调度自动化培训课件

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1、调度自动化培训1电网监控及调度自动化电网监控及调度自动化调度自动化培训2第一讲第一讲 调度自动化概述调度自动化概述调度自动化培训31.1基本概念 1.1.1电力系统电力系统由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种不同类型的负荷等组成的统一体，称为电力系统。由各级调度中心对电力系统的运行进行控制和管理。对电力系统运行的基本要求：1、保证安全可靠地发供电；2、要有合格的电能质量；3、要有良好的经济性。调度自动化培训41.1.2电网监控与调度自动化电网监控与调度自动化电网监控与调度自动化系统又称信息集中处理的自动化系统，可以通过设置在各发电厂和变电站的远动终端（RTU）采集电网运行的实

2、时信息，通过信道传输到设置在调度中心的主站上，主站根据收集到的全局信息，对电网的运行状态进行安全性分析、负荷预测以及自动发电控制、经济调度控制等。调度自动化培训51.1.3电力系统的分层控制电力系统的分层控制电能的产、输、配和用均在一个电力系统中进行的，我国目前已建成五个大电网（华北、东北、华东、华中、西北电网）以及一些省网，并且在大网之间通过联络线进行能量交换（如三峡、葛洲坝到上海的500KV输电线将华东和华中两大电网联系起来）。受现行电网运行、管理体制的制约，我国电网实行五级分层调度管理；国家调度控制中心，大区电网调度控制中心，省电网调度控制中心及地、县电网调度控制中心。电网调度管理实行分

3、层管理，因而调度自动化系统的配置也与之相适应，信息分层采集，逐级传送，命令也按层次逐级下达。为了保证电力系统能安全、经济、高质量的运行，对各级调度都规定了一定的职责与功能。调度自动化培训61.1.3.1调度机构分层 我国电网调度机构目前分为五级：国家调度机构（简称国调），跨省、自治区、直辖市调度机构（简称网调），省、自治区、直辖市级调度机构（简称省调），省辖市级调度机构（简称地调），县级调度机构（简称县调）。如图1-1所示。调度自动化培训7图1-1 电网分层控制示意图 枢纽变电、换流站国 调特大型电厂网 调省 调地（市）调县 调枢纽变电、换流站直属电厂省属电厂市属电厂县属电厂变电站变电站变电站

4、调度自动化培训81、国家调度机构、国家调度机构 国家调度（国调）机构通过计算机数据通信网与各大区电网控制中心相连，协调、确定大区电网间的联络线潮流和运行方式，监视、统计和分析全国电网运行情况，并根据系统运行情况，对所辖枢纽变电、换流站和特大型电厂进行监视控制。其主要任务包括：(1)、在线收集各大区电网和有关省网的信息，监视大区电网的重要监测点工况及全国电网运行概况，并做统计分析和生产报表。(2)、进行大区互连系统的潮流、稳定、短路电流及经济运行计算，通过计算机数据通信校核计算结果的正确性，并向下传达。(3)、处理有关信息，参与电网规划及各种技术经济指标制定和审查，作中期、长期安全经济运行分析。

5、调度自动化培训92、网调、网调(大区级调度大区级调度)网调按统一调度、分级管理的原则，负责跨省大电网的超高压线路的安全运行，并按规定的发用电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和运行水平。具体任务包括：(1)、实现电网的数据收集和监控、经济调度以及有实用效益的安全分析。(2)、进行负荷预计，制定开停机计划和水火电经济调度的日分配计划，闭环或开环的指导自动发电控制。(3)、省(市)间和有关大区电网的供/受电量计划编制和分析。(4)、进行潮流、稳定、短路电流及离线或在线的经济运行分析计算，通过计算机数据通信校核各种分析计算结果的正确性并上报、下传。(5)、进行大区电网继电保护定值计算及其调整试验。

6、(6)、大区电网中系统性事故的处理。(7)、大区电网系统性的检修计划安排。(8)、统计、报表及其它业务。调度自动化培训103、省级调度省级调度按统一调度、分级管理的原则，负责省内电网的安全运行监控、操作、事故处理和无功电压调整，并按照规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和运行水平。其具体任务包括：(1)、实现电网的数据收集和监控、经济调度以及有实用效益的安全分析。(2)、进行负荷预测，负责省网的安全运行，编制省网的运行方式，制定开停机计划和水火电经济调度的日分配计划和设备检修计划并下发，闭环或开环的指导自动发电控制。(3)、地区间和有关省网的供受电量计划的编制和分析。(4)、进行潮流

7、、稳定、短路电流及离线或在线的经济运行分析计算，通过计算机数据通信校核各种分析计算结果的正确性并上报、下传。调度自动化培训114、地区调度、地区调度 负责区内运行监视，遥控、遥调操作、事故处理和无功电压调整，与省调和县调交换实时信息。负责所辖地区的用电负荷管理及负荷控制。调度自动化培训125、县级调度、县级调度 县级调度(县调)主要监控110kV及以下农村电网的运行，其主要任务有以下几点：(1)、指挥系统的运行和倒闸操作。(2)、充分发挥本系统的发供电设备能力，保证系统的安全运行和对用户连续供电。(3)、合理安排运行方式，在保证电能质量的前提下，使本系统在最佳方式下运行。调度自动化培训131.

8、1.3.2电网调度的基本原则 随着我国社会经济的发展和文化的进步，我国的电网调度取得了前所未有的发展，以中华人民共和国电力法(以下简称电力法)和电网调度管理条例的发布施行为标志，我国的电网调度进入了依法调度的新时期。我国电网调度的基本原则是统一调度、分级管理、分层控制。调度自动化培训141、统一调度、统一调度 统一调度的涵义和内容主要是指：统一调度的涵义和内容主要是指：(1)、电网调度机构统一组织全网调度计划、电网调度机构统一组织全网调度计划(或称电网运行或称电网运行方式方式)的编制和执行，其中包括统一平衡和实施全网发电、的编制和执行，其中包括统一平衡和实施全网发电、供电调度计划，统一平衡和安

9、排全网主要发电、供电设备供电调度计划，统一平衡和安排全网主要发电、供电设备的检修进度，统一安排全网的主接线方式，统一布置和落的检修进度，统一安排全网的主接线方式，统一布置和落实全网安全稳定措施等。实全网安全稳定措施等。(2)、统一指挥全网的运行操作和事故处理。、统一指挥全网的运行操作和事故处理。(3)、统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压。、统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压。(4)、统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、调、统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、调度自动化系统和调度通信系统的运行。度自动化系统和调度通信系统的运行。(5)、统一协调水电厂水库的合理运用。、统一协调水电

10、厂水库的合理运用。(6)、按照规章制度统一协调有关电网运行的各种关系。、按照规章制度统一协调有关电网运行的各种关系。在形式上，统一调度表现为在调度业务上，下级调度必须在形式上，统一调度表现为在调度业务上，下级调度必须服从上级调度的指挥。服从上级调度的指挥。调度自动化培训152、分级管理、分级管理 分级管理是指根据电网分层的特点，为了明确各级调度机构的责任和权限，有效地实施统一调度，由各级电网调度机构在其调度管理范围内具体实施电网调度管理的分工。电网运行的统一调度、分级管理是一个整体，统一调度以分级管理为基础，分级管理是为了有效地实施统一调度、分级管理的目的是为了有效地保证电网安全、优质、统济的

11、运行，最终目的是为了维护社会的公共利益。(1)、从电力系统调度控制的角度来看，信息可以分层采集，只需把采集处理成一些必要的信息转发给上一级调度，上一级调度只向下一级调度发出总指标，由下一级调度进行控制。这样做既减轻了上级调度的负担，又加速了控制过程。(2)、在分控制的电力系统中，若局部的控制系统发生故障，一般不会严重影响电力系的其它控制部分，并且各分层间可以部分地互为备用又从而提高了电力系统运行的可靠性。在电力系统中，即使在紧急状态下部分电网与系统解列，也可以分别地独立运行。因为局部地区也有相应的调度自动化系统，可以对电网实现监控。(3)、实现分层控制以后，可以大大地降低信息流量，因而减少了对

12、通信系统的投资。同样，分层以后减轻了计算机的负荷，投资也相应地下降。(4)、分层控制的自动化统结构灵活，可适应电力系统变更或扩大的需要。调度自动化培训163、分层控制(1)、电力系统调度组织结构一般都是分层的。分层控制和调度组织结构是相适应的，尤其是调度控制任务有全网性的亦有局部性的。在量的局部性的调度控制任务可以由下层相应的调度机构来完成，而全网性或跨地区性的调度可以由上层相应调度机构来完成，这样便于协调和平衡。(2)、系统可靠性提高。采用调度分层控制方式后，调度自动化系统亦相应分层设立，因而当某一层次自动化系统停运或故障时，不致影响全系统调度自动化功能的实现，而且相应层次的自动化系统还有备

13、用和互补作用，从而提高了整个系统的可靠性。调度自动化培训173、分层控制(3)、系统响应改善。在电力系统调度中实时性很重要，事故处理、负荷调度、不正常运行状态的改善和消除都必须在一定的时间内完成。采用调度分层控制方式，使不少调度控制任务可以由不同层次调度自动化系统并进行处理，从而加快了处理速度，亦改善了整个系统的响应时间。此外，采用调度分层控制还便于调度自动化系统的功能扩充、系统升级和分期投资。调度自动化培训181.2调度自动化的发展调度自动化的发展随着电力系统的发展，装机容量不断的增加，输电电压等级的不断升高和电网的覆盖范围的不断扩大，对电网运行管理的要求愈来愈高，电网监控与调度控制技术也随

14、着电网的发展而发展。调度自动化培训191.2.1早期阶段早期阶段电力系统运行的初期阶段，由于通信设备的限制，调度人员要花很长的时间才能掌握有限的信息。信息来源主要靠一些自动装置、电话以及运行人员的经验来调度和操作，因此不能有效地管理电网。由于实时性差，有时会使故障得不到及时的处理而扩展，以致造成较大的经济损失。调度自动化培训201.2.2远动技术的应用远动技术的应用我国最早的遥测装置是电子管和继电器逻辑的遥测、遥信、遥控装置。由于设备容量小，精度低，不能满足电网发展的需要。随着电子元器件和数字逻辑技术的发展，我国在20世纪60年代中期的晶体管数字综合远动装置。采用了模数转换技术，实现了数字遥测

15、，遥测精度大为提高；采用了时分多路复用技术，遥测的路数也增多了；采用了抗干扰编码技术，使传输的可靠性也得到了提高。总之，在数字综合远动装置中，将数据通信、计算机技术引进了远动技术领域，使远动技术在原理上有了一个飞跃，这些技术原理即使在现在的微机远动中仍被继续采用。调度自动化培训211.2.2远动技术的应用远动技术的应用随着集成电路技术的发展，在数字综合远动装置中也广泛采用集成电路技术，但从晶体管到集成电路数字综合远动装置只是器件上的更新替代，原理上没有发生实质性的变化。远动技术和通信技术的发展，使电力系统的实时信息直接进入调度控制中心成为可能，调度人员可根据这些信息迅速掌握电力系统的运行状态，

16、及时发现和处理事故。20世纪60年代系统内开始采用数字式远动设备，使信息的收集和传输在精度、速度和可靠性上都有很大的提高。电子计算机和图像显示技术在电力系统调度控制中心的应用，使自动化程度达到一个新的水平。在这一阶段，计算机与相应的远动装置及通信设备组成的系统，主要用来完成电力系统运行状态的监视(包括信息的收集、处理和显示)、远距离开关操作以及制表记录和统计等功能，一般称为数据采集与监视控制(Supervisory Control And Data Acquisition，简称SCADA)。调度自动化培训221.2.3以计算机技术为基础的调度自动以计算机技术为基础的调度自动化技术的应用化技术的

17、应用 将微机技术应用于远动技术后，远动技术发生了重大的变化，原来许多不易实现的功能，采用微机技术后便迎刃而解。与常规远动相比，微机远动功能强、体积小、可靠性高。如在微机远动终端上，可以方便地完成事件顺序记录、主站与远动终端对时以及当地打印制表等功能，在主站可以方便地实现1：N的接收以及转发等功能。20世纪60年代后期，国际上出现多起大面积停电事故以后，电力系统加强了全网安全监视、分析和控制。这种控制系统不仅能完整地了解全系统的实时状态，而且可在计算机及其外围设备的帮助下，对电网正常和事故情况及时而正确地做出控制决策。这种包括SCADA功能、自动发电控制与经济运行、网络分析功能、调度管理和计划功

18、能的系统称为能量管理系统(Energy Management System，简称EMS)。利用这种先进的自动化系统，运行人员从过去以监视记录为主的状况转变为较多地进行分析、判断和决策，而日常的记录事务则由计算机取代。现在我们常讲的电力系统调度自动化系统基本上基于当时的概念展开并有所发展。调度自动化培训231.2.4调度自动化系统数据网络的建调度自动化系统数据网络的建立立由于计算机网络技术的普及和市场化的需要，开放、互连、标准化已成为电力工业中业务系统发展的必然趋势，数据网络在电力系统中的应用日益广泛，已经成为不可或缺少的基础设施。我国国家电力信息网作为电力工业市场化运作所必需的网络基础设施已建

19、设成为基于IP交换技术的四级网络。网上开通的业务主要有调度自动化系统、电子邮件服务、WWW服务、域名解析服务、办公自动化系统、管理信息系统、视频点播系统等，同时承载着实时、准实时生产控制业务和管理信息业务。调度自动化培训24第二讲 调度自动化系统结构调度自动化培训25图2-1 电网监控与调度自动化系统基本结构 生产过程被控站主控站人机联系子系统信息采集和命令执行子系统信息采集处理和控制子系统运行人员信道信息传输子系统用于信息采集、处理、控制的计算机系统调制解调器用于信息采集和命令执行的计算机模拟屏屏幕显示控制台打印机信息输入设备（变送器）信息输出设备（执行机构）调节器调制解调器调度自动化培训2

20、6调度自动化系统结构以计算机为核心的电网监控与调度自动化系统的基本结构如图2-1所示，按其功能可以分成如下四个子系统。1、信息采集和命令执行子系统 2、信息传输子系统 3、信息的采集处理和控制子系统 4、人机联系子系统 调度自动化培训272.1信息采集和命令执行子系统信息采集和命令执行子系统信息采集和命令执行子系统是指设置在发电厂和变电站中的远动终端(包括变送器屏、遥控执行屏等)。远动终端与主站配合可以实现四遥功能：RTU在遥测方面的主要功能是采集并传送电力系统运行的实时参数，如母线电压、有功负荷和无功负荷、线路电流、电度量等；RTU在遥信方面的主要功能是采集并传送继电保护的动作信息、断路器的

21、状态信息、形成事件顺序记录等；RTU在遥控方面的主要功能是接收并执行从主站发送的遥控命令，并完成对断路器的分闸或合闸操作；RTU在遥调方面的主要功能是接收并执行从主站发送的遥调命令，调整发电机的有功功率或无功功率等。调度自动化培训282.2信息传输子系统 信息传输子系统按信道的制式不同，可分为模拟传输系统和数字传输系统两类。对于模拟传输系统(其信道采用电力线载波机、模拟微波机等)，远动终端输出的数字信号必须经过调制后才能传输。模拟传输系统的质量指标可用其衰耗一频率特性，相移一频率特性、信噪比等来反映，它们都将影响到远动数据的误码率。对于数字传输系统(其信道采用数字微波、数字光纤等)，低速的远动

22、数据必须经过数字复接设备，才能接到高速的数字信道。随着通信技术的发展，数字传输系统所占的比重将不断增加，信号传输的质量也将不断的提高。调度自动化培训292.3信息的采集处理和控制子系统 为了实现对整个电网的监视和控制，需要收集分散在各个发电厂和变电站的实时信息，对这些信息进行分析和处理，并将结果显示给调度员或产生输出命令对系统进行控制。调度自动化培训302.4人机联系子系统 高度自动化技术的发展要求调度人员在先进的自动化系统的协助下，充分、深入和及时地掌握电力系统实时运行状态，作出正确的决策和采取相应的措施，使电力系统能够更加安全、经济地运行。从电力系统收集到的信息，经过计算机加工处理后，通过

23、各种显示装置反馈给运行人员。运行人员收到这些信息作出决策后，再通过键盘、鼠标、显示屏触摸等操作手段，对电力系统进行控制，这就是人机联系。调度自动化培训31第三讲第三讲 调度自动化基本功能调度自动化基本功能调度自动化培训323.1变电站自动化变电站自动化变电站是电力系统中的一个重要组成部分，其实现综合自动化是电网监控与调度自动化得以完善的重要方面。变电站综合自动化采用分布式系统结构、组网方式、分层控制，其基本功能通过分布于各电气设备的RTU对运行参数与设备状态的数字化采集处理、继电保护微机化、监控计算机与各RTU和继保装置的通信，完成对变电站运行的综合控制、完成遥测、遥信数据的远传与控制中心对变

24、电站电气设备的遥控及遥调，实现变电站的无人值守。对于传统的变电站的无人值班的改造，则是考虑从经济的角度出发，在保留原有的基本设备的前提下，通过对控制回路、信号回路以及模拟远动装置数字化的改造，实现变电站远方遥测、遥信、遥控及遥调。调度自动化培训333.2配电网管理系统（配电网管理系统（DMS）配电管理系统(Distribution Management System，简称DMS)是一种对变电、配电到用电过程进行监视、控制、管理的综合自动化系统，其中包括配电自动化(DA)、地理信息系统(GIS)、配电网络重构、配电信息管理系统(MIS)、需方管理(DSM)等几部分。配电自动化系统是配电管理系统中

25、最主要的部分，其中的数据采集监控系统(SCADA)通过安装于变电站、开闭所的远方终端(RTU)、安装于线路分段开关的馈线终端(FTU)采集配电网的运行数据和故障数据。经过数据的变换与处理，由通信通道传至控制中心SCADA，对收集到的数据进行综合分析，对当前配电网的运行状态进行判断，相应发出维护配电网安全运行的控制操作。调度自动化培训343.2配电网管理系统（配电网管理系统（DSM）地理信息系统(GIS)是一种人机交互系统，通过基于地理信息的配电网运行状态的拓扑网络着色显示，为调度人员提供实时的、直观的运行信息内容。同时，GIS还能实现配电网的电气设备的管理、寻找和排除设备故障、统计与维修计划等

26、服务。配电网重构、电压无功优化等计算机软件通过分析与计算为调度人员提供配电网运行控制建议，使供电可靠性、安全性得以提高，使配电网运行结构优化，降低网损，改善电压质量等。配电信息管理系统(MIS)不同于我们日常所称的部门，人员信息管理系统，配电信息管理系统的管理对象为配电网运行数据历年数据库、用户设备及负荷变动，进行业扩、供电方式与路径、统计分析等数据显示与建议。调度自动化培训353.3能量管理系统（EMS）能量管理系统是电力系统监视与控制的硬件及软件的总成，主要包括数据采集与监控(SCADA)、自动发电与经济调度(AGC/EDC)、系统状态估计与安全分析(SESA)、配电自动化与管理(DADM

27、S)、调度模拟培训(DTS)等。调度自动化培训363.3.1数据采集和监控（SCADA）SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)是EMS得以实现的基础，EMS其它功能均从SCADA得到电力系统实时的运行信息，其主要功能为：(1)、数据采集DA(Data Acquisition)。(2)、数据预处理及报警(Calculation&Alarm)。(3)、事件顺序记录SOE(Sequeue Of Events)。(4)、事故追忆PDR(POSt Dsturbance Review)。(5)、远方控制(Control)。(6)、远方调整(Adjus

28、tment)。(7)、趋势曲线(Trend)和棒图(Bargraph)。(8)、历史数据存储(History)和制表打印(Report)。(9)、系统统一时钟(Clock)。(10)、模拟盘接口(Mimic board Interface)。调度自动化培训373.3.2自动发电控制（自动发电控制（AGC）和经济）和经济调度控制（调度控制（EDC）自动发电控制功能AGC(Automatic Generation Contr01)是以SCADA功能为基础而实现的功能：(1)、对于独立运行的省网或大区统一电网，AGC功能的目标是自动控制网内各发电机组的出力，以保持电网频率为额定值。(2)、对跨省的互

29、连电网，各控制区域(相当于省网)AGC的功能目标是既要求承担互连电网的部分调频任务，以共同保持电网频率为额定值，又要保持其联络线交换功率为规定值，即采用联络线偏移控制的方式(在这种情况下，网调、省调都要承担AGC任务)。在线经济调度控制EDC通常都与AGC相配合进行。当系统在AGC下运行较长时间后，就可能会偏离最佳运行状态，这就需要按一定的周期(通常可设定为510min)，启启动EDC程序重新分配机组工作，以维持电网运行的经济性，并恢复调频机组的调节范围。调度自动化培训383.3.3电力系统状态估计电力系统状态估计SE根据有冗余的测量值对实际网络的状态进行估计，得出电力系统状态的准确信息，并产

30、生“可靠的数据集”。(1)、网络接线分析(又称网络拓扑Networ Topology)。(2)、潮流计算(包括三相潮流)。(3)、状态估计(包括三相状态估计)。(4)、负荷预报(包括系统负荷预报和母线负荷预报)。(5)、短路电流计算。(6)、电压无功优化等。调度自动化培训393.3.4安全分析SA 安全分析可以分为静态安全分析和动态安全分析两类。(1)、静态安全分析。一个正常运行的电网常常存在着许多潜在危险因素，静态安全分析的方法就是对电网的一组可能发生的事故进行假想在线计算机分析，校核这些事故后电力系统稳态运行方式的安全性，从而判断当前的运行状态是否有足够的安全储备。当发现当前的运行方式安全

31、储备不够时，就要修改运行方式，使系统在有足够安全储备的方式下运行。(2)、动态安全分析。动态安全分析就是校核电力系统是否会因为一个突然发生的事故而导致失去稳定，校核因假想事故后电力系统能否保持稳定运行的稳定计算。由于精确计算工作量大，难以满足实施预防性控制的实时性要求，因此人们一直在探索一种快速而可靠的稳定判别方法。调度自动化培训403.3.5调度员模拟培训系统（DTS）调度员培训系统(DTS)通过对电网的模拟仿真，可使调度员得到离线的运行操作训练，培养调度员处理紧急事件的能力。DTS的信息可用电网实时数据更新，可帮助调度员在实际操作前了解操作后的结果，从而提高调度的安全性，还可试验和评价新的

32、运行方法和控制方法。调度自动化培训410000调度自动化培训423.4 调度自动化主站系统的体系结构 以计算机为核心的电网调度自动化系统的框架性结构如图3-1所示。从图中可以清晰的看到调度自动化系统采取的是闭环控制，但由于电力系统本身的复杂性，还必须有人(调度系统人员)的参与，从而构成了完整、复杂、紧密耦合的人机环境系统。调度自动化培训43图3-1调度自动化系统的框架性结构 厂站设备信息采集与发送命令执行信息传输信息接收命令下发信息处理人机联系调度自动化主站系统调度自动化培训44调度自动化主站系统结构的发展调度自动化主站系统结构的发展(1)集中式的调度自动化主站系统结构 (2)分布式的调度自动

33、化主站系统结构(3)开放式的调度自动化主站系统结构 调度自动化培训45集中式的调度自动化主站系统结构集中式的调度自动化主站系统结构 集中式的调度动化经历了下面三个方式的发展:(1)单机系统单机系统(2)双机系统双机系统(3)主机主机-前置机系统前置机系统调度自动化培训46单机系统单机系统模拟盘 操作台 显示器RTU主计算机模拟盘 操作台 显示器人机联系计算机RTU主计算机通信计算机无冗余的单机系统 划分运行功能的冗余单机系统 调度自动化培训47双机系统双机系统 双机系统通常由两台完全相同的主机及各自的存储器，输入输出设备和公用的输入输出设备等构成。平时一台计算机承担在线功能，另一台处于热备用状

34、态。当在线机故障时，自动进行切换，由备用机承担任务。备用机除了热备用方式外，还有离线工作方式，以便进行系统维护或程序开发等工作。调度自动化培训48双机系统双机系统 另一种双机系统配置方案是两台计算机各承担一部分在线任务。其中一台承担较重要的基本任务，称为“主计算机”，另一台分担较次要的，但较复杂而且费时较长的在线和离线计算任务，称为“副计算机”。两台计算机之间有紧密的联系通道，当主机故障时，所有重要的基本功能都将由副机自动接替。此时副机变成新的主机，暂时停止次要功能，直到故障修复为止。调度自动化培训49主机主机-前置机系统前置机系统 前置机A前置机B主机A主机B前置机A前置机B主机A主机B(a

35、)方式一(b)方式一调度自动化培训50分布式的调度自动化主站系统结构 双双100/1000M主网主网电力专用物理隔离设备WEB服务器防火墙MIS网络打印机集控中心集控中心1网络打印机集控工作站集控工作站集控中心集控中心2GPS时钟数据服务器AUnix数据服务器BUnix调度工作站PAS工作站远动工作站DA工作站维护工作站MODEM远程维护调度管理工作站电量计费工作站前置数据采集网段前置A前置B前置机柜终端服务器通道处理及切换专线数字、模拟通道厂站128厂站1厂站2厂站127网络交换机地调网络化厂站网关工作站局内其他控制系统调度自动化培训51开放式体系结构的基本特性 开放式计算机体系结构是在分布

36、式计算机结构的基础上发展起来的，其差别在于逐步实现软件上的独立，是EMS技术当前发展的方向。调度自动化主站体系结构的开放性主要体现在分布性、可移植性和互操作性等三方面。分布性是指系统的功能由网络连接的许多硬件和软件共同协调完成，而不是靠“单干”；可移植性是指系统的应用可以在不同硬件和不同版本的软件平台上运行；互操作性是指当系统扩展时，扩展的部分与原来的部分能透明进行交互，进行“无缝”连接。调度自动化培训52能同时满足分布性、可移植性和互操作性的体系结构无疑是开放性最好的体系结构，如下图所示 分布性开放性最好的体系结构可移植性互操作性调度自动化培训53第四讲第四讲 调度自动化通信调度自动化通信

37、调度自动化培训544.1通信系统的构成 简单的数据通信系统由数据终端、调制解调器、通信线路、通信处理机和主计算机组成。模拟信道数字信道模拟信道数字信道数据终端调制解调器通信处理机通信处理机调制解调器主计算机逻辑信道调度自动化培训554.1通信系统的构成(1)、数据终端。电力系统被监控设备与数据通信网络之间的接口，能够把电气模拟信号或状态量转换为二进制信息向数据通信网络送出，也能够把从数据通信网络中接受到的控制调节指令(或经转换)向受控对象发出。(2)、调制解调器。较远距离的通信往往采用模拟信道。调制解调器的作用是二进制数据序列调制成模拟信号或把模拟信号解调成二进制数据，是计算机与模拟信道之间的

38、连接桥梁。对近距离的通信，可直接采用数字式通信。调度自动化培训564.1通信系统的构成(3)、通信线路。可以是采用公用通信线路或专用通信线路，可以是直接连接，也可以是经过通信处理机网络连接。(4)、通信处理机。承担通信控制任务，完成计算机数据处理速度与通信线路传输速度间的区配缓冲，对传输信道产生的误码和故障进行检测控制，对网络中数据流向与密度根据要求进行路由选择和逻辑信道的建立与拆除。(5)、主计算机。集中数据终端采集到的电力系统运行数据，进行判别、分析与控制。调度自动化培训574.2通信信道 进行通信的通道又称为“信道”。在数据通信网络中，各站点之间的信息交流都需依靠信道完成。电力系统通信的

39、信道种类很多，由于电力系统通信的重要性和特殊性，其发展以电力系统的扩大和发展为前提条件。以下介绍电力系统专用通信网中使用的信道种类。调度自动化培训584.2通信信道 按数据传输媒介的不同，数据传输信道可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括：电力线载波、通信电缆、光纤、现场总线等。无线信道包括：无线电广播、微波、卫星通信等。按数据传输形式的不同，数据传输信道可分为模拟信道和数字信道两类。调度自动化培训594.3通信方式通信方式4.3.1数据通信的基本方式数据通信的基本方式按数据传输方向，可将通信系统分为:(1)单工通信系统(Simplex)(2)半双工通信系统(Half Duplex)(3)

40、全双工通信系统(Full Duplex)调度自动化培训604.3.1数据通信的基本方式(1)、单工通信系统。单工通信是使用者只能向一个方向传输信息，传输信道上信号传送方向是固定不变的。(2)、半双工通信系统。它是信道两侧的设备都具有信号发送和接收能力，但发送和接收不能同时工作，即某一时刻信只能一个方向传输。平时两侧设备均处于接收状态，以便随时响应对侧的呼叫。信息传输过程中，呼叫、响应、传输、接收交替进行。半双工方式也可以用双线实现(3)、全双工通信系统。全双工通信的双方由控制器协调发送与接收之间的工作，信道上的信号可双向流动，即发送与接收可以同时进行。调度自动化培训614.3.2异步通信和同步

41、通信 1、异步通信异步通信根据数据通信的基本原理，实现正确地通信所必要的条件，就是通信过程中保持收发双方的时钟一致。实际上收发双方往往相距很远，且接收端的时钟常常是独立产生的，难以保证与发送端时钟完全同步。为了满足这种条件下的通信最低要求，提出一个简便的方法就是异步通信。异步传输时，每个传送的字符都有一个附加的起始位和一个或多个停止位。异步通信的优点是设备简单，易于实现。调度自动化培训622、同步通信同步通信 由于异步传输时，对每个字符都使用起始位和停止位，因此在需要传送大量数据块的场合就显得太浪费了。这时使用同步传输，它把每个完整的数据块（帧）作为整体来传输。为使接收设备能准确的接收数据块的

42、信息，需要做到：（1）接收器和发送器之间的比特（位）或时钟同步，这可以通过设法把发送端的时钟信息载入传送的比特流中，然后由接收器来提取的办法来实现。（2）所有的帧由一个或多个保留字作前导，以确保接收器按正确的字节边界可靠地接收比特流。（3）每一帧内容有帧起始符和帧结束符标识。调度自动化培训634.4数据传输规约 电力系统调度自动化体系由三个层次组成，厂站内系统、主站与厂站之间、主站侧系统。厂站内的站级通信总线和间隔级通信总线都应采用基于以太网的IEC 61850系列标准；主站与厂站之间的数据通信可采用IEC 60870一6TASE2或扩展的IEC 61850系列标准；主站侧各应用系统应遵从：I

43、EC 61970系列标准(CIMCIS)。通信规约可分为循环传送式规约、应答式规约、网络通信规约。调度自动化培训644.4.1 循环传送式规约 循环传送式规约是一种以厂站端RTU为主动端自发地不断循环向调度中心上报现场数据的远动数据传输规约。在厂站端与调度中心的远动通信中，RTU周而复始地按一定规则向调度中心传送各种遥测、遥信、数字量、事件记录等信息。调度中心也可以向RTU传送遥控、遥调命令以及时钟对时等信息。在循环传送方式下，RTU无论采集到的数据是否变化，都以一定的周期周而复始的向主站传送。循环方式下RTU独占整个通道；调度自动化培训654.4.1 循环传送式规约 循环式规约的特点主要有：

44、(1)、数据传送以现场端为主，由于采用循环式规约的RTU不断循环上报现场数据给主站，而主站被动接收，即使发生暂时通信失败丢失一些数据，当通信恢复正常后，被丢失的信息仍有机会上报，而不致于造成显著危害，因此这种方式对通道的要求不高，适合于在我国质量比较差的通道环境下使用。(2)、数据格式在发送端与接收端事先约定好，按时间顺序首先发送起始SYN同步字，然后依次发送以8位的字节作为基本单位的控制字和信息字，如此周而复始，连续循环发送。调度自动化培训664.4.1 循环传送式规约(3)、循环式规约采用信息字校验的方式，将整检信息化整为零，当某个字符出错时，只需丢弃相应的信息字即可，而其它校验正确的信息

45、字就可以接收处理，大大提高了传输数据的利用率，从而更加适合于在我国质量比较差的通道环境下使用。(4)、循环式规约采用遥信变位优先插入传送的方式，重要数据发送周期短，大大提高了事故信息传送的相应速度，实时性强。由于采用现场数据不断循环上报的策略，一般数据发送周期长，实时性较差，主站对一般遥测量变化的响应速度慢。调度自动化培训674.4.1 循环传送式规约(5)、循环式规约的容量较应答式规约大得多，可以传送512路遥信量和256路遥测量。(6)、循环式规约允许多个从站和多个主站间进行数据传输，由于采用循环式规约的RTU自发地不断循环上报现场数据，因此通道必须采用全双工通道，并且不允许多台RTU共线

46、连接，而只能采用点对点的方式连接。调度自动化培训684.4.2 应答式规约 应答式规约是一个以调度中心为主动的远动数据传输规约。RTU只有在调度中心查询以后，才向调度中心发送回答信息。调度中心按照一定规则向各个RTU发出各种询问报文。RTU按询问报文的要求以及RTU的实际状态，向调度中心回答各种报文。调度中心也可以按需要对RTU发出各种控制RTU运行状态的报文。RTU正确接收调度中心的报文后，按要求输出控制信号；并向调度中心回答相应报文。在应答式规约中，RTU有问必答，当RTU收到主机查询命令后，必须在规定的时间内应答，否则视为本次通信失败。调度自动化培训694.4.2.1应答式规约的优点(1

47、)应答式规约允许多台RTU以共线的方式共用一个通道。这样有助于节省通道，提高通道占用率，对于区域控制站和有较多数量的RTU通信的场合，这种方式是很合适的。(2)应答式规约可采用变化信息传送策略，从而大大压缩了数据块的长度，提高了数据传送速度。(3)应答式规约既可以采用全双工通道，也可以采用半双工的通道，既可以采用点对点方式，又可以采用一点多址或环形结构，因此通道适应性强。调度自动化培训704.4.2.2应答式规约的不足的地方(1)由于应答式规约为非主动上报规约，主站对数据的采集速度慢，尤其是当通道的传输速率较低的情形。(2)由于采用变化信息传送策略，应答式规约对信道的要求较高，因为一次通信失败会带来比较大的损失，虽然可以采用通信失败后补发的方法解决上述问题，但补发次数有限，在通道质量较差时，仍会发生重要信息(如SOE)丢失的现象。调度自动化培训714.4.2.2应答式规约的不足的地方(3)应答式规约往往采用整帧校验的方式，由于一帧信息量较大，因此出错的概率较大，校验出错后就必须整帧丢弃，并阻止重发帧，从而更加降低了实时性。(4)当出现由于出错弃帧的情况时，必须经过重新询问，RTU才重发前面由于出错而被丢弃的数据帧。(5)规约一般适用于多个从站和一个主站间进行数据传输。