OPEN-3000SCADA设计原理与功能详解

1、SCADA设计原理及功能详解设计原理及功能详解（内部资料）（内部资料）国电南瑞科技股份有限公司电网分公司OPEN-3000培训提纲培训提纲l概述概述l总体数据流总体数据流l数据处理数据处理l计算功能计算功能l统计功能统计功能l越限监视越限监视l网络拓扑（专题讨论）网络拓扑（专题讨论）l计划值管理计划值管理培训提纲培训提纲l多态的应用多态的应用l画面操作画面操作l控制功能控制功能l事件和告警事件和告警l主要进程及运行配置主要进程及运行配置l外部接口（专题讨论）外部接口（专题讨论）l常见问题排查常见问题排查概述概述 实时监控子系统（SCADA）是架构在OPEN-3000统一支撑平台上的最基本应用，

2、接收前置子系统（FES）送来的实时数据，实现完整的、高性能的实时数据监控与处理，是EMS其它应用的数据基础。概述：概述：主要功能主要功能l数据处理l计算与统计考核l控制与调节l事件和告警处理l拓扑分析l事故追忆与反演l人工操作l集控功能l外部接口概述：概述：体系结构实时系统中的体系结构实时系统中的SCADA应用分布应用分布实时系统实时系统实时态（实时态（ctx 1）SCADASCADA_SIMSCADASCADA_RELAY SCADA_RFESSCADA调试态（调试态（ctx 16）（未来态）（未来态）研究态（研究态（ctx 4，8）（事故反演、（事故反演、极值潮流）极值潮流）研究模式概述：

3、概述：体系结构其它子系统中的体系结构其它子系统中的SCADA应用分布应用分布实时态实时态DTS系统系统SCADA培训态（培训态（ctx 2）SCADA实时态实时态WEB系统系统SCADASCADA_RELAYSCADA_RFES总体数据流：总体数据流：内部数据流内部数据流 总体数据流：总体数据流：外部数据流外部数据流 SCADA主机 SCADA备机 前置A机 前置B机 客户机1 客户机n . . . . . . 告警服务 DB_SERVICE 消息总线 消息总线 上行实时数据通道 下行实时数据通道 上行控制数据通道 下行控制数据通道 操作数据通道 变化数据通道 总体数据流：总体数据流：基于动态

4、信息库的数据流（南网）基于动态信息库的数据流（南网）动态信息数据库服务器动态信息库SCADA服务器SCADA实时库历史数据库服务器ORACLE图形显示工作站历史数据处理实时数据处理实时采集人工置数计算实时数据源动态信息库的应用：实时曲线（小时曲线）图形历史反演报表其他统计、考核数据处理：数据处理：概述概述l数据类型遥信遥测遥脉（很少用）l数据来源前置人工置数计算其他应用数据处理：数据处理：概述概述l内部描述：关键字描述：struct KEY_ID_STRUint record_id;/定位到某张表的某个设备int column_id;/定位到某个域，即量测类型数据库按字符串存储，如“02600

5、000120030”实时数据描述： 遥信char value;/遥信值，0/1int status;/状态（质量码），多选菜单显示 遥测float value;/遥测值 int status;/状态 遥脉int value;/脉冲值int status;/状态 数据库用两个域存储：值域、状态域，状态域内部域号值域内部域号1数据处理：数据处理：概述概述l内部描述：遥测：设备表、测点遥测信息表前置遥测定义表（三相量测的特殊处理）遥信：断路器表、刀闸表、接地刀闸表、保护节点表、测点遥信信息表前置遥信定义表（三相遥信的特殊处理）遥脉：遥脉量表前置遥脉定义表数据处理：数据处理：概述概述l逻辑结构通讯厂站

6、1（RTU）厂站通道1通道n通讯厂站n（RTU）遥测遥信厂站。数据处理：数据处理：数据库触发关系数据库触发关系l厂站触发厂站信息表通道表通讯厂站信息表数据处理：数据处理：数据库触发关系数据库触发关系l遥信触发数据处理：数据处理：数据库触发关系数据库触发关系l遥测触发数据处理：数据处理：概述概述l基本处理机制基于报文的触发处理主要报文类型：全数据报文变化数据报文操作数据报文事件报文数据处理：数据处理：遥信（集控重点）遥信（集控重点）l类型一次遥信：断路器、刀闸、接地刀闸、直流设备（南网）二次遥信：硬接点保护、信号量虚拟遥信：计算数据处理：数据处理：遥信基本功能遥信基本功能l基本功能更新实时库变化

7、告警变化数据通知数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l双位遥信数据库描述： 设备表：一条记录；前置遥信定义表：两条记录 stat、vice_yx_status均无“非实测值”状态位基本参数：双位延迟时间正常变位：同时收到主、辅遥信变位报文，遥信值不同异常变位：主遥信变位、辅遥信变位坏数据：主、辅遥信值相同画面多态图元显示数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l三相遥信（集控，220kV设备）数据库描述: 设备表：一条记录；前置遥信定义表：多条记录（3-6) stat、yx_status_2、yx_status_3均无“非实测值”状态位基本参数：三相延迟时间正常变位：同时收到三相遥

8、信变位报文，遥信值相同异常变位：A相变位、B相变位、C相变位三相不一致： 三相遥信值不一致画面多态图元显示数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l事故判断基本参数：事故延迟时间基本功能：断路器分闸事故总动作断路器分闸保护动作断路器分闸特殊功能：与微机保护联动（集控）串补站断路器合闸（集控）信号不全情况：保护信号；开关信号与遥测结合（不推荐）启动PDR数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l重合闸（集控）判断依据：重合闸保护信号动作断路器分闸断路器合闸成功：保持合闸状态失败：未保持l延时告警（集控）保护动作后一定时间内收到复归信号则这两条告警均不上送告警窗，仅保存至历史库告警延迟时间

9、数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l计时告警（集控）保护动作后一定时间内未复归，超时告警计时时间l计次告警（集控）一定时间内保护动作频繁，动作频繁告警计次时间、计次次数 数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l特殊处理全数据判定备通道补送误遥信检修/冷备用状态不带电状态计算参数变化遥控模拟数据处理：数据处理：遥信主要功能遥信主要功能l其他统计变位次数统计事故变位次数超出次数告警告警抑制：单点、间隔、厂站相关参数控制数据处理：数据处理：遥信质量码遥信质量码l遥信质量码非实测值：非实测值：该遥信未从前置采集计算值计算值：该遥信来源于计算工况退出：工况退出：采集中断而导致数据不再刷新

10、遥信变位：遥信变位：该遥信出现遥信变位，尚未确认事故变位：事故变位：该遥信出现事故分闸，尚未确认坏数据：坏数据：针对双位遥信，校验异常三相不一致：三相不一致：三相校验异常告警抑制：告警抑制：该遥信相关的告警仅保存历史库正在遥控正在遥控：该遥信处于遥控状态置数：置数：该遥信的数值为人工置数值封锁：封锁：该遥信的数值为人工置数值且保持住正常：正常：该遥信处于正常状态未初始化未初始化：该遥信未刷新数据处理：数据处理：光字牌（集控）光字牌（集控）l设计原则逐层查询、各层联动l数据库定义与存储保护节点表：是否光字牌、间隔ID光字牌值、光字牌状态l画面显示与操作光字牌图元色彩配置：颜色、闪烁操作：确认、复

11、归、封锁、抑制l与普通遥信的区别数据处理：数据处理：光字牌（集控）光字牌（集控）l分类责任区总光字牌：一般设在主画面上，是该责任区所管辖的所有厂站的光字牌的集合。厂站总光字牌：责任区总光字牌的下一层，是该厂站下所有间隔的光字牌的集合。间隔总光字牌：厂站总光字牌的下一层，是该间隔下所有光字牌的集合。间隔内光字牌：最底层的光字牌，对应某个具体的信号，只要该信号未确认或未复归，该光字牌都会有反映 数据处理：数据处理：光字牌（集控）光字牌（集控）l动作过程正常时所有光字牌应为绿色平光（自定义）。某一间隔的一个光字牌动作后，该光字牌变红色并闪烁（自定义），该间隔总光字牌、该厂站总光字牌及该责任区总光字牌

12、均变红色并闪烁。监控员通过责任区总光字牌闪烁知道有光字牌动作，逐层点击进入到间隔光字牌图后确认。确认后该光字牌停闪；若该间隔内的所有光字牌均已停闪（确认），则间隔总光字牌停闪；若该厂站的所有间隔总光字牌均已停闪，则厂站总光字牌停闪；若该责任区的所有厂站总光字牌均已停闪，则责任区总光字牌停闪。信号复归后，该信号对应的光字牌变为绿色；若该间隔内的所有光字牌均为绿色（复归），则间隔总光字牌变为绿色；若该厂站的所有间隔总光字牌均为绿色，则厂站总光字牌变为绿色；若该责任区的所有厂站总光字牌均为绿色，则责任区总光字牌变为绿色。 数据处理：数据处理：遥测基本功能遥测基本功能l基本功能合理范围校验（遥测定义表

13、，合理值上/下限）更新实时库多种替代处理变化数据通知数据处理：数据处理：遥测主要功能遥测主要功能l对端代处理（T接线除外）自动对端代替代条件：线路一侧遥测状态异常，另一侧正常人工对端代替代方式数据处理：数据处理：遥测主要功能遥测主要功能l旁路代处理替代方式替代结果正常异常数据处理：数据处理：遥测主要功能遥测主要功能l遥测跳变判断条件定义方向：升/降阀值：变化值/变化率时间：变化时间、保持时间告警提示跳变事故跳变（启动PDR）数据处理：数据处理：遥测主要功能遥测主要功能l状态估计值替换显示（南网）替换条件状态估计正常自动判断：根据状态估计结果人工指定替换方法图形显示数据处理：数据处理：遥测质量码

14、遥测质量码l遥测质量码非实测值：非实测值：该遥测未从前置采集计算值计算值：该遥测来源于计算工况退出：工况退出：采集中断而导致数据不再刷新无效：无效：采集有问题越限：越限：该遥测处于越限状态跳变：跳变：该遥测处于跳变状态坏数据：坏数据：旁路代路异常取状态估计：取状态估计：该遥测被状态估计值替代数据处理：数据处理：遥测质量码遥测质量码l遥测质量码 被旁路代：被旁路代：该遥测被旁路遥测替代 被对端代被对端代：该遥测被对端遥测替代 取状态估计：取状态估计：该遥测被状态估计值替代 不变化不变化：该遥测一段时间内数值未有变化 置数置数：该遥测的数值为人工置数值 封锁：封锁：该遥测的数值为人工置数值且保持住

15、 正常：正常：该遥测处于正常状态 未初始化未初始化：该遥测未刷新数据处理：数据处理：多源分类多源分类l站多源以通道为对象，按通道选优、切换l点多源以测点为对象，按测点选优、切换处理范围前置采集计算人工置数数据处理：数据处理：多源站多源（多通道处理）多源站多源（多通道处理）l数据库设置后台一个测点，前置多份定义、发送一份数据通道设优先级l选优策略按通道质量l虚拟站多源转发通道拆分为多个虚拟通道（分发通道），分别与相应的直收通道比较l优势简单可靠、方便、节约资源数据处理：数据处理：多源点多源多源点多源l数据库设置后台多个测点，前置发送多份数据点多源表建立关联，dbi或专用界面l选优策略按来源优先级

16、与数据质量l处理方式报文触发处理l优势及时、高效数据处理：数据处理：多源点多源多源点多源l实现方法自动人工l查询对话框TIP计算功能计算功能l公式计算l特殊计算l电度计算l历史计算l其他计算功能：计算功能：公式计算公式计算l通用功能，不局限于SCADAl公式定义公式定义表多应用周期自定义优先级自定义种类丰富的函数库灵活的高级语法支持l计算结果状态位可疑可疑：参与计算的某个分量在数据库中已删除而导致计算异常分量不正常：分量不正常：参与计算的某个分量状态不正常（如工况退出等）计算功能：计算功能：特殊计算特殊计算l数据库定义特殊计算表l算法固定的计算通用的公式计算的补充l计算类型多值选择档位计算计算

17、功能：计算功能：电度计算电度计算l类型硬电度：脉冲电度，针对遥脉量软电度：积分电度，针对任意遥测或计算量l触发式采样自定义累加周期，一个周期结束后计算结果保存至历史库，适应多种时段需求的统计计算功能：计算功能：历史计算历史计算l基于历史采样数据，根据公式定义进行重计算l启动条件自动计算：周期性，修正计算点的历史数据人工计算：触发式，修改历史数据后提示，确认后计算计算功能：计算功能：其他其他l功率因数计算l电流自动计算l电流负载率计算（集控）l变压器分支开关计算l方式比较l多种列表输出统计功能统计功能l实时统计极值统计（是否保存极值断面可自定义）l历史统计基于采样数据 数值统计：最大、最小、平均

18、、负荷率基于告警数据 次数统计：越限次数、变位次数、操作次数 时间段统计：分闸时间、合闸时间统计功能统计功能l其他统计扩展性强的统计功能，在报表的“通用统计”中定义，query_stat_server处理.配置文件：stat_client.ini主要功能：电度：历史电度、实时电度合格率：历史合格率、实时合格率事故、保护、遥控次数统计峰谷差、峰谷比、负荷率 越限监视越限监视l遥测越限面向测点（任意遥测或计算量）l设备越限（很少用）面向设备：母线、线路、变压器、发电机l稳定断面监视（网省调重点）面向稳定断面，断面可自定义越限监视：越限监视：遥测越限遥测越限l限值定义最多支持四组限值类型：绝对值、百

19、分比动态限值l判断结果多种告警状态普通越限事故越限越限监视：越限监视：稳定断面监视稳定断面监视l稳定断面定义专用界面、独立权限在线修改名称、条件、实际值、限值l判断结果告警提示按条件以多种列表提示l统计分析网络拓扑（专题讨论）网络拓扑（专题讨论）l电气岛分析l旁路代识别l不平衡量计算网络拓扑：网络拓扑：电气岛分析电气岛分析l基本概念逻辑母线：闭合断路器和隔离开关连接的节点（物理母线）电气岛：闭合断路器和隔离开关连接的所有设备活岛（带电岛）：同时连有电源和负荷的电气岛死岛（停电岛）：非活岛接地岛：连有闭合接地刀闸的死岛可疑接地岛：连有闭合接地刀闸的活岛主岛：包含逻辑母线最多的活岛网络拓扑：网络拓

20、扑：电气岛分析电气岛分析l将连接有电源和负荷的电气岛标志为活岛，计算包含的逻辑母线数，按逻辑母线数的大小对电气岛编号l分析结果写入相关设备表中拓扑着色域(qcolor) 0：死岛1：主岛 126：可疑接地岛 127：接地岛2-125：其他活岛，按包含的逻辑母线数目排序 网络拓扑：网络拓扑：旁路代识别旁路代识别l免维护，自动判断l单个厂站是否需旁路代识别可自定义l由接线方式判断出哪些设备可能被代路、哪些断路器可以代路l对实际运行方式判断，识别正常旁路代与异常旁路代l判断结果写入旁路代结果表网络拓扑：网络拓扑：不平衡量计算不平衡量计算l免维护，自动计算l计算范围交流线段、变压器、母线l计算类型有功

21、不平衡、无功不平衡、电压不平衡对于有功及无功，各侧相加对于电压，某一母线和其他全部与其并列的母线电压幅值平均值的差值 l计算结果写入相关设备表计划值管理（网省调重点）计划值管理（网省调重点）l计划值定义l计划值接收l计划值存储l计划值编辑与显示l计划值下发计划值管理：计划值管理：典型流程典型流程 计划值生成 （三区）计划值管理服务进程(plan_manage) 计划值接收进程 (plan_recv)前置通讯进程TASE2进程其他规约进程对端对端物 理 隔 离计划值管理界面(plan_define)ORACLE数据库前置服务器前置服务器SCADASCADA服务器服务器数据库服务器数据库服务器工作

22、站工作站计划值管理：计划值管理：定义与接收定义与接收l定义计划值定义表：名称、类型、点数、限值l接收串口文件网络计划值管理：计划值管理：存储存储l商用库被动采样任意时间日志l实时库当前值、上下限值、差值未来值计划值管理：计划值管理：显示与编辑显示与编辑lplan_define界面l任意时间l权限控制l操作日志计划值管理：计划值管理：计划值下发计划值下发l下发定义前置计划值定义表（104规约）ICCP计划值定义表（TASE2）l下发方式手动自动l下发日志多态的应用多态的应用l全景PDRl极值潮流l调试态多态的应用：多态的应用：全景全景PDRlPDR内容模型：手动保存（CaseView界面)图形：

23、手动保存（CaseView界面)数据断面：自动保存(scada_ctrl)当时的数据和事件：自动保存(msg_save_manage)PDR的最大范围（前1小时、后1小时）多态的应用：多态的应用：全景全景PDRlPDR启动条件自动事故跳闸重要数据越限重要数据跳变人工画面操作，指定时间范围多态的应用：多态的应用：全景全景PDR 当时的电网模型 当时的图形 当时发生的事件 图形显示 （反演进程控制） l事故反演多态的应用：多态的应用：全景全景PDRl事故反演专用界面控制事故一览、调用启动反演环境单步/自动正常方式/缩略方式图形、告警窗观察多态的应用：多态的应用：极值潮流极值潮流 l极值统计：实时统

24、计日极大值、日极小值，是否保存当时断面可选。l断面按帧保存，每帧5秒l专用界面查询任意时间段（最小单位为天）的极值l选中时间点后启动回顾，调出当时的断面，原理与事故反演类似多态的应用：多态的应用：调试态调试态 l主要应用新增厂站、新增间隔l数据库定义SCADA_RES多态的应用：多态的应用：调试态调试态 实时态数据库(运行数据)实时态程序实时态服务器实时态服务器消息总线工作站工作站人机界面(图形、告警窗)调试态数据库(调试数据)调试态程序调试态服务器调试态服务器前置数据库(所有上行+所有下行)前置程序前置服务器前置服务器画面操作画面操作l右键菜单显示按图元类型按设备类型按数据类型按区域动态显示

25、（用于微机保护）lTIP显示可配置l左键双击处理可配置l责任区l权限控制画面操作画面操作l主要操作类型查询类：参数检索、信息模板置数/封锁（带时间参数）告警抑制（带时间参数）确认调用类：告警查询、曲线调用、棒图调用、图形标志牌 设置类：前置参数修改、限值修改、多源定义、替代定义、人工启动PDR、通道控制控制类：遥控、调档l相关配置（scada_popup_menu.ini）与参数控制功能（集控重点）控制功能（集控重点）l遥控遥控关系表定义单人、监护，特殊监护常规、快捷普通、直接检同期、检无压操作界面形式多样单选、多选批量：顺控（序列控制）、群控、程序化控制操作结果判断控制功能（集控重点）控制功

26、能（集控重点）l变压器调档常规方式：遥控，档位遥信关系表特殊方式：特殊的升、降命令，调档定义表操作结果判断控制功能（集控重点）控制功能（集控重点）l控制校验责任区操作的图形是否为可控图（如只能在间隔图上做遥控，可选）节点能否做遥控遥控参数是否定义完整用户权限状态检查：正在遥控、闭锁、工况退、双位错（部分可选）对于实测点，检查遥控值是否与当前值一致（如当前为分，则只能做合，可选）遥控是否与操作票的顺序一致（对于有操作票的情况）遥控关系表定义的遥控闭锁条件是否带负荷切开关（可选）遥控界面检查录入是否正确监护是否通过（可选）拓扑五防校验（对于有拓扑五防的情况）控制功能（集控重点）控制功能（集控重点）l操作记录告警表（SCADA、前置）前置日志文件前置报文保存事件和告警事件和告警l事件类l越限类l操作类l其他事件和告警事件和告警l事件类SOE：动作、复归遥信变位：合闸、分闸、二次遥信告警：动作、复归、事故：事故分闸、事故跳变、事故越限l越限类遥测越限：正常、越上限、越下限、稳定监控告警：正常、越限、事件和告警事件和告警l操作类遥