调度自动化系统培训资料

1、调度自动化系统介绍调度自动化系统介绍2010.3目录目录 调度自动化基本概念调度自动化基本概念 调度自动化功能简介调度自动化功能简介 调度自动化基本结构调度自动化基本结构 调度自动化配置调度自动化配置调度自动化基本概念调度自动化基本概念 基于计算机、通信、控制技术的自动化系统基于计算机、通信、控制技术的自动化系统的总称，是在线为各级电力调度机构生产运行人的总称，是在线为各级电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信息员提供电力系统运行信息( (包括频率、发电机功率、包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等线路功率、母线电压等) )， 分析决策工具和控制分析决策工具和控制手段的数据处理系统。手

2、段的数据处理系统。 电力调度自动化系统一般包含安装在发电厂、电力调度自动化系统一般包含安装在发电厂、变电站的数据采集和控制装置，以及安装在各级变电站的数据采集和控制装置，以及安装在各级调度机构的主站设备，通过通信介质或数据传输调度机构的主站设备，通过通信介质或数据传输网络构成系统。网络构成系统。 电网调度自动化系统具有较大经济效益，可以电网调度自动化系统具有较大经济效益，可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况，迅速进行处置，防止扩大事故，能及时掌握情况，迅速进行处置，防止扩大事故，减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少减少停电

3、损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户用的自动装置以停电率。当装备有直接监护用户用的自动装置以后，可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自后，可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网，经济效益更大。因动计量等经济办法管理电网，经济效益更大。因此，电网调度自动化是一项促进电力生产技术进此，电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作，是电力系统不步和有显著经济效益的重要工作，是电力系统不可缺少的组成部分。可缺少的组成部分。调度自动化功能简介调度自动化功能简介 电网调度自动化功能分低、中、高三档电网调度自动化功能分低、中、高三档 低

4、档：低档：SCADASCADA 中档：中档：SCADA+AGC/EDCSCADA+AGC/EDC 高档：高档：SCADA+AGC/EDC+SA(SCADA+AGC/EDC+SA(总称总称EMS) EMS) 网、省两级调度自动化系统应根据调度职责范围逐步实现网、省两级调度自动化系统应根据调度职责范围逐步实现以下总体功能：数据采集和监控，自动发电控制和经济调以下总体功能：数据采集和监控，自动发电控制和经济调度，实用安全分析，计算机通信。度，实用安全分析，计算机通信。 安全监控安全监控(SCADA)(SCADA)是指信息收集、处理和控是指信息收集、处理和控制的自动化系统，通过人机系统的屏幕显制的自动

5、化系统，通过人机系统的屏幕显示示(CRT)(CRT)和调度模拟盘，对电网运行进行在和调度模拟盘，对电网运行进行在线的安全监视，并有越限告警、记录、打线的安全监视，并有越限告警、记录、打印制表、事故追忆、本系统自检，远动通印制表、事故追忆、本系统自检，远动通道状态的监测等功能。对电网中重要断路道状态的监测等功能。对电网中重要断路器进行遥控，对变压器分接头、调相机及器进行遥控，对变压器分接头、调相机及电容器等无功功率补偿设备进行自动调节电容器等无功功率补偿设备进行自动调节或投切，实现电压监控。或投切，实现电压监控。 自动发电控制和经济调度控制自动发电控制和经济调度控制(AGC/EDC)(AGC/E

6、DC)是是在线闭环控制功能，在考虑电网频率调整在线闭环控制功能，在考虑电网频率调整的同时，进行经济调度控制，直接控制到的同时，进行经济调度控制，直接控制到各个调频电厂，其他非调频电厂按日负荷各个调频电厂，其他非调频电厂按日负荷曲线进行，并考虑线损修正，对互联电网曲线进行，并考虑线损修正，对互联电网实现联络线净功率偏移控制，对有条件的实现联络线净功率偏移控制，对有条件的电厂实现自动电压和无功功率控制。电厂实现自动电压和无功功率控制。 安全分析安全分析(SA)(SA)和对策是在实现网络结构分和对策是在实现网络结构分析和状态估计的基础上进行实时潮流计算析和状态估计的基础上进行实时潮流计算和安全分析，

7、目前只能进行静态的安全分和安全分析，目前只能进行静态的安全分析。根据析。根据n-1n-1原则进行事故预想，并提出对原则进行事故预想，并提出对策，使调度人员提高处理事故的应变能力，策，使调度人员提高处理事故的应变能力，通过约束和紧急控制等手段，解除线路过通过约束和紧急控制等手段，解除线路过负荷，使电网保持正常运行状态。负荷，使电网保持正常运行状态。 调度自动化基本结构调度自动化基本结构 电网调度自动化系统，其基本结构包括控制中心主站系统、电网调度自动化系统，其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端（厂站端（RTURTU）和信点通道三大部分。根据所完成功能的）和信点通道三大部分。根据所完成功能的不同

8、，可以将此系统划分为不同，可以将此系统划分为: : 信息采集和执行子系统信息采集和执行子系统 信息传输子系统信息传输子系统 信息处理子系统信息处理子系统 人机联系子系统人机联系子系统信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息，此外还负责接收和执行上级调表征电力系统运行状态的实时信息，此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调下或控制命令。度控制中心发出的操作、调下或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调度控制中心提供了信信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调度控制中心提

9、供了信息交换的桥梁，其核心是数据通道，它经调制解调器与息交换的桥梁，其核心是数据通道，它经调制解调器与RTURTU及主站及主站前置机相连。前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心，以电子计算机为主信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心，以电子计算机为主要组成部分。该子系统包含大量的直接面向电网调度、运行人员的要组成部分。该子系统包含大量的直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件，完成对采集到的信息的各种处理及分析计算，乃计算机应用软件，完成对采集到的信息的各种处理及分析计算，乃至实现对电力设备的自动控制与操作。至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心

10、的各类信息进行加工处理，人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理，通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备，为调度人员提供完通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备，为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入，传送给执行机构。过此系统输入，传送给执行机构。调度自动化配置调度自动化配置基本配置包括基本配置包括: : 硬件平台（硬件平台（HPHP 服务器）服务器） 操作系统操作系统平台（平台（Tru64 Tru64 UnixUnix、OracleOracle/ /SybaseSyb

11、ase） EMS/DMSEMS/DMS支撑平台（支撑平台（RTERTE、RTDBRTDB、MMIMMI） 电力系统基本应用和电力高级应用软件电力系统基本应用和电力高级应用软件(PAS)(PAS) 前置采集系统前置采集系统 调度员培训仿真子系统调度员培训仿真子系统(DTS)(DTS) WEBWEB子系统子系统SCADA/AGC服务器HIS服务器磁盘阵列PAS服务器FE服务器 骨干交换机运方工作站保护工作站维护工作站调度员工作站大屏幕投影模拟屏打印机物理隔离装置WEB服务器认证服务器外网防火墙路由器DTS服务器教员台学员台学员台网络GPS通信柜 RTU地区转发通信服务器 / 现场路由节点专线通信网

12、络通信网络通信电力调度通信网专线通信WEB子系统子系统实时数采和转发子系统实时数采和转发子系统调度员培训调度员培训仿真子系统仿真子系统调度中心系统调度中心系统防火墙电力调度通信网网络通信共享采集的集控共享采集的集控中心中心EMSEMS(Energy Management System)能量管理系统SCADASCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 即数据采集与监视控制系统PASPAS(Power Advance Software)电力系统基本应用和电力高级应用软件AGC AGC 自动发电控制,它是能量管理系统（EMS）的重要组成部分。按电网

13、高度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。 DTSDTS(Dispatcher Training Simulator System )调度员培训仿真系统MISMIS(Management Information System)管理信息系统DMISDMIS(Management Information System)调度管理信息系统EDC EDC 经济调度控制, 用以确定最经济的发电调度以满足给定的负荷水平。 SA SA 安全分析VQC VQC 电压无功控制主网系统主网系统SCADA服务器服务器HIS服务器服务器磁盘磁盘阵列阵列

14、PAS服务器服务器 骨干交换机骨干交换机报表工报表工作站作站维护工维护工作站作站调度员工作站调度员工作站大屏幕大屏幕投影投影模拟模拟屏屏打印机打印机网络网络GPS前置服务器前置服务器 2 2台台SCADASCADA服务器用于完成数据的接收，规约的解释，服务器用于完成数据的接收，规约的解释，SCADASCADA计算和越限、变计算和越限、变位处理等。位处理等。前置服务器前置服务器( (通讯采集服务器通讯采集服务器) )随时将采集的实时数据送给调度系统的随时将采集的实时数据送给调度系统的SCADASCADA服服务器务器,SCADA,SCADA服务器处理后的实时数据采用组广播方式同步分布了服务器处理后

15、的实时数据采用组广播方式同步分布了SCADASCADA应用的应用的服务器和工作站，使各个节点都能得到一致的、最新的实时数据，从而完成服务器和工作站，使各个节点都能得到一致的、最新的实时数据，从而完成监视、分析、控制功能。监视、分析、控制功能。 2 2台历史数据服务器台历史数据服务器( (互为热备用互为热备用) )主要用于存储数据库模型、网络结构、历史主要用于存储数据库模型、网络结构、历史数据等，可接磁盘阵列保存历史数据库，负责管理全网。数据等，可接磁盘阵列保存历史数据库，负责管理全网。多台人机界面多台人机界面(MMI)(MMI)工作站可以带多屏，主要完成各种图形显示、调度员操作、工作站可以带多

16、屏，主要完成各种图形显示、调度员操作、模拟屏控制，在任意模拟屏控制，在任意1 1台工作站上都可看到所有应用的数据，如台工作站上都可看到所有应用的数据，如SCADASCADA，PASPAS，DTSDTS等。等。2 2台台PASPAS服务器互为热备用，主要完成应用软件计算，所有数据存于服务器互为热备用，主要完成应用软件计算，所有数据存于PASPAS服务器服务器中，任何中，任何MMIMMI工作站和其他工作站都可在本地看到工作站和其他工作站都可在本地看到PASPAS数据。数据。前置采集系统通过终端服务器接收前置采集系统通过终端服务器接收RTURTU信息。能实现双通道，双机热备用。信息。能实现双通道，双

17、机热备用。网络是一个分布式系统的关键部件，可采用双网，也可采用单网，可以是网络是一个分布式系统的关键部件，可采用双网，也可采用单网，可以是100 100 Mbit/sMbit/s高速网，也可以是高速网，也可以是10 Mbit/s10 Mbit/s低速网。无论采用何种网络硬件，上层软低速网。无论采用何种网络硬件，上层软件都不需要修改，完全兼容。件都不需要修改，完全兼容。子系统子系统DTS服务器服务器教教员员台台学员台学员台学员台学员台调度员培训调度员培训仿真子系统仿真子系统防火墙防火墙物理隔离装置物理隔离装置WEB服务器服务器认证认证服务服务器器MIS网网WEB子系统子系统（可选）（可选）（可选

18、）（可选）DTSDTS服务器中服务器中1 1台作为教员机，其它的作为学员机。可接大屏幕投影仪，完台作为教员机，其它的作为学员机。可接大屏幕投影仪，完成调度员培训仿真功能，教员和学员通过图形界面进行直观操作，联网交成调度员培训仿真功能，教员和学员通过图形界面进行直观操作，联网交互进行。互进行。WebWeb服务是调度自动化系统的一项重要功能，通过服务是调度自动化系统的一项重要功能，通过Web Web 发布和浏览，用户发布和浏览，用户可以在可以在Internet Internet 和和Intranet Intranet 上浏览调度自动化系统的信息。上浏览调度自动化系统的信息。 认证服务器是一个用在网

19、络接入控制的设备。它存储用户名和密码确定客认证服务器是一个用在网络接入控制的设备。它存储用户名和密码确定客户的登录。为了访问特定的网络资源，这个服务器可能自己存储用户许可户的登录。为了访问特定的网络资源，这个服务器可能自己存储用户许可和公司政策或提供到存储这个信息的目录的接入。和公司政策或提供到存储这个信息的目录的接入。电力系统信息安全遵循电力系统信息安全遵循“三层四区三层四区”的原则，不同的安全区采用防火墙和的原则，不同的安全区采用防火墙和专用的安全隔离装置进行隔离，主站系统和专用的安全隔离装置进行隔离，主站系统和WEBWEB子系统和子系统和DTSDTS子系统分属于子系统分属于安全安全I I

20、区和安全区和安全IIII区、安全区、安全IIIIII区，配置时要考虑增加相应的物理隔离装置。区，配置时要考虑增加相应的物理隔离装置。自学：自学：培训：培训：使用教员机和学员机使用教员机和学员机反事故演习：反事故演习：联合反事故演习：联合反事故演习：使用教员机和学员机使用教员机和学员机通过通过WebWeb浏览，提供操作功能浏览，提供操作功能使用教员机和学员机使用教员机和学员机使用远程终端使用远程终端DTSDTS的培训方式的培训方式 使用教员机使用教员机物理隔离装置物理隔离装置前置采集系统前置采集系统 前置采集系统是调度自动化系统的前端，是连接前置采集系统是调度自动化系统的前端，是连接采集终端与主

21、站服务器的纽带，担任着上传下达采集终端与主站服务器的纽带，担任着上传下达的重要角色，主要负责整个系统所需数据的采集的重要角色，主要负责整个系统所需数据的采集工作。前置数据采集系统要有可靠性，可维护性，工作。前置数据采集系统要有可靠性，可维护性，可扩充性要求。前置系统是主站系统的重要子系可扩充性要求。前置系统是主站系统的重要子系统统, ,是各厂是各厂( (站站) )远动信息进入主站系统的把门关远动信息进入主站系统的把门关, ,或者说是用户进入主站系统的咽喉或者说是用户进入主站系统的咽喉, ,也是信息交换也是信息交换的瓶颈。的瓶颈。 前置采集系统示意图前置采集系统示意图通信柜通信柜变电站远动机变电

22、站远动机专线通信电力调度网变电站远动机变电站远动机前置服务器前置服务器按口值班按口值班专线通信专线通信前置通讯方式前置通讯方式 以太网方式，前置服务器通过路由器同外部网相以太网方式，前置服务器通过路由器同外部网相连。采用光纤方式的连。采用光纤方式的SDHSDH或或ATMATM方式，典型的是方式，典型的是2M2M带宽的带宽的E1(G703)E1(G703)格式和格式和E1E1信道信道n n64k64k格式，主要格式，主要通过路由器、转换器等设备。通过路由器、转换器等设备。 MODEMMODEM或串口方式，前置服务器通过终端服务器或串口方式，前置服务器通过终端服务器/ /通道装置通道装置(RCS9

23、787)(RCS9787)和外部通道相连，采用拨号或和外部通道相连，采用拨号或载波方式通讯。载波方式通讯。电力调度环网子站与主站通讯部分子站与主站通讯部分 网络通道方式网络通道方式远动机远动机RCS-9698远动机远动机RCS-9698N个个E1/100M转换模块转换模块前置采集子系统前置采集子系统子站子站部分部分过过SDH SDH 方式复用，方式复用，传输传统的远动协议传输传统的远动协议所给定的数据格式所给定的数据格式。电力调度环网通信柜通信柜远动机远动机RCS-9698专线通信专线通信专线通信子站与主站通讯部分子站与主站通讯部分 专线通道方专线通道方式式终端服务器终端服务器通道装置通道装置

24、RCS-9787切换装置切换装置RCS-9788含通道板含通道板远动机远动机RCS-9698前置采集子系统前置采集子系统子站子站部分部分 前置采集系统的配置前置采集系统的配置: : 硬切换硬切换:RCS-9787+RCS-9788+:RCS-9787+RCS-9788+终端服务器终端服务器 软切换软切换:RCS-9787+:RCS-9787+终端服务器终端服务器前置采集接线示意一前置采集接线示意一前置采集接线示意二前置采集接线示意二前置采集接线示意三前置采集接线示意三前置采集接线示意四前置采集接线示意四前置系统工作方式 前置系统的运行模式新型前置系统不再单一地将各种设备前置系统的运行模式新型前

25、置系统不再单一地将各种设备划分为主用和备用，设备的数量也不局限为两台，可以任划分为主用和备用，设备的数量也不局限为两台，可以任意扩展为多台。运行切换模式不是简单地在主备间切换，意扩展为多台。运行切换模式不是简单地在主备间切换，而是细化到端口切换。这种运行模式能克服以往数据采集而是细化到端口切换。这种运行模式能克服以往数据采集系统的缺陷，让每一个设备都发挥作用并且被监视。系统的缺陷，让每一个设备都发挥作用并且被监视。 数据采集系统前置机为双机配置。无论远动终端的传输方数据采集系统前置机为双机配置。无论远动终端的传输方式是单通道或多通道都将其均衡地与各前置机相连，同时式是单通道或多通道都将其均衡地

26、与各前置机相连，同时每台前置机预留一定数量的端口做为备用。在系统运行过每台前置机预留一定数量的端口做为备用。在系统运行过程中，与程中，与RTURTU的主通道相连的前置机的主通道相连的前置机( (下称下称RTURTU值班前置机值班前置机) )控制其主备通道的切换控制其主备通道的切换, ,由前置系统驻留在后台机上的监由前置系统驻留在后台机上的监视进程控制前置机端口的切换。视进程控制前置机端口的切换。 当各设备均工作正常时，各前置机将其运行性能当各设备均工作正常时，各前置机将其运行性能（如：（如：CPUCPU占用率，内存占用率等）送往后台机监占用率，内存占用率等）送往后台机监视进程视进程, ,监视进

27、程比较各前置机性能状况进行合理监视进程比较各前置机性能状况进行合理的端口切换，使各前置机的性能均衡，实现负载的端口切换，使各前置机的性能均衡，实现负载的动态分配，达到真正意义上的负载均衡。的动态分配，达到真正意义上的负载均衡。 某一某一RTURTU的值班前置机统计通道的误码率和投退状的值班前置机统计通道的误码率和投退状态选择较好的通道作为传输主通道态选择较好的通道作为传输主通道, , 其它通道作其它通道作为备用通道。当为备用通道。当RTURTU的值班机和的值班机和RTURTU通信故障时，通信故障时，系统将自动进行通道切换。当某一前置机发生故系统将自动进行通道切换。当某一前置机发生故障时，此前置

28、机上所有的值班端口都被切换到其障时，此前置机上所有的值班端口都被切换到其它正常的前置机上。它正常的前置机上。 RCS-9788RCS-9788装置用于通道的切换。装置用于通道的切换。 在前置部分，远方在前置部分，远方N N个个RTURTU或变电站的或变电站的N N个主通道和个主通道和N N个备用个备用通道接入两组通道接入两组RCS-9787RCS-9787（A A组和组和B B组），经组），经RCS-9787RCS-9787调制解调制解调（或光电隔离）变换成两组调（或光电隔离）变换成两组N N个串口，这两组个串口，这两组N N个串口接个串口接入入RCS-9788RCS-9788。 RCS-97

29、88RCS-9788的作用是对这两组的作用是对这两组N N个串口进行切换，输出另外个串口进行切换，输出另外两组两组N N个串口，这切换后的两组个串口，这切换后的两组N N个串口接入两组串口服务个串口接入两组串口服务器（器（N-serial Ports SeverN-serial Ports Sever）。）。 A A组串口服务器与前置机组串口服务器与前置机A(A(或或B)B)协同工作，协同工作，B B组串口服务器组串口服务器与前置机与前置机B(B(或或A)A)协同工作，共同完成对远方协同工作，共同完成对远方N N个个RTURTU或变电或变电站的信息采集和下行数据通信。站的信息采集和下行数据通信

30、。 前置机前置机A A和前置机和前置机B B两者都可以通过各自的两者都可以通过各自的RS-232RS-232串口控制串口控制RCS-9788RCS-9788对通道的切换。对通道的切换。 RCSRCS97889788通道切换功能：通道切换功能： 切换开关：16组； 切换通道：32个通道，对应于16个远方RTU或变电站，每个RTU或变电站对调度端有2个通道； 切换串口：32个，对应2个前置机（1个主机或前置机A，1个辅机或前置机B），每个前置机有16个串口，对应16个远方RTU或变电站； 级联功能：级联功能： RCS-9788具有级联功能，最多级联16个，对应256个远方RTU或变电站。 下行切换

31、和上行切换功能：下行切换和上行切换功能： RCS-9788的每组切换开关的切换功能将下行切换和上行切换分开，下行和上行可独立切换，实现“全模式”切换。 自动切换功能：自动切换功能： RCS-9788有2个与2个前置机通信的RS-232串口，每个切换开关（SW1、SW2、SW16）都是智能的切换开关，可以接收2个前置机报文，根据报文内容，自动实现通道下行切换和上行切换功能 手动切换功能：手动切换功能： 手动切换是通过RCS-9788面板上对应的四个拨动开关（BS1、BS2、BS3、BS4），控制切换开关（SW1、SW2、SW16），实现下行切换和上行切换功能。 双电源冗余供电功能：双电源冗余供电功能： RCS-9788采用双电源供电设计，保证装置有两路独立的电源供电，提高装置供电的可靠性。 下行切换的四种方式 AB12MUXB1B0=00MAMBCACBAB12MUXB1B0=11MAMBCACBAB12MUXB1B0=01MAMBCACBAB12MUXB1B0=10MAMBCACBM0M1M2M3 上行切换的四种方式 AB12MUXB3B2=00MAMBCACBAB12MUXB3B2=01MAMBCA