调度电力系统调度课件rtu

1、3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字量输入输出通道1. 开关量构成（1）断路器的合闸或跳闸信号（2）重要的隔离开关状态（3）保护及自动装置状态（切机、切负荷）2. 特点 二进制码元表示：0/13. 重要性3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字量输入输出通道5. 回路特点（1）信号取自辅助触点。（2）回路电压较高（24、48V）（3）辅助触点位于高压配电装置现场，连接导线很长，干扰很强。（4）回路有RC滤波环节，并有隔离措施。4. 开入开出开入：开关量输入通道开出：开关量输出通道（遥控信号输出）与模入模出通道：没有A/D，D/A转换环节。3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字

2、量输入输出通道QF为辅助触点。断路器闭合时，QF为0，继电器K释放，RTU输出为1。断路器打开时，QF为1，继电器K动作，RTU输出为0。光隔离与继电器隔离的差别。6. 典型回路3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字量输入输出通道（1）组成V1为反极性保护二极管R1，R2起保护作用的电阻V2为门槛开关二极管光耦合集成电路消颤网络7. 通用开关输入回路3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字量输入输出通道（2）动作过程 开关闭合S1断，V1，V2不导通光耦器件不导通集电极A点为高电平取反，B电为低电平经过消颤网络之后，D点输出高电平7. 通用开关输入回路3.1 开关量输入输出通道第三节

3、 开关量数字量输入输出通道（2）动作过程 开关跳闸S1闭合，V1，V2导通光耦器件导通集电极A点为低电平取反，B电为高电平经过消颤网络后，D点输出低电平7. 通用开关输入回路3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字量输入输出通道（3）消颤原理断路器开断时，由于电弧效应，会有一端时间会出现电流的抖动，辅助触点在0/1之间颤动。若电路过于灵敏，则会造成频繁发出变位信号。施密特触发器工作特性：电位上升时，UUT， 01；电位下降时，U0；加入消颤环节后，波形如图7. 通用开关输入回路3.1 开关量输入输出通道第三节 开关量数字量输入输出通道S1S4，4台断路器的辅助开关触点。PB7PB4，开关量

4、输入接口。PB0PB3，开关量输出接口。K1K4，断路器控制开关。8. 成组开入开出电路9. RTU采集方式定时扫查：一般5ms对所有开关扫查一次。采集的信号一次放入内存的遥信数据区。将本次扫查的信号与上一次进行判断，若发现开关状态改变，则进入中断服务程序，向上报告。3.2 数字量输入 对于直接按数字量输出的数字表计，如：数字水位计，数字频率计等，只需进行电平匹配和隔离即可直接输入数据总线，而不必进行A/D转换了。作业1：结合已数字电路知识和前面学习过的知识，设计一个数字量输入的原理电路，并说明其工作原理。原理电路图的详细程度参考图3-21。3.3 脉冲量输入作用：用于电能表数据的输入。方法：

5、一般以脉冲数进行累计，累计值与电量值成正比。注意：（1）隔离和抗干扰。 （2）脉冲宽度检查。脉冲检查的原理如图。高电平次数大于2，脉冲宽度正常，属于正常数据。高电平次数仅为1，脉冲宽度过窄，属于干扰脉冲。（3）同时性 调度端在电网“关口”电量时，必须将同一时刻的电量值总加。具体方法为：采用两套脉冲计数计。未采样时，主、副同时计数，数值一样。调度端发送广播信号：电量冻结。副表停止更新，主表继续。副表读数上送。取消冻结指令，副表与主表同步，重新计数。4.1 单极性数据和双极性数据处理第四节 数据处理1. 概述（1）单极性数据：始终0，05/10V，电流、电压变送器。（2）双极性数据：-5+5V，很

6、多功率变送器。2. A/D转换的极性处理 （1）12位A/D转换：单极性：则12位均为测量值双极性：则一般第一位为符号位，为0，表示正值，为1表示负值。（2）单、双极性输入电路：单极性输入电路： 无虚线部分，满量程测量时：输入电流为ix=UF/RF=IF，A/D输出全正，满码。双极性输入电路： 含虚线部分，增加了一个基准电压而在引入比较器的电流中增加了一个偏置电流，ioffUREF/Roff。ui=(1/2)UFui=0ui=(-1/2)UF4.2 数据合理性检查第四节 数据处理目的： （1）剔除明显不合理的数据。（2）提高状态估计的精度。4.3 数字滤波目的：进一步提高抗干扰的能力，减少误差

7、。形式：本身是一种计算机程序，也被称为数据平滑。分类：非递归滤波和递归滤波。第四节 数据处理4.3 数字滤波（1）非递归数字滤波 如果数字滤波的输出结果仅与当前的和过去的输入值有关，而和过去的输出值无关，就称为非递归数字滤波。以书上的例子：设有模拟信号x(f)=u(t)+z(t) u(t)=Usin2f1t 有用信号，f1=2Hz z(t)=Usin2f2t 干扰信号，f2=100Hz采样频率：fs500Hz，采样间隔TS=1/500=2ms，得到样本： x(0), x(1), x(2), x(n-1), x(n)滤波算法：通用表达式：其中：i为加权因子，N为滤波因子长度。滤波原理：干扰一般是

8、高频周期信号，通过N个采样值的算术平均，将扰动信号消除。一般，N*TS应该是扰动信号周期的倍数。图1：未滤波输出波形。(红)有用信号波形。(蓝)图2:有用信号波形。（蓝）滤波输出波形。（红）（2）递归数字滤波 如果数字滤波的输出结果不仅与当前的和过去的输入值有关，而且过去的输出值有关，就称为递归数字滤波。常用的一阶表达式：通用表达式：图1：未滤波输出波形。(红)有用信号波形。(蓝)图2:有用信号波形。（蓝）滤波输出波形。（红）第四节 数据处理4.3 数字滤波作业2：根据书上的实例，利用C/C+或Fortran编写程序实现非递归和递归数字滤波，并以图表形式列出01秒的滤波结果，并与原始值进行比较

9、。参数：（1）非递归，N5，U=15V（2）递归， =0.5第四节 数据处理4.4 标度变换“A/D输出的数字量”与“实际物理量”之间的关系变换。4.5 BCD码转换BCD码：用二进制表示的十进制码，又称二十进制代码。方法：09，十进制数的每一位，都用4位二进制数来编码表示，也成8421码。用处：主要用于数据处理，特别是显示数据，比普通16进制数据更为简单，处理速度更快。第四节 数据处理4.6 越限判别及越限呆滞区1. 越限判别遥测量的越限报警是RTU极为重要的功能之一。在调度自动化系统中，各种运行参数都处于实时监控之下，若有越限应马上告警，提示调度人员处理。（1）限制值：放在RTU遥测量常数

10、区，通常是双字节。（2）限值比较：按字节高低顺序进行比较。（3）记录：发现有越限则需记录越限对象，越限时间，遥测值的大小等信息。而在越限值复位后，也应记录复位时间和数值。（4）数据上送：越限发生即启动中断服务，上送数据。第四节 数据处理4.6 越限判别及越限呆滞区2. 越限呆滞区如果运行参数在限值附近波动，就会不断出现越限和复位，频繁告警。为此，设置“越限呆滞区”，减少告警次数。参考图3-31。（1）上限： 越上限，UUa 复限，UUb（2）下限： 越下限，UUd第四节 数据处理4.7 事故追忆为分析事故，对于一些影响较大的动作和事件后，需要将事件前一端事件的有关遥测量记录下来，这称为事故追忆

11、。核心技术：堆栈概念： 特点：先入先出的内存队列。 堆栈容量计算：事故前2个遥测量事故后3个遥测量记录遥测量数目N总数：2N(2+3)第四节 数据处理4.7 事故追忆为分析事故，对于一些影响较大的动作和事件后，需要将事件前一端事件的有关遥测量记录下来，这称为事故追忆。 记录的基本原理：数据同时存入遥测数据区和堆栈。堆栈数据前移，最早入栈的数据清除。事故发生，再记录3次，并入栈。整个堆栈数据拷贝入另一缓冲区图B说明，F点故障。FF，故障时存的是将被顶出数据，最后记录的是故障后入栈数据。FF，故障前入栈数据。第四节 数据处理4.8 遥测量越阈值传送目的：减少数据传输量。方法：对于电网中大量随事件变

12、动不大的遥测量，若变化的大小未越过某一给定的范围，则该遥测量不向调度端传送。注意：（1）需要根据各遥测量的变化规律来设计阈值范围。（2）对于越过限值的遥测量，应不受阈值的约束，及时上送数据。第五节 故障检测及故障诊断故障检测：判明设备是否工作正常，而且有些故障诊断则还可起到故障定位的作用，如定位到芯片级，板级。分类：分为静态自检和动态自检。（1）静态自检：刚上电时的全面自检，此时设备还未正常运行，自检项目全面充分，耗时较长。（2）动态自检：运行过程中进行的定时自检，仅对核心模块进行检验，检验时间不能太长。而且，最为重要的是自检程序必须具备中断功能，一旦自检过程中出现必须响应的时间，应能够中止自

13、检程序，进入中断响应服务中。远动终端（RTU）的功能遥测、遥信、遥控和遥调是远动系统的四项基本功能，在我国常简称为“四遥” 遥测、遥信常简称为“二遥”遥测、遥信、遥控常简称为“三遥” 远动终端（RTU）的功能遥测。包括：线路和变压器的有功功率、无功功率、（电流）、有功电能量、无功电能量，发电机和负荷的有功功率、无功功率、（电流）、有功电能量、无功电能量，电压控制点的母线电压，变压器分接头位置，每一可能解列部分的频率，功角，水库水位，温度等远动终端的功能（续）遥信。遥信信息一般包括：断路器和隔离开关的合闸、分闸状态，继电器和自动装置动作、恢复状态，发电机组开机、停机状态等 遥控，包括：断路器及隔

14、离开关的合闸、分闸操作，机组启动、停止操作，并联电容器投入、切除等远动系统的功能（续）遥调，又称远程整定（Teleadjusting），是指对具有不少于两个设定值的运行设备进行远程操作遥调信息包括：发电厂或机组有功和无功出力的给定值，变压器分接头位置等 远动终端的功能（续）事故追忆：记录事故发生前后一段时间内遥测参数变化事件顺序记录（SOE、SER）：按顺序记录断路器跳合闸时间。波形记录：记录事故发生前后一段时间内故障波形的波形对时信号（GPS）厂站端的某些限值数据和可变参数设置调度控制中心要求执行的任务的结果 远动终端的功能（续）上行信息：由厂站端送到主站的信息。上行信息可以直接由厂站端的远动装置送到调度端的远动接收装置；也可以先送到另一个厂站（称为集控厂或集控站）内的远动装置进行汇总后转送到调度端的远动接收装置；还可以先送到下级调度端的远动装置进行汇总后转送到上级调度端的远动接收装置上行信道：传送上行信息的远动信道 远动系统的功能（续）下行信息：它们可以直接由调度控制中心的远动发送装置送到发电厂或变电所的远动接收装置；也可以先送到集控厂或集控站内的远动装置后转送到发电厂或变电所的远动接收装置；还可以先送到下级调度控制中心的远