电力调度SCADA系统软件

2020/8/5 15:03:37 124 0

近现代,电力工业的发展十分迅速,自动化系统的应该得到了普及,同时也存在一些新的问题,例如无人值班变电站出现误发信息的概率比较频繁,给系统的正常运行监控带来很大麻烦。无人值守电网的调度需要强大的告警功能和新的管理模式,也对调度自动化SCADA系统软件功能提出了新的要求。


目前,SCADA系统软件已成为电力系统监控中必需的工具。在实际应用中,SCADA系统软件既能监视和控制现场运行设备,还能采集数据等,且对提高电网运行的安全性、可靠性及电力调度效率具有重要作用。在本案,笔者首先介绍SCADA系统软件的作用、应用、结构及功能。


电力调度SCADA系统软件


SCADA系统软件概述


配电自动化系统,简称DAS,它可以让配电企业进行实时监控、协调、操作配电设备,包括配电数据采集和监控系统(SCADA)、地理信息系统(GIS)、需方管理系统(DSM)等,配电SCADA系统软件是配电自动化系统(DAS)的基本组成部分和基本的应用平台,其功能可以分为两种:常规功能和非常规功能,配电系统中的数据采集、报警、状态监控、事件顺序记录、统计计算、历史数据存储、、制表等属于常规功能;非常规系统是配电SCADA系统软件特的独特功能,例如定值远方切换、地理接线图与信息集成、线路动态着色、远方投切馈线保护、支持无人值班变电站接口等。集控站SCADA系统软件对变电站运行状态进行实时控制和监视的实现,主要是借助各种远方终端设备(RTU)的通讯等。其运作机制如下:

1)测量对象信息的放大与转换以及被控对象的执行机构是信号转换装置的两个重要组成部分,采集和接收符合要求的电信号是由运动远端RTU进行负责。

2)运动终端(RTU)是在远离调度端对现场进行监测和控制的装置,可以接收和处理经过转换后的模拟量、脉冲量以及开关量,可以借助调度端接收和发送各种信息数据,也可以记录开关号及其变位时刻和状态,RTU可以再确认接收的命令无误后,进行遥控操作,控制断路器或者隔离开关,形势自恢复、自检测、参数整定输入功能。


SCADA系统软件主要作用


自动化的调度方式已经成为现代电网调度的主要手段,SCADA系统软件起作用表现在以下三个方面:

1)可以动态监控电网安全运营。电网的正常运营过程中,为了满足用户对电量的需求和保证电能质量,调度工作人员对电网的 周波、电压、潮流、负荷等方面的监视和控制,应该严格遵守有关标准和规范要求。

2)经济调度电网电量。在确保电网安全运行的监控基础上,采用自动化调度手段,对电网的调度应该以经济、科学合理的方式进行,实现节约能源、减低损耗,为我国的现代化建设和民众的生活提供更多的高质电量。

3)可以及时有效的处理电网故障和事故。在电网的运行过程中,导致出现电网故障或者运行异常的因素比较复杂,且故障出现的速度比较快,如果故障的处理方式不正确或者处理的不及时,对于人身或者设备安全的威胁十分重大,甚至会造成电网瘫痪,导致大范围内停电,造成国民经济损失比较送惨重。因此,电网调度必须实现自动化。


SCADA系统软件的基本功能模块在电力调度系统中的应用


由于电网的所处的地理位置不同、覆盖范围不同、规模的大小不同、发展阶段不同,所以不同的电网有着不同配置的自动化调度系统,但是,不论什么样的电网调度SCADA系统软件,都具有最基本的数据采集和监视控制功能,起功能应用分析如下:


1)SCADA系统软件数据采集与传输功能的应用分析

电网调度控制中心的主站计算机系统、远方点电站或者发电厂的TRU及其他信息传输通道共同发挥着数据采集功能,RTU的主要功能是把PT、CT、电度表等测到的生数据进行加工处理,十七满足数据通道的要求。数据信息的传递,是经数据通道传达给主站计算机系统,转化成工程量后传输给人机联系子系统,最后由调度运行工作人员输出。SCADA系统软件采集到的远方数据大致分为模拟量、数字量、脉冲量这三类,也就是所谓的遥测量、遥信量、电度量。有功功率、无功功率、电流、电压等等都属于有功功率。在SCADA系统软件中,厂站端TRU可以在很短的时间内扫描到模拟量输出值,假若某次监测到的数据值比前一次的有一定范围的差距,这个新的数据值就会自动发往主站。遥信量是指断路器、隔离开关、保护等状态的信息,同样遥信量被RTU检测到新的数据值也会被发往主站。脉冲电表测量到的电度量称为脉冲量,发往主站的脉冲量是被RTU检测到的脉冲累加量,这样才能确保主站能够接受一定的点度量。此外,厂站端的设备也会定期发送遥测遥信量、电度量等全部数据给主站端。系统开可以遥控操作遥控开关、闸刀等,也可以升降操作主变分接头,并且自动生成操作记录。


2) 分析事故追忆功能的应用

如果电网调度系发生了故障或者事故,电网的事故会议功能可以帮助调度员及时了解事故发生前后的电网事件序列,该功能可以显示电网事故发生前以及事故发生后的模拟量值和计算量值得列表,时实采集的模拟量或状态量、计算模拟量或计算状态量可以通过启动信号来实现。


3) 分析历史数据存储和报表功能的应用

在SCADA系统软件的历史数据库中,储存着任何阶段和类型的实时数据,例如遥测量、电度量等类型数据。借助人机对话环境中的历史数据检索功能可以操作盒管理历史数据库,可以把历史数据库复制在磁盘或者磁带上,按照名称、时间就可以检测到事件数据。在日常统计应用中,报表的功能是十分重要的,因此,电网调度SCADA系统软件都设计有很有的报表功能,对于提取历史数据库中的数据信息是十分方面的,系统中带有计算公式等报表最常用的功能,此外,系统的维护人员还可以根据系统应用的实际需要,制作计算公式、制作或者修改权限、进行报表数据维护等,对于用户的各种自定义功能的需求十分便捷,例如供电可靠性的统计分析报表、设备可靠性的统计分析报表等。


4)分析特殊运算功能的应用

电网调度SCADA系统软件的特殊运算功能主要针对于一些无法直接量测到的实时数据的计算,例如,联络线潮流总加、全网发电总功率,是需要借助特殊运算功能得到某些数据。电网调度SCADA系统软件中,有一些数据是不能直接采集到或者没能采集到,特殊运算功能可以弥补量测系统的缺陷,满足电网调度工作的需求。特殊运算功能可以满足实时数据遥信、遥测、常数及其组合数据的计算需求,也可以满足历史数据遥信、遥测、 常数及其组合数据的计算需求。特殊运算功能还可以调整启动计算功能的速率,实现四则运算、逻辑判断,应用成套完整的计算公式,扩大了SCADA系统软件的时实数据规模,更好的实现电力系统调度运行。


SCADA系统软件的连接


在电力系统监控中,为了提高SCADA系统软件的可靠性,通常在其终端利用网卡在网络集线器上通过网络服务器、以太网结构和主机工作站实现连接。


(一)体系结构


在电力系统监控中,SCADA系统软件的体系结构涉及操作员与维护员节点、通信节点、系统后台处理、通信处理机及电力系统下位机等,具体如下:


1.操作员与维护员节点

SCADA系统软件操作员节点的功能是发布命令、监视系统等,并在联网环境下通过网络适配器开展工作;维护员节点是通过在系统中装设一台软件维护节点机,以生产、管理和维护实时数据,其中对于一些特殊的情况,维护员节点机可实现操作员工作点的部分或全部功能。


2.通信节点

SCADA系统软件通信节点的功能是充当本地电力监控系统与上一级或其他地区信息远程节点通信的接口。


3.系统后台处理

系统后台处理是指控制后台主机。后台处理主机是一种SCADA系统软件节点机,其是电力系统监控的关键和核心所在,具体的功能是处理信息数据。鉴于后台处理机的地位非常重要,则一般将双重配置技术运用在调度电力监控中。


4.通信处理机

通信处理机是传输信息数据的接口,其功能是处理远程信息数据的通信。在实际应用中,通信处理机通过扩大远程输入或输出的端口容量,以提高传输与接收数据的可靠性及及时处理有关信息数据。


5.电力系统下位机

在电力系统监控中,下位机通常是硬件层设备,这是一种信息数据采集设备,用以及时传输后台数据库及转发后台控制命令。


(二)SCADA系统软件的数据库

在电力系统监控中,任一软件系统都需以完整的后台数据库为支撑。对于SCADA系统软件,其储存类型包括动、静态数据,因此SCADA系统软件的后台数据库应满足一定的要求。其中,静态数据包括系统监控设备的参数及其运行信息、系统内软硬件的数据配置、系统监控的相关数据信息等类型;动态数据是随时间更新变化的数据信息,如:系统监控中的研发与估算预测数据信息、实时采集数据及归档管理。综上,根据数据信息的分类,既可模拟电力系统的运行状况,又可充分反映电力系统的运行特征,甚至可根据数据对电力系统的运行状况进行简要分析。


SCADA系统软件的功能


SCADA系统软件的功能非常多,其中最为主要的功能包括:

一是数据的采集与处理功能,即:SCADA系统软件控制中心先采集控制点的实时数据,再用显示器等设备显示控制点的实时工作状态,从而监视供电设备的异常运行状态;

二是控制功能,即:远程控制某一电力遥控系统的运行状态或按特定的操作步骤,控制电力系统的监控过程;

三是遥控功能,即:调控电力传输及在屏幕上显示出传输结果,其中涉及的单独控制是调控某一被控站设备的运行状态,而开关闭锁控制是调控被控站的电力监控开关设备,注意当再次操控开关时,会有信息提示;

四是复试系统功能,即:在供电车间设置电力复试监控系统,以接收、显示和处理控制中心转发的先关数据,同时监控电力系统的工作状况;

五是报表与数据处理功能,即:在电力系统监控中,报表系统具有强大的电子制表功能,其可按JDBC/ODBC标准,链接入电力系统的实时数据、历史数据、报表系统及其应用数据,生成不同类型的展示图片,从而形成图文并茂的数据信息报表,注意SCADA系统软件可为不同的用户量身定制数据图文信息报表;

六是防止外界干扰及自动检测功能,即:SCADA系统软件可自行管控电力系统的数据信息,可自动监控所有设备的工作状况,可用级别或口令的方式检查和设置特殊工作的管理人员,可确定操作人员的操作权限及记录其操作活动。


结语

综上所述,电力调度SCADA系统软件的应用功能是在运行、维护人员通过反复实践总结出来的,具有很强的针对性,优化原来的信息处理方式,引入智能判断可以降低遥信误报现象,对报警系统实行分级事项处理,可以提高系统判断的正确率和处理故障的能力。