实时库和历史库提供所有程序都通用的访问接口。数据透明性：用户或进程（应用程序）只面向数据，不必关心数据具体位置。3.2网络管理子系统负责网络各节点信息的互连和互通，为各种进程访问网络上任何位置的数据提供一个透明的访问路径。（进程通信）处理底层网络通信中的各种问题，如协议解释、流量平衡、链路监视和故障处理，相当于提供了一条无错误的信息通道。负责处理数据的定位和收发控制：路由、出错处理，相当于透明的数据访问接口。与其他网络进行通信：数据交换，安全控制。隔离功能：升级和维护时，不影响软件正常使用。其他辅助功能：进程监视等。3.3图形子系统图形子系统是现代调度自动化系统的基础模块。1、基本要求全汉化分层和分平面，具备动态着色功能。具备图形编辑的各种功能，图形化操作。图形一致性保持。图库一体化：绘图与数据库录入一次完成。具备各种辅助图制作功能。用户可扩展性（图形的公共访问接口）。2、基本组成部分图元编辑器：制作电力系统中各种常用设备的图元库，以便制图时使用，并能应付新元件的出现。第二章(1)SCADAEMS系统的概述5图形编辑器：利用各种图元，生成电力系统的各种图形。图形显示工具：与应用程序结合在一起，用户可在图形上进行各种操作，如功能调用，信息查询，控制操作等。3.4报表管理子系统报表是运行信息最直观的显示形式，报表管理系统也是SCADA/EMS必不可少的核心模块。1、特点面向电力系统需求自动数据关联打印功能2、组成部分报表编辑器报表调用和预览报表数据的修改报表打印模块3.5安全管理子系统物理隔离：即通过交换机或网桥与其他系统相连。用户级采用权限管理和口令机制：控制不同的用户所能进行的操作。严格的操作审核流程：口令，权限分析，操作确认，超时处理。防火墙技术第四节SCADA/EMS的前置机系统4.1综述前置机系统担负厂站RTU及各分局与调度中心之间的数据通信及通信规约解释的任务，是子站数据的信息入口。前置系统性能指标：接入容量通信速度扩充方便规约处理4.2前置系统的硬件结构结构示意图如右图5-3。前置机终端服务器切换装置通道1、前置机双机配置，一主一备。（1）值班主机与系统服务器及SCADA工作站通信第二章(1)SCADAEMS系统的概述6与终端服务器通信及规约处理控制终端服务器的切换动作设置各终端服务器的参数（2）备用前置机监听前置主机的工作情况主机发生故障时立即自动升格为主机承担主机任务监听次要通道的信息，确定该通道的运行情况。2、终端（通信）服务器与各厂站RTU通信与前置机通信1:N的通道接入（热拔插插槽）主备双机配置3、切换装置电路简洁，掉电也可工作每套切换装置由N路独立切换板组成可完成上行和下行信号的通道切换两种切换模式：选择较好的上行信号同时送给主、备前置机，封锁差通道的上行信号和备用机的下行信号将值班主机与好通道接通，将备用机与差通道连通4、通道设备由调制解调器（光端机），光电隔离器及长线驱动器用于与各种不同的通道信号匹配同步/异步转换4.3前置系统的软件模块第二章(1)SCADAEMS系统的概述7对应于前置系统的功能，可将前置软件简单分为五类：主网内部数据通信：front_net等规约处理程序：protocal等通信切换处理：front_exchange等终端服务器通信：fcomm，format_all等其他程序。从运行形式分为两类：常驻内存：启动程序即调入内存，一般是核心应用，如数据通信、规约处理等程序。临时调用：使用临时调用，一般是辅助应用，如报文监听等程序。1、遥测参数设置设置基值与系数：将“生数据”经计算后变成实际值设置死区范围（阈值设置）设置归零值设置越限范围：注意越限呆滞区2、遥信参数设置“1”表示合闸，“0”表示分闸根据不同RTU上送的信息设置极性第五节画面调用及浏览器功能第二章(1)SCADAEMS系统的概述85.1画面调用功能1、实时数据及状态画面实时画面5s刷新一次遥信变位及事故变位立即反映用颜色区分不同状态2、历史数据及状态画面可调用任一时段的历史数据根据历史数据刷新画面3、事故追忆画面调出任一事故断面进行事故反演4、网络拓扑着色表达电网结构信息表达运行状态5、调度员操作调度员在画面中完成各种调度操作6、应用切换同一画面可以切换不同的应用对象5.2SCADA的图形操作1、鼠标操作＋弹出菜单2、操作选项参数检索遥控遥信对位变位检索SOE检索遥信封锁设置标志牌5.3历史告警浏览1、告警信息首先实时显示，同时存入历史数据库。2、分类遥信变位其他……5.4历史数据浏览5.5图形浏览器第二章(1)SCADAEMS系统的概述9第六节SCADA功能6.1数据采集功能1、模拟量采集功能（遥测）2、状态量采集功能（遥信）3、脉冲量采集功能4、继电保护及综自信息采集5、时间信息6、前置机系统的数据采集性能6.2数据处理功能1、模拟量处理：标度变换；消零飘；越限检查；积分计算和平均值计算；最大值、最小值计算；入库。2、状态量处理：描述电网运行状态（将0/1状态变换为具有物理意义的信息）；告警；状态量的显示。3、标牌设置：对所有设备均可进行挂牌操作，提供警示信息，如：检修、接地、故障、危险、并列等。4、脉冲量处理：计算本周期电量；积分电度计算；计算分时电量；信息入库。6.3计算功能1、总加计算：关口功率、电量总加。2、限值计算：计算越限总时间，合格率。3、累加计算：按时间计算总和，一般是电量。4、功率因数计算：计算各线路、主变及一个地区的功率因数。5、平衡率计算：分线路、变电站或区域进行进出功率平衡的比较（网损）。6.4电网控制功能1、遥控操作：主要指开关的合/分操作；无功补偿设备的投/切；改变有载调压变压器分接头。可靠性要求极高，有严格的遥控反送校核程序。2、遥调操作：类似于遥控操作，有严格反校程序。6.5告警功能1、告警类型：事故报警；越限报警；工况变化报警；正常变位报警。2、报警方式：图形，文字，语音，打印，短信等。3、告警信息入库：带时标存入历史库。6.6显示功能6.7报表功能6.8其他辅助功能选择对象发出命令内部校对通过前置机向RTU发令RTU返回校对结果确认执行执行结果返回