电力企业信息化

1、第1章 电力企业信息化概述一、信息化1信息化是什么信息化的概念：根据最新公布的2006-2020国家信息化发展战略，信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程自动化与信息化：自动化解决的问题 如何控制对象的执行自动化是对对象的控制，自动化是信息化的基础信息化解决的问题 如何决策2信息化的基础首先，各种创新的感应科技开始被嵌入各种物体和设施中，从而令物质世界被极大程度的数据化。第二，随着网络的高度发达，人、数据和各种事物都将以不同方式联入网络。第三，先进的技术和超级计算机则可以对这些堆积如山的数据进行整理、加工和分析，将生

2、硬的数据转化成实实在在的洞察，并帮助人们做出正确的行动决策。3信息化自动搜集信息，并把繁杂的信息利用起来进行处理，归纳和合并，最后得出结论或决策的过程信息化程度的指标：信息设备占用系统价值的比重二、电力企业信息化的作用电力企业信息化电力企业信息化：指信息技术在电力企业中的应用，是电力企业的生产、调度、设计、计划、基建等环节应用信息技术全过程的统称，是电力企业在信息技术的驱动下由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转变的过程，是电力企业规范管理、提高效率、赢得竞争优势、树立良好形象的有效手段。 电力企业信息化实现的障碍不在于技术，而是在于企业管理者的观念，在于企业管理者和信息技术工作

3、者之间的有效沟通三、我国电力企业信息化的现状 1）先进的自控系统VS滞后的管理系统电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分 电力行业管理信息系统的建设相对滞后，根源在于电力行业管理体制的不断调整；电力体制改革的深入，电力企业对管理信息系统的需求变得越来越强烈2）复杂的系统VS空白的标准 电力信息化标准的空白也是管理信息系统滞后的重要原因3）虚火的市场VS无序的竞争 标准的缺失不仅导致电力企业之间难以信息共享，还在一定程度上造成了电力信息化市场竞争的无序；电荒又在一定程度上转移了发电企业对信息化的注意力4）繁重的任务VS软弱的组织 目前电力信息化的组织体系却难以承担如此繁重的任务；需

4、要既懂业务又熟悉信息技术的“ 复合型” 人才来负责与实施5）规划的缺失VS系统的分裂 系统多数是在未经科学合理的整体规划下建成的，各系统之间缺乏联系，信息不能共享，业务不能协同开展，对企业管理决策的作用十分有限；缺乏总体数据规划、数据整合，存在或多或少的“ 信息孤岛” ，部分数据不能融合到整个管理信息平台上。电力行业，无论是发电企业还是电网企业，受行业自身生产特点所驱动，其信息化建设起步非常早，经过近10年的大投入，目前生产自动化及信息化水平均非常高，已建立了一套覆盖生产自动化监测、生产管理、OA、ERP等全面的信息化系统，目前的主要问题就是一方面系统之间相对孤立，随着集团化管理思想的不断推进

5、，系统之间的信息互联已是必然趋势；另一方面随着新技术和网络的应用，新的监测需求不断出现，带来了新的信息化要求四、电力企业信息化的建设方案 目标 ：集中技术与人员；制定标准；集成应用系统；综合各种资源，建设实用化、高效化、集约化运行系统电力企业信息化的核心是电力企业信息化架构 整体解决方案：整个电力企业的总体目标为主要目标；采用先进的计算机技术，有机整合企业资源和业务流程；控制企业的成本和费用，提高企业的管理水平和工作效率；采用先进的设备管理软件增强设备的可靠性和安全性，使整个企业的资源得到最优配置 电力企业信息化架构应用功能架构；信息资源架构；应用系统架构；系统平台架构；网络与基础设施架构；信

6、息安全架构；信息化组织架构；电力企业信息化建设的策略发电企业（电厂）：电企业的信息化建设重点不应该放在自动控制和生产系统上，而应该放在科学化、集约化、动态化和协同化的管理系统上 供电企业（电网）：营销管理系统的建设是重点；动态团队建设；协同化管理 五、智能电网的核心内涵和技术框架内涵1）自愈性：智能电网应能够对电网的脆弱性的安全性进行实时评估，当系统受到严重级联故障、自然灾害甚至恐怖袭击时，能自主地采取切机切负荷和主动解列等措施，保持电网的稳定运行，避免大面积停电等灾难性事故的发生，将受事故影响的负荷损失降低到最小程度，并在故障元件恢复后自主地将系统快速恢复到故障前的状态2）用户互动性：智能电

7、网应通过各种通信手段向用户发布实时电价信息，向用户提供多种可供选择的供电方案和控制手段，以实现需求侧响应(Demand Response，DR)，达到电网和用户的双赢3）满足21世纪需求的电能质量：通过先进的电力电子技术和控制技术，消除与频率和电压相关的各种电能质问题，为用户提供多种可选择的电能质量和电价方案，以满足用户的各种需求4）适应大量可再生能源接入和分布式储能：为各种分布式发电提供“即插即用”式(Plug and Play)的方便的接入和退出，补充集中式发电，通过微电网技术和电能变化技术将可再生能源发电和分布式储能融为一体，使各种清洁能源得到充分利用5）成熟、强壮的电力市场：开放式电网

8、和成熟的电力市场为所有的市场参与者提供透明、公平的竞争机会，通过市场的调节作用将电力系统的运行需求（调压、调频、稳定性）与用户的需求（廉价、可靠、清洁）紧密地联系在一起，消除输电阻塞6）优化资产管理，提供电网运行效率：通过对电网资产的运行状态进行在线监测和潮流控制，提高设备利用率，实现重要设备的故障预警和状态检修，减小网损，提供电网的运行效率智能电网的技术框架智能电网主要由4部分组成：高级量测体系AMI（Advanced Metering Infrastructure ）；高级配电运行ADO（Advanced Distribution Operation)；高级输电运行ATO（Advanced

9、 Transmission Operation ）；高级资产管理AAM（Advanced Asset Management ）第2章 信息技术基础 信号、数据和信息一、基本概念信号是传递消息的一种方式或媒介数据是指任何描述物体、概念、情况或形势的图形、声音、数字、字母和符号；信息是一个广泛而抽象的概念，是世界上一切事物状态和特征的反映的描述形式。 信息论：研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、处理及应用的学科信息技术：利用自动控制、电子技术、计算机和通信等手段实现信息的采集、识别、变换、传输、管理、集成、控制、分析和决策等应用技术的总称信息系统：对组织的管理、决策和运行中产生的信息进行收集、

10、传输、处理、存储、检索的一组相互关联的组件电气信息技术：以信息论为基础，研究电气信号和其他与工业化有关的信息的采集、传输、转换、管理、使用、处理、集成、决策等方面的问题2、 数据库基础数据(Data)：是数据库中存储的基本对象数据的定义：描述事物的符号记录数据的种类：文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输情况等数据的特点：数据与其语义是不可分的数据库定义：数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库的基本特征：数据按一定的数据模型组织、描述和储存；可为各种用户共享；冗余度较小；数据独立性较高；易扩展数据库管理系统：数据库管

11、理系统（DataBase Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的，用于管理数据的计算机软件，它的职能是有效地组织和存储数据、获取和管理数据，接受和完成用户提出的访问数据的各种请求。关系模型：用二维表格作为基本的数据结构，通过公共的关键字段来实现不同二维表之间（或“关系”之间）的数据联系在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。关系术语：关系指一个二维表，一个关系就称为一个数据表元组指表中一行上的所有数据，一行称为一个记录属性指表中的一列，一列称为一个字段域指表中的取值范围。字段的取值范围称为一个字段的宽度关键字是指表中具有惟一标识

12、的属性，具有惟一取值的字段称为关键字段关系必须是规范化的，满足一定的规范条件范式：“范式” 是数据库设计过程中将要依据的准则，数据库结构必须满足这些准则，这些准则被称为规范化形式；在数据库设计过程中，对数据库进行检查和修改并使之符合范式的过程叫规范化。 范式按照规范化的级别分为5种：第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、第四范式(4NF)、第一范式(5NF)。数据库设计过程中通常需要用到的是前三类范式第一范式(1NF)：要求每个数据项都不能拆分两个或两个以上的数据项第二范式(2NF)：如果一个数据表已满足1NF ，而且该数据表中的任何一个非主键字段的数据项都依赖该数据表的

13、主键字段，则满足2NF 。第三范式(3NF)：数据表已满足第2 范式，且其任何2 个非主键字段的数据之间不存在函数依赖关系。第3章 电力调度中心信息化1、 电力企业信息化总体框架除正常的运行状态外，就是非正常状态。在非正常的状态下，又可分成下面几种情况。 警戒状态；紧急状态；崩溃状态；恢复状态。电力系统调度控制的基本任务： 保证电力系统运行的安全。 保证电能质量。保证电力系统运行的经济性。2、 SCADA/EMS系统数据采集与监视控制（Supervisory Control and Data Acquisition ，SCADA ）系统是以计算机为基础的分散控制系统与电力自动化监控系统SCAD

14、A/EMS的主要作用：对电网安全运行状态实现监控；对电网运行实现经济调度；对电网运行实现安全分析和事故处理子系统划分支撑平台子系统：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AGC/EDC 子系统：自动发电控制和在线经济调度（AGC/EDC）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，

15、通常不归入SCADA/EMS系统，但与调度自动化系统关系非常密切。功能：数据采集与传输；事故追忆功能；历史数据存储 ；报表功能；特殊运算功能支撑平台主要由数据库、用户界面和系统管理三部分组成。SCADA/EMS支撑平台应具备以下特点。遵循工业标准；支持多种平台；满足应用要求3、 电力市场交易系统定义：是电力的买方和卖方相互作用以决定电价和电量的过程 基本特征：开放性、竞争性、网络性和协调性 总体目标：引入竞争机制，使电价形成机制合理，优化资源配置，提供优质服务，促进电力工业的可持续发展电力系统与电力市场信息流：电力数据通信网主要由国家电力调度系统数据网络（SPDnet）和国家电力信息网（SPI

16、net）组成电力市场交易系统主要组成 能量管理系统（EMS ）；交易管理系统(Trade Management System ，TMS) 电能量计量系统(Tele Meter Reading System TMR) ；结算系统（Settlement & Billing System ，SBS ）；报价处理系统（Bidding Process System ，BPS ）；市场分析与预测系统（Market Analysis & Forecast System ，MAF ）；信息发布系统（Same-time Information System ，SIS ）等4、 电能量计量系统TM

17、R(Tele Meter Reading System)：实现对电网电能量的远程自动采集、电能量数据处理及电能量统计分析为一体的综合自动化数据平台；包含计量表计、电表采集处理终端、主站系统及相应的通讯通道和其他配套设备组成。 精度要求：以容量为基础数据的安全性和可靠性：高可靠、高可用率数据的唯一性：保证计量公正可发展性电量计量系统的基本功能系统自动对时功能 ：数据采集功能；数据处理；数据管理和信息服务；计费和考核等5、 继电保护和故障录波信息系统 继电保护故障信息系统则是提高继电保护运行管理水平的极为重要的措施之一；及时掌握电网及继电保护的运行状况和事故的演变过程；对事故中保护的动作行为进行综

18、合分析、为提高事故分析水平提供可靠依据，为快速处理事故、恢复电网正常运行提供技术支持。继电保护故障信息系统包含的内容：正常运行状态下的信息；事故后的动作信息；静态的继电保护信息；系统对站端信息采集的要求； 总要求：快速、准确、完整。 满足事故处理的需求； 满足事故分析的需求； 满足电网运行管理现代化的需求。系统对站端信息的采集途径 微机保护提供的通信接口：微机保护提供的通信接口，有RS232、RS422、RS454，只对接口的电气特性作出规定继电保护故障信息系统的总体结构继电保护故障信息系统的信息传输和流向：子站信息系统通过Modem就进接入地区电力行政电话交换机，占用一条话路，通过拨号方式实

19、现信息的传输。子站和主站采用2M数据通道，通过电力数据通信网实现直接通信。 信息流向：主动信息和被动信息，绝大多数信息是从子站流向主站。继电保护故障信息系统的组网方式两种组网方式可供选择：省调主站 子站、省调主站 地调主站 子站； 光纤+SDH+IP ；TCP/IP （传输控制协议/ 因特网协议）系统主站的结构与模块功能 信息主站的硬件组成 ：信息主站主要由通信服务器、数据服务器、WEB服务器和工程师工作站等构成。 主站的软件模块：主要由通信模块、故障信息管理模块、故障信息分析模块和设备控制模块四部分组成。 信息子站的硬件组成：包括管理机、变电站二次设备、全球卫星定位系统（GPS）、串口转换器

20、等 信息子站的软件模块：主要分为主程序模块和人机交互模块 6、 调度生产管理系统六部分功能：调度专业管理；继电保护专业管理；自动化专业管理；运行方式管理；通信管理；综合管理。电力调度对MIS的特殊需求：满足24h实时运行；系统设计人员与专业管理人员要密切合作；互操作性；可拓展性；用户可参加开发。功能和要求：管理信息系统的基本要求和建设重点是调度、运行、保护、通信、自动化五大专业运行和管理的计算机网络化具体功能包含：生产数据信息的处理；生产信息的交换；生产流程控制；专业管理软件系统 ：数据库系统；电子信息交换系统；数据处理系统；用户工作平台；信息采集、查询和发布系统；流程控制系统安全体系：信息安

21、全是首要；建设初期就必须设计好安全策略 ；信息安全、网络安全和防病毒等 措施：安全访问控制系统 ；设置防火墙 。硬件要求：高可靠性；可持续运行；可扩充性；开放性；等特性。七、广域同步相量测量相量测量单元PMU(变电站）数据中心站（调度中心）相量测量单元PMU（发电厂）调度通信网 GPSGPS123 变电站 A变电站 B不同位置同步性快速性广域测量系统：采用同步相角测量技术，通过逐步布局全网关键测点的同步相角测量单元（PMU），实现对全网同步相角及电网主要数据的实时高速率采集。采集数据通过电力调度数据网络实时传送到广域监测主站系统，从而提供对电网正常运行与事故扰动情况下的实时监测与分析计算，并及

22、时获得并掌握电网运行的动态过程。 WAMS作为电网动态测量系统，兼顾了SCADA系统和故障录波系统的功能。其前置单元相量测量装置PMU能够以数百Hz的速率采集电流、电压信息，通过计算获得测点的功率、相位、功角等信息，并以每秒几十帧的频率向主站发送。PMU通过全球定位系统（GPS）对时，能够保证全网数据的同步性，时标信息与数据同时存储并发送到主站。因此，WAMS能够使调度人员实时监视到电网的动态过程。 系统构架中国WAMS应用情况实时动态曲线监视扰动识别与事故后分析低频振荡检测、可视化及广域阻尼控制技术机组、负荷与线路参数识别机组次同步振荡辨识同步相量测量技术电压不稳定辨识计及PMU信息的状态估

23、计基于广域信息的保护技术系统在线稳定评估与控制PMU的基本技术要求：同步测量，同步对时误差不超过1µs；相量测量，幅度误差0.2，角度误差不超过0.2度；频率测量，4555Hz，误差不超过0.005Hz；动态记录，连续记录，14天容量，最快100Hz；自动守时，GPS失锁60分钟，误差增大不超过55µs；实时通信，按照标准协议传送动态数据:25Hz, 50Hz, 100Hz；发电机内电势直接测量功能PMU的组成GPS授时单元数据集中处理单元GPS天线远方主站本地调试笔记本100M光以太网交换机机组键相信号三相电压三相电流开入信号机组辅助信号同步相量采集单元内电势测量装置本地

24、工作站PMU标准幅值：在额定频率时基波电压、电流相量幅值测量误差极限：0.2%，基波频率偏离额定值1Hz时，要求幅值测量误差改变量小于额定频率时测量误差极限值的50%，基波频率偏离额定值3Hz时，要求幅值测量误差改变量小于额定频率时测量误差极限值的100%相角：在额定频率时基波电压、电流相量相角相角误差极限为0.2°。基波频率偏离额定值1Hz时，相角测量误差改变量小于等于0.5°；基波频率偏离额定值3Hz时，相角测量误差改变量小于等于1°频率：在45Hz55Hz范围内，频率测量误差不大于0.005Hz主站体系结构基本系统功能第4章 发电企业信息化1、 概述 发电企

25、业信息化的内涵：利用信息技术改造企业业务活动使之更加有效的过程 发电企业信息化的含义：综合利用计算机技术、网络技术、软件技术等现代信息技术，融入先进的管理思想和技术策略，提高企业现代化管理水平，提高企业经济效益，提高企业市场竞争能力的目标 管控一体化，即发电企业管理信息化与生产过程控制自动化的有机结合。数字化电厂的概念定义：将所有信号数字化，然后利用网络技术，实现可靠而准确的数字化信息交换、跨平台的资源实时共享，进而利用智能专家系统提供各种优化决策建设，为机组的操作提供科学指导 作用：降低发电成本、提高上网电量、减少设备故障，最终实现电厂的安全、经济运行和节能增效。特点：应用系统一体化趋势明显

26、；信息集成平台建设稳步推进；发电企业各有侧重地建设信息化；日益重视IT管理 发电企业信息化驱动因素：政策方面；业务方面；管控方面；发展环境方面；行业改革方面存在问题规划缺失导致信息化缺乏系统性；电力行业信息化缺乏统一的标准体系；发电企业的管理模式阻碍了信息化的快速发展；信息化组织建设滞后不利于信息化的推进；重硬轻软；企业信息系统孤立存在不能发挥整合效益2、 发电企业分散控制系统分布式控制系统（Distributed Control System， DCS ）：分散控制，集中管理与显示；以微处理器及微型计算机为基础，融计算机技术、数据通信技术、CRT屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系

27、统，它对生产过程进行集中操作管理和分散控制 。分级系统：过程级；监控级；管理级DCS功能子系统 数据采集系统(Data Acquisition System, DAS) ：对设备的运行参数、状态进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行运算分析，并提供给运行指导的监视系统协调控制系统 (Coordination Control System,CCS)：将锅炉汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行，给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组的调频、调峰能力 模拟量控制系统 (Modul Contr

28、ol System,MCS)：通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路 顺序控制系统(Sequence Control System,SCS )：对火电机组的辅机及辅助系统，按照运行规律规定的顺序（输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序）实现启动或停止过程的自动控制系统 炉膛安全监控系统(Furnace Fire Safety Suppression System，FSSS )：对锅炉点火和油枪进行程序自动控制，防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起爆炸（内爆或外爆）而采取的监视和控制措施的自动系统 电气设备监控系统(Electric Control System，ECS )：用于监控发电厂电

29、气设备的安全运行，包括发电机系统、主变压器系统、低压工作变压器系统、照明系统、除尘系统、检修中心等各电器子系统的各项参数指标，完成发电厂运行状态的集中监视和控制，包括采集传感器的数据和数据入库等工作 DCS的特点 ：高可靠性 ；开放性；灵活性易于维护；协调性；控制功能齐全三、发电企业厂级监控信息系统厂级监控信息系统（Supervisory Information System, SIS）：火电厂厂级监控信息系统是主要为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统 ；以分散控制系统为基础，实现企业级生产数据的自动采集、存储、监视和查询，集中各单元机组的参数及设备状态信息；

30、完成复杂的数据二次处理和优化分析；实现企业级生产过程的实时信息监控、调度，达到提高机组运行可靠性和经济性的目的。以市场运营为目标，突出信息的完整性、准确性和及时性，实现广泛的信息共享，形成以SIS和DCS互为依托的全厂“自动化”生产过程；核心是一套强大的实时数据库。SIS主要功能 实时数据处理与管理：信息集中在数据库中。传送信息给有关人员；支持性能计算、电厂负荷优化调度等一系列更高级的基础软件模块全厂生产过程实时监控：采集电厂各生产过程控制系统根据SIS的网络需要，并按照企业信息系统标准发送有关实施生产数据，同时将数据存入企业级数据库中厂级性能计算和分析 ：机组性能计算、设备性能计算设备状态监

31、视：根据采集到的参数变化情况，借助状态监测软件，自动对一些设备进行计算分析，将得出的信息反映到值长站和单元机组操作员站相应的流程图或画面中四、发电企业管理信息系统 管理信息系统(Management Information Systems，MIS)：对组织进行系统化管理的人机结合系统，它综合运用计算机及其网络技术、管理和决策方法，融合现代化的管理思想和手段，帮助管理人员进行信息管理和辅助决策 。由人员、规程、数据库、计算机硬件和计算机软件五部分组成 。硬件是管理信息系统的保障，软件是管理信息系统的灵魂MIS应用软件系统功能 设备管理子系统：以设备的编码为主线，将设备的基础信息串联起来检修管理子

32、系统 ：以企业资产为中心，对资产的全生命周期进行管理 物质管理子系统 ：要包括基础信息管理、需求计划管理、物质采购管理、物资库存管理、物质资金及财务稽核管理和物质定额管理等功能模块 运行管理子系统 ：监控运行设备的实时信息，动态掌握、分析运行设备的健康状况，执行“两票三制”规定，监测设备状态，发现设备缺陷 生产技术管理子系统 ：包括技术监督管理和技术创新管理安全监察管理子系统：包括安全计划管理、安全生产管理、安全技术管理、安全教育管理和事故管理等功能模块实时信息管理子系统 ：范围覆盖了全厂生产过程，它通过网关与SIS相连，实现对全厂生产过程的经济指标监视及管理 燃料管理子系统 ：实现电厂的燃料

33、进、耗、存信息传递的计算机网络化，进行燃煤核算，为动态成本管理提供该方面的数据支持预算管理子系统：收入预算、燃料预算、物质预算、项目预算、费用预算、利润预算等 成本管理子系统 ：制定有竞争力的报价方案，获取更多的上网电量；辅助制定经济运行方案与成本控制方案，降低运行成本，从而提高企业的经济效益 协同办公管理子系统 ：包括公文管理、会议管理、车辆管理和电子邮件管理等功能模块 人力资源管理子系统 党群管理子系统 综合查询子系统 系统维护子系统：对整个电厂管理信息系统的权限、资料字典、代码、表格、系统日志等系统设定进行维护与管理 五、发电企业资源规划系统Enterprise Resource Pla

34、nning ：采用计算机和网络通信技术的最新成就，是旨在对企业的多种资源进行计划和实现物流、资金流、信息流（“三流”）统一的操作平台和管理信息系统发电企业ERP功能模块 第5章 变电站信息化 一、变电站信息化总体框架 变电站信息化的主要内容：将变电站的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等）利用计算机技术、现代通信技术，经过功能组合和优化设计，执行自动监视、测量控制和协调变电站信息化的核心内容：监控系统信息化和变电站生产管理系统信息化运行管理模式有人值守模式：是传统的值班方式。它是由变电站运行人员全面负责本变电站的监视控制、运行维护、倒闸操作、事故及异常处理、设备巡视、设备

35、定期试验轮换、文明生产、治安保卫等全部运行工作集控站模式：由集控站运行人员全面负责所辖范围内各变电站的监视控制、运行维护、倒闸操作、事故及异常处理、设备巡视、设备定期试验轮换等全部运行工作监控中心+操作队模式：由监控中心运行人员负责所辖范围内各变电站的监视及部分远方遥控等运行工作；由操作队运行人员负责所辖范围内各变电站的运行维护、倒闸操作、事故及异常处理、设备巡视、设备定期试验轮换等其它运行工作变电站综合自动化 变电站综合自动化简介：将变电站的二次设备(包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等)利用计算机技术、现代通信技术，经过功能组合和优化设计，执行自动监视、测量控制和协调，是自动化

36、和计算机、通信技术在变电所领域的综合应用变电站综合自动化系统所能完成的主要功能包括数据采集、继电保护、参数监测、运行控制、事件记录、事故报警等。变电站信息化及其框架 核心内容监控系统信息化：数据采集与处理功能；监视功能；控制功能生产管理系统信息化：变电运行管理子系统；操作票专家家子系统；技术培训子系统。二、变电站监控系统基本要求 实时性：不同的应用系统对实时性有不同的要求可靠性：系统无故障运行的能力 可维护性 ：指进行维护工作时的方便、快捷程度信号采集和输出技术先进性：强大的I/O功能人机交流方便：能及时、有效地进行参数操作、系统组态以及异常情况下的故障诊断和处理等，而且人机联系方式简单、直观

37、、明确、快捷、规范和安全通信可靠：计算机与计算机之间、相同类型或不同类型总线之间及计算机网络之间的通信信息处理和控制算法先进性：信息处理和控制算法的设计、开发、调试是最为核心的内容变电站监控系统的功能 数据采集与处理功能：模拟量的采集；状态量的采集；脉冲量的采集；数字量的采集；事故顺序记录和事故追忆；在线统计计算。监视功能 ：收集并获得全站主设备各种经处理运算后的模拟量并进行运行监视；收集并获得全站主设备运行的开关量并进行监视；报警处理；系统的自诊断和自恢复；维护功能控制功能：调度中心远方控制；站内SCADA控制；后备手动控制。变电站监控系统硬件设备 三层：间隔层、过程层和站控层间隔层设备 ：

38、主要由测控装置、保护单元设备组成主要功能：汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能过程层 ：主要由智能终端、合并单元、在线监测设备组成主要功能：电力运行的实时电气量检测；运行设备的状态参数在线检测与统计；操作控制的执行与驱动站控层 ：监控系统、远动系统、五防一体化、时钟同步等构成主要任务：通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中

39、心；接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；具有在线、可编程的全站操作闭锁控制功能；具有（或备有）站内当地监控、人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像、声音等多媒体功能；具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能；具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能。 变电站监控系统软件结构 操作系统；支撑软件；应用软件 三、变电站生产管理系统 变电站生产管理系统功能模块 主要七个模块 ：运行管理；票管理 ；安全生产管理；设备管理；基础信息；培训管理 ；图表管理变电站生产管理主要作业信息流 值班记录流程 ；设备缺陷管理流程 ；工作票流程；操作票流程 ；

40、开关事故跳闸记录流程 ；电能记录流程 ；调度命令票流程；设备修试流程 ；事故调度命令票流程 四、IEC61850标准简介IEC 61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)，它规范了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信行为和相关的系统要求它不仅是一个通信规约；它是一个全球的变电站自动化的标准；使用面向对象建模技术；使用分布、分层体系；使用抽象通信服务接口（ACSI）、特殊通信服务映射SCSM技术；使用MMS技术；具有互操作性；具有面向未来的、开放的体系结构。实现一个世界 、一种技术、 一

41、个标准数字化变电站自动化技术从面向功能到分层分布继而到面向对象的发展趋势，导致了通信规约从传统规约向IEC61850转换；IEC61850将是实施数字化变电站的唯一国际标准IEC61850由14个部分组成，是一个庞大的协议体系；IEC61850对变电站自动化技术现在和将来的发展方向都将产生重大影响；我国电力行业主管部门对61850协议簇也极为重视，专门成立了由国内各大厂商和研究所专家组成的中国工作组，负责分析研究IEC61850规约，并将其存在的问题向IEC相关工作组提出建议。它采用面向对象方法、统一建模语言（UML），通过所定义的逻辑设备（LD）、逻辑节点（LN）、数据对象（DO）、数据属性

42、（DA）与公共数据类（CDC）等来描述变电站及设备的信息，并为其建立基于对象的数据模型，同时借助于基于XML的变电站配置描述语言（SCL）使模型的自我描述成为了可能。另外使用特殊通信服务映射与抽象通信服务接口可以方便地适应底层通信技术的发展，以上所有的这些特性都是传统远动规约所不具备的。第6章 输配电生产管理信息化 一、输配电生产管理系统概述 应用现代先进的计算机技术、图形、自动化、通信技术等技术手段对电网进行在线与离线的智能化管理，使电网处于安全、可靠、优质、经济、高效的运行状态，更好的满足用户的电能需求，促进服务创新、管理创新、技术创新建设目标：在地理信息系统（GIS）上建立电力公司的输配

43、电生产管理信息平台，建立完整完善的生产运行管理系统，通过先进的计算机、网络、通信等信息技术，结合电力公司ERP系统，有效地整合电力公司生产运行管理资源；对企业内部，为提高生产运行效率、提高生产运行管理水平以及科学有效的决策提供服务；对企业外部，为提高用户服务质量、树立良好的社会形象服务，最终为电力公司实现其发展目标提供有力的支撑 应实现的功能：生产技术管理；调度管理；输配电管理；配电管理；科技管理；环保管理；安全监督管理；环境评价数据库；综合查询；领导查询；权限管理；系统管理；技术监督基础结构框架 AM/FM/GIS基础信息平台部分；应用系统部分 ；接口系统部分数据信息：电网数据 ；地理数据

44、；用户数据；业务管理数据；非孤立存在，而是相互关联 二、输变电管理信息化 输变电图形信息管理系统（PTDGIS）综合利用计算机图形技术、数据库技术、计算机网络技术开发出的一套现代化供电生产管理用计算机系统；为供电生产的管理、调度、设计、维护等工作提供方便、直观的工具，从而提高供电生产的工作效率，降低生产管理费用；由生产技术管理子系统、调度子系统、运行维护子系统和系统信息录入维护四部分组成 。变电设备管理 ：变电设备台账监管、变电设备查询、变电设备汇总统计、变电设备相关信息关联查询等输电设备管理：输电设备台账监管、输电设备查询、输电设备汇总统计、输电设备相关信息关联查询等变电运行管理：包括设备变

45、更管理、停运管理、变压器运行管理、断路器操作管理、断路器开断管理、故障管理、负载管理、评价管理等 输电运行管理：包括输电线路变更管理、停运管理、断路器操作管理、污秽管理、防雷管理、故障管理、负载管理、评价管理等 变电设备管理功能分析 ：设备单元管理；设备台账管理；设备履历管理 ；变电站图形管理 ；相关统计查询 输电设备管理功能分析 ：线路台账管理 ；线路履历管理；全网接线图；线路相位图；线路剖面图；相关统计查询变电运行管理功能分析 ：运行日志/运行记录管理；变电设备评价管理；变电设备变更管理 ；设备异动管理；变电运行统计查询。输电运行管理功能分析 ：线路运行管理；线路巡视管理；线路评价管理；线

46、路测试管理；线路走廊管理；线路防污管理；线路防雷管理；线路设备变更管理；输电运行统计查询GIS在输变电工程中的应用 GIS是地理信息系统技术在输变电工程管理方面的实用型系统，是在地理背景图上对输变电区域内的各种地理信息以及各种杆塔参数、电力设备实施等进行综合分析和管理的系统，以辅助电网的规划、设计、施工、运行管理和科学决策作用：规划管理 ；工程设计 ；工程施工 ；运行维护 三、配电管理信息化 配电GIS应具有的功能 ：提高电网管理的自动化程度，改变落后的人工管理方式，满足电力用户对配电网的供电可靠性、电能质量、工作效率和优质服务方面的要求；在地理图上直观地反映出电网中设备、负荷及用户的分布情况

47、，模拟电网的实际运行情况；提供强大的图形绘制和处理功能 ；提供强大的电网运行管理分析和优化工具 ；构建一个数据交换和信息共享平台 配电设备管理 配电设备台账管理：提供各类配电设备的编辑、维护功能配电设备查询：以单位、电压等级、制造厂家、投运日期、型号、容量等为查询条件，组合查询检索各类设备，并可调阅详细信息 配电设备汇总统计：按单位、电压等级、设备类别、用户等分类汇总和统计在运设备及线路清单、数量、容量、线路条次、长度、同比增长等 配电设备相关信息关联查询：通过统一设备标识从其他模块中关联查询各类配电设备的运行、检修、缺陷等方面的信息，实现关联信息的数据共享 配电运行管理 分界管理；设备变更统

48、计分析；停运统计分析；停电统计分析；设备负载统计分析设备评价统计分析GIS在配电系统中的应用 利用地理信息系统技术，结合配电网管理实际，对配电网的配电设备（如配电变压器、开闭所、配电线路、杆塔等设备）进行综合管理的系统，可以将AM/FM所提供的准确地、最新的设备信息和空间信息与配电网实时运行状态信息有机地结合起来有效地改进电力分配和紧急情况下的调度以及用于日常维护与抢修服务等，提高调度员与设备维护人员了解系统情况与处理故障的能力四、安全生产监督管理 安全是一切工作的基础，电力安全更是事关重大 ；本着“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，在工作中严格落实和实施，不断加强电力安全生产的水平 ；确

49、保电网安全和人身安全 安全组织结构管理 安全监察网管理 ；安全委员会管理；工作票三种人员管理；工作票签发人；工作票许可人；工作票负责人安全事故管理 事故管理全过程 ；事故填报 ；事故调查；事故分析与定性；制定预防事故重复发生的措施 ；监督执行；事故通报 ；事故代码的维护；事故统计管理 安全目标管理 把“以作业技术为中心”和“以人的因素为中心”的两种管理方式有机地结合起来；目的在于通过层层设定目标，建立起完整的、纵横方向的目标联锁体系，通过目标的层层展开、措施计划的层层落实，保证企业安全工作总目标的实现；主要内容有目标体系设定、目标实施的管理、目标实施结果的检查与评价第7章 物联网技术在智能配网

50、建设中应用概述与智能电网一样，物联网也是随着生产业务需要和IT技术发展而逐步形成的，全球社会各界也开始将发展智能电网与物联网作为解决社会、经济、能源等问题的良药。可以说：智能电网与物联网的提出是人类社会发展的必然选择，是应用需求驱动和技术发展驱动共同作用的结果对于建设智能电网来说，电力系统众多的设备监测和管理的现代化和智能化使得物联网的概念必须引入，即智能电网和物联网的 “融合”，也就是电力物联网的建设已经成为今后电力系统信息化技术发展的主流和趋势电力物联网的概念应该是：物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的（

51、互联网、电信网以及电力通信专网）结合，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、营销体系应用需求在输电线路监控、杆塔防护、智能变电站、配电自动化、状态监测、作业与设备管理等方面也有广泛的应用需求；在智能表计及高级量测、智能用电、多网融合、电动汽车及充电、能效监测与管理、电力需求侧管理等方面更是电力物联网应用的主要场景利用电力物联网技术，可以提高对输电线路、高压电气等电网设备的感知能力，并很好地结合信息通信网络，实现联合处理、数据传输、综合判断等功能，提高电网的技术水平和智能化水平。输电线路状态监测是输电环节

52、的重要应用，主要包括气象环境监测、线路覆冰、导线微风振动、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜、图像监控、绝缘子污秽等监测和预警。这些都需要物联网技术的支持，包括传感器技术、智能分析和处理技术、数据融合技术以及可靠通信技术电力物联网的应用需求明晰，在发电领域其应用有：可用于机组监控、分布式电厂监控、厂区监控、污染物及气体排放监控、能耗监控、煤料监控、抽水蓄能监控、风电厂监控、功率预测、光伏发电站监控、生物质发电、储能监控、电源接入等利用物联网技术在常规机组内部布置传感监测点，可了解机组的运行情况，包括各种技术指标与参数，从而提高常规机组状态监测的水平通过在坝体部署传感器网络，监测坝体变化情况

53、，可规避水库运行可能存在的风险。同样，物联网技术可以以风电、光伏发电厂所处的微气象地理区域，地理环境为监测对象，以微功耗的数据采集器为核心设备，通过气象传感器进行风速、风向、温度、湿度、气压、降雨、辐射、覆冰等气象要素的实时采集，实现对新能源发电厂的监测、控制和功率预测利用电力物联网技术，可以提高电网设备的自动化和数字化水平、设备检修水平及自动诊断水平通过物联网可对设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行实时监测和预警诊断，提前做好故障预判、设备检修等工作。由于各种原因，电力设备会产生发热现象，设备各部位温度是表征设备运行是否正常的一个重要参数，采用无线传感器网络技术，可实现对设备运

54、行温度的实时监测同样，电力物联网技术可以用于电力杆塔或重要设施的全方位防护。通过在杆塔、输电线路或重要设备上部署各种智能传感器和感知设备，组成多传感器协同感知的物联网网络，实现目标识别、侵害行为的有效分类和区域定位，从而达到对电力设备全方位防护的目标基本架构面向智能电网应用的物联网主要分为感知层、网络层和应用层设备状态监测电力设备状态监测的任务数据采集；故障判断；设备评估；第8章 用电信息采集1大用户智能供用电互动采用智能量测和控制手段，实现用户广泛参与和需求自由响应，是智能供用电的重要目标。大用户由于用电需求大，作为重点对象，研究通过采集大用户的各种信息，现供需双向的信息互动，可以为智能供需

55、联合响应、智能用电服务、大用户资源开发利用、智能量测及控制、智能营销业务管理与决策，不仅能够提供必不可少的信息支持，同时对以后的分散用户用电互动技术的研究与实施具有借鉴作用大用户智能用电互动信息和互动内容大用户智能用电互动的研究重点之一是确定供电公司和大用户之间的能量流、信息流和业务流，确定智能用电互动所需要的信息内容、互动的方式，从而确定需要采集的信息内容；供电公司和用户之间双向互动是由电价、电能质量、能效管理、安全用电、增值服务等因素驱动的；在大用户用电过程中，供电公司可以提供与大用户密切相关的用电信息、电费信息、实时电价信息、计划停送电信息，安全用电信息、能效评估信息、服务过程信息增值服

56、务信息，未来还可以包括大用户自发电信息、储能信息等；供电公司需要采集大用户内部的分类设备运行信息、电能质量信息、故障信息，结合配电网信息、调度信息、变电计量等信息，供电公司和大用户之间实现智能用电互动，为大用户智能用电提供各种个性化、多样化、便捷化的服务；信息采集技术主要是指大用户用电过程中各种实时信息的采集和传输技术，包括按照设备、生产线或区域分类采集的用电量实时信息的采集和传输技术，用户内部电网故障监测实时信息采集和传输技术，谐波监测实时信息采集和实时传输技术等。对于供电公司“感知大用户”所需要的非实时信息，研究相应的数据规范和软件模块，实现非实时数据在大用户和供电公司之间的平滑流动采集信

57、息具体内容：大用户内部变电站和配电房设备运行信息；大用户内部电网故障信息；大用户内部分类设备用电量信息；大用户内部设备运行状态信息；大用户内部电能质量信息；大用户内部电能质量治理设备运行状态信息；大用户内部储能实时信息；大用户内部自发电实时信息；大用户内部环境实时数据；大用户用电监控视频信息。向大用户提供以下信息：交易信息，包括电量电费查询及历史、动态账单、帐务信息等；运行信息，包括电能质量监控与预警、客户负荷监控与预警、设备运行信息在线监测等；用电安全信息，包括在线安全用电服务、客户故障自动诊断与处理等；能效信息，包括远程能耗监测与能效诊断、能源合同管理、智能化“虚拟电厂”等；资讯信息，包括服务信息发布、电力新闻及资讯发布、广告定制发布等；在线服务，智能有序用电响应、业扩及变更申请和办理、客户满意度调查等大用户智能用电互动信息传输大用户智能用电互动信息传输包括两个部分：一是大用户与供电公司之间的实时双