电网调度自动化课件

第四章电网调度自动化第四章电网调度自动化1前言：1、电网调度的任务

控制整个电力系统的运行方式。（1）使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求；（2）在缺电状态下做好负荷管理；（3）在事故状态下迅速消除故障的影响，及时恢复供电。2、电力系统调度自动化的任务综合利用电子计算机、远动和远程通信技术，实现电力系统调度管理自动化，有效的帮助电力系统调度员完成调度任务。前言：1、电网调度的任务23、电力系统调度自动化的特点：

“统一调度，分层管理”3、电力系统调度自动化的特点：

“3统一调度，其内容一般是指：１、由电网调度机构统一组织全网调度计划（或称电网运行方式）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；统一平衡和安排全网主要发电、供电设备的检修进度；统一安排全网的主结线方式；统一布置和落实全网安全稳定措施等。统一调度，其内容一般是指：１、由电网调度机构统一组织全网调4２、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；４、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；５、统一协调水电厂水库的合理运用；６、按照规章制度统一协调有关电网运行的各种关系。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。２、统一指挥全网的运行操作和事故处理；在形式上，5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。统一调度、分级管理的目的是为了有效地保证电网的安全、优质、经济运行，最终目的是为了维护社会的公共利益。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6电网调度自动化基本结构发电厂变电站信息采集和命令执行子系统信息传输子系统信息收集、处理、控制子系统人机联系子系统厂站端（RTU）信息传输通道调度中心电网调度自动化基本结构发电厂变电站信息采集和命令执行子系统信7第4章电网调度自动化课件8信息采集和命令执行子系统

（远动终端RTU）1、作用采集各发电厂、变电所中各种表征电力系统运行状态的实时信息，并根据运行需要将有关信息通过信息传输通道传送到调度中心，同时也接受调度端发来的控制命令，并执行相应的操作。信息采集和命令执行子系统

92、功能可以实现“四遥”功能：

遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT).遥测:采集并传送电力系统运行模拟量的实时信息；遥信:采集并传送电力系统中开关量的实时信息；遥控:指接收调度中心主站发送的命令信息，执行对断路器的分合闸、发电机的开停、并联电容器的投切等操作；遥调:指接收并执行调度中心主站计算机发送的遥调命令，如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。2、功能10信息传输子系统作用：信息传输子系统是调度中心和厂站端(RTU)信息沟通的桥梁。将远动终端的各种实时信息上传给主站，把主站发出的各种调度命令下达到各有关厂站，即完成主站与远动终端之间信息与命令可靠、准确地传输。

信息传输子系统作用：11信息收集处理与控制子系统

信息收集处理与控制子系统，是整个电力调度自动化系统的核心。信息处理的内容（1）发现并纠正错误数据和信息（2）提高数据精度（3）补齐缺少的数据信息收集与控制子系统的组成

（1）前置机（2）后台处理机信息收集处理与控制子系统信息收集处理与控制子系统，是整12人机联系子系统2、人机联系系统的功能：（1）输出功能（2）输入功能3、人机联系系统的硬件组成（1）输出设备：模拟屏、图形显示器、声光报警装置等（2）输入设备：键盘、鼠标等1、人机联系系统的必要性：人机联系子系统2、人机联系系统的功能：1、人机联系系统的必要13第一节电力系统运行状态和相应的调度控制

由于电力负荷始终是变动的，而且系统故障具有不可预见性，为了有效地控制电力系统，需要将电力系统的运行状态进行分类，以便在不同运行状态时对电力系统实行控制。

电力系统的运行状态可以用一组包含电力系统状态变量(如各节点的电压幅值和相位角)、运行参数(如各节点的注入有功功率)和结构参数(网络连接和元件参数)的微分方程组描述。

第一节电力系统运行状态和相应的调度控制由于电力负荷始14一、电力系统的正常运行状态和非正常运行状态

电力系统的运行状态可分为正常状态和非正常状态。电力系统正常运行时，运行参数在允许的上、下限值之内。如果有一个或几个运行参数在允许的上、下限之外时，电力系统就处于不正常状态了。

如果左式成立，则电力系统运行正常，否则就不正常。

左式也称为电力系统运行的不等式约束条件。

正常状态用数学式描述：

一、电力系统的正常运行状态和非正常运行状态电力系统的15正常状态预警状态紧急控制状态崩溃状态恢复状态电力系统运行状态由两种约束条件可将系统的运行分为以下五种状态：正常状态电力系统运行状态由两种约束条件可将系统16在负荷变化时，系统频率和电压值在规定的范围之内，并向系统用户供应合格的电能。正常运行状态：（电力系统是安全的。

）特点：满足所有等式和不等式约束条件。电力系统有一定的安全水平，在正常干扰下，能从一个正常状态连续变化到另一个正常状态。调度措施：采取经济运行。发电机有一定的旋转备用容量；输变电设备也有一定的富余容量；在负荷变化时，系统频率和电压值在规定的范围之内，并向17预警状态：

当电力系统中的某些电力设备的备用容量减少到使电力系统的安全水平不能承受正常干扰的程度时，电力系统进入预警状态。调度措施：应采取预防控制使系统恢复到正常状态。特点：满足所有等式和不等式约束条件。但是备用储备减少，某些干扰可能导致不等式约束破坏(如设备过载)，使系统安全受到威胁。电力系统是不安全的。预警状态：当电力系统中的某些电力设备的备用容量减少到18紧急状态:一个处于正常或警戒状态的电力系统，如果受到严重干扰，比如短路或大容量电机组的非正常退出工作，系统可能进入紧急状态。特点：某些不等式约束条件遭到破坏，等式约束条件仍能满足。此时，系统是危险的。调度措施：采取紧急控制措施，应尽快消除故障的影响，争取使系统恢复到警戒或正常状态。紧急状态:一个处于正常或警戒状态的电力系统，如果受到19（1）频率下降。在紧急状态下，发电机和负荷间的功率严重不平衡，会引起电力系统频率突然大幅度下降，如不采取措施，使频率迅速恢复，将使整个电厂解列，其恶性循环将会产生频率崩溃，导致全电力系统瓦解。电力系统紧急状态事故有哪几个方面？（2）电压下降。在紧急状态下，无功电源可能被突然切除，引起电压大幅度下降，甚至发生电压崩溃现象。这时，电力系统中大量电动机停止转动，大量发电机甩掉负荷，导致电力系统解列，甚至使电力系统的一部分或全部瓦解。（1）频率下降。电力系统紧急状态事故有哪几个方面？（220（4）出现稳定问题。在紧急状态下，如不及时采取相应的控制措施或措施不够有效，则电力系统将失去稳定。所谓电力系统稳定，就是要求保持电力系统中所有同步发电机并列同步运行。电力系统失去稳定就是各发电机不再以同一频率，保持固定功角运行，电压和功率大幅度来回摇动。电力系统稳定的破坏会对电力系统安全运行产生最严重后果，将可能导致全系统崩溃，造成大面积停电事故。

（3）线路和变压器过负荷。在紧急状态下，线路过负荷，如不采取相应技术措施，会连锁反应，出现新的故障，导致电力系统运行进一步恶化。（4）出现稳定问题。（3）线路和变压器过负荷。21崩溃状态：在紧急状态下，如不能及时消除故障，电力系统可能失去稳定。为了不使事故扩大并保证对重要用户的供电，自动解列装置动作，将一个并联运行的电力系统解列成几部分。特点：解列后的各子系统中等式与不等式约束条件均不成立。崩溃状态：在紧急状态下，如不能及时消除故障，电力系统可22通过自动装置或调度人员的控制，在崩溃系统大体稳定下来以后，可使系统进入恢复状态。将已解列的系统重新并列。根据实际情况可恢复到预警状态或正常状态。恢复状态：通过自动装置或调度人员的控制，在崩溃系统大体稳定下恢复23二、电力系统运行状态及其相应的调度控制

电力系统运行状态及转换框图二、电力系统运行状态及其相应的调度控制电力系统运行状态及转24

1.正常运行状态

正常运行状态时，系统满足所有的约束条件，即有功功率和无功功率都保持平衡，给所有负荷正常供电。

电压、频率均在正常的范围内，各种电力设备都在规定的限额内运行，同时还有足够的备用裕度。能够承担各种预计的扰动(如一条输电线路或一台发电机断开等)，而不产生任危险何有害的后果(如设备过载等)。

1.正常运行状态252.警戒状态

电力系统受到严重的扰动或者一系列小扰动(如负荷持续升高等)逐步积累，使电力系统总的备用裕度减少、安全水平降低后，就可能进入警戒状态。

在警戒状态下，各种约束条件也能满足，但随时都有可能由于一个偶然故障或渐进性的负荷增加，使某些不等式约束条件被破坏，而校正越限时会导致丢失负荷。

因而处于警戒状态的电力系统是欠安全的，应及时采取预防性控制措施，使电力系统恢复到正常状态。

2.警戒状态263.紧急状态

一个处于正常状态或警戒状态的电力系统，如果受到严重干扰，例如短路和大容量机组被切除，使运行极限被破坏，系统就进入了紧急状态。

这时系统频率、电压和某些线路潮流都可能严重越限，但系统中的发电机组仍然可继续同步运行。紧急状态下的电力系统是危险的，如不及时采取有效的控制，系统可能失去稳定，导致大量发电机组跳闸或甩掉大量负荷，使等式约束条件也遭破坏。

这时电网调度控制应尽快采取紧急控制措施，争取使电力系统恢复到警戒状态或正常状态。3.紧急状态274.崩溃状态

在紧急状态下，如果不能及时消除故障和采取适当的控制措施，或者措施不得力，电力系统可能失去稳定。在这种情况下为了不使事故进一步扩大并保证对部分重要负荷供电，自动解列装置可能动作，调度人员也可以进行调度控制，将一个并联运行的电力系统解列成几部分。

这时电力系统进入了崩溃状态。系统崩溃时，在一般情况下，解列成的各个子系统中等式约束条件和不等式约束条件均不能成立。一些子系统由于电源功率不足，不得不切除大量负荷;而另一些子系统可能由于电源功率大大超过负荷而不得不让部分发电机组解列。

4.崩溃状态285.恢复状态

通过自动装置和调度人员的调度控制，在崩溃系统大体上稳定下来以后，可使系统进入恢复状态。这时调度控制应重新并列己解列的机组，增加并联运行机组的出力，恢复对用户供电，将己解列的系统重新并列。

根据实际情况将系统恢复到警戒状态或正常状态。

5.恢复状态29①三道防线电力系统安全防御系统的三道防线。第一道防线是指正常运行方式下的电力系统受到单一故障扰动后，由继电保护装置正确动作，迅速切除故障，保持电力系统稳定运行和电网的正常供电。

第二道防线是指正常运行方式下的电力系统受到较严重的故障扰动后，继电保护装置正确动作后，由切除发电机和切除负荷等稳定控制措施构成第二道防线，保持电力系统稳定运行。3、关于电网安全的一些术语①三道防线3、关于电网安全的一些术语30第三道防线是指电力系统的稳定破坏后，由防止事故扩大的稳定控制措施构成第三道防线，采取解列电网等措施防止系统全部崩溃，保证部分重要用户供电，避免长时间、大面积停电。

第三道防线是指电力系统的稳定破坏后，由防止事故扩大的稳定控制31②黑启动是指某个电网因故障全部停运后，通过启动系统中具有自启动能力的机组或外来电源来带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的供电范围，最终实现整个系统的恢复。黑启动方案就是针对这种情况预先编制的实施方案。②黑启动32③电磁环网亦称高低压电磁环网，是指两组不同电压等级的线路通过两端变压器磁回路的联接而并联运行。高低压电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移很有可能造成事故扩大、系统稳定破坏。③电磁环网33三、电网调度的任务

保证供电优良的质量保证系统运行经济性保证供电安全保证强有力的事故处理措施电力系统调度的基本任务：控制电力系统运行方式，使之在正常和事故轻况下，安全经济高质量的供电。三、电网调度的任务保证供电优良的质量电力系统调度的基本任务34电网调度是电力系统生产运行的一个重要指挥部门，负责领导电力系统内发电、输电、变电和配电设备的运行，负责系统内重要的操作和事故处理。可以说，电力系统能够安全经济运行，能够连续地向广大用户供应符合质量标准的电能，是与各级电力系统调度所作的工作密不可分的。电网调度是电力系统生产运行的一个重要指挥部35

电网调度自动化系统的任务是综合利用电子计算机、远动和远程通信技术，实现电力系统调度管理自动化，有效地帮助电力系统调度员完成调度任务。

电网调度的任务可概括为:监视、控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求。在缺电状态下做好负荷管理。在事故状态下迅速消除故障的影响和恢复正常供电。电网调度自动化系统的任务是综合利用电子计算机、远电36电网调度的几项基本工作如下:

1.预测负荷要求预测月、日最大、最小负荷，并要考虑节日、天气等各种因素对负荷的影响。另外，调度要考虑到季节的变化、人民生活和生产活动的规律，来做好负荷预测。准确的负荷预测以及据此作出的发电计划，是保证系统频率合格的关键。负荷预测一般可分为超短期、短期、中期和长期负荷预测。调度自动化主要进行的是超短期和短期负荷预测。电网调度的几项基本工作如下:1.预测负荷37(1）超短期负荷预测是指未来1h以内的负荷预测:用于质量控制时需5—10s的负荷值，用于安全监视需1—5min的负荷值，用于紧急状态处理需10—60min的负荷值，使用对象是调度员。(2)短期负荷预测通常是指24h的日负荷预测和168h的周负荷预测:主要用于火电分配、水火电协调、机组经济组合。使用对象是编制计划的工程师。(1）超短期负荷预测是指未来1h以内的负荷预测:(2)短期负38(3)中期负荷预测是指未来一年之内的用电负荷预测:主要用于水库调度、机组检修计划和燃料计划。使用对象是编制中长期运行计划的工程师。

(4)长期负荷预测是指未来数年至数十年的用电负荷预测:主要用于电源发展规划和网络发展规划。使用对象是规划工程师。

(3)中期负荷预测是指未来一年之内的用电负荷预测:(4)长期39

根据预测负荷，编制发电计划，并确定机组的抢修和备用方式。

发电计划要考虑经济运行。特别是日计划(即次日的计划)，一般是当日12h以前做好，下午将计划发出。发电计划包括次日从零点开始一直到24h的安排曲线，规定了哪些机组带基本负荷、哪些用来调峰、哪些用来备用。

另外还要计算经济调度方式，水电应发多少，火电应发多少等。

2.编制发电计划

根据预测负荷，编制发电计划，并确定机组的抢40电力系统中送电线路，凡涉及两个以上单位的，都必须由调度指挥进行倒闸操作。母线上倒闸操作涉及发电和送电，变压器中性点接地隔离开关多合一个少合一个与系统零序保护有关，这些必须由调度统一考虑和决定。3.倒闸操作

电网内发生严重事故可能危及人们生命财产安全，造成国民经济的重大损失。因此必须正确的迅速处理事故，尽快恢复正常供电。4.事故处理

电力系统中送电线路，凡涉及两个以上单位的，都必须由341应不断调整各发电厂有功和无功，以实现电网经济运行。在洪水季节水电站应当满发，用火电调峰。其次，在一天的负荷变化中调整开停机组，在已开的机组中，按照等微增率来安排机组出力。5.经济调度

应不断调整各发电厂有功和无功，以实现电网经济运42(一)分层调度控制与集中调度控制

四、电力系统的分层调度控制

从理论上讲，可以对电力系统实行集中调度控制，也可以实行分层调度控制。所谓集中调度控制就是把电力系统内所有发电厂和变电站的信息都集中在一个调度控制中心，由一个调度控制中心对整个电力系统进行调度控制。

但是把数量很大的信息集中在一个调度中心，使得调度中心的规模巨大，计算机系统复杂。另一方面，调度值班人员不可能全部顾及和处理。此外，从数据传输的可靠性看，传输距离越远，受干扰的机会就越大，数据出现错误的机会也就越大。(一)分层调度控制与集中调度控制四、电力系统的分层调度43鉴于集中调度控制的缺点，目前世界各国的大型电力系统都是采用分层调度控制的。

国际电工委员会标准提出的典型分层结构就将电力系统调度中心分为主调度中心、区域调度中心和地区调度中心。这些相当于中国的大区电网调度中心(简称网调)、省调度中心(简称省调)和地区调度所(简称地调)。

分层调度控制将全电力系统的监视控制任务分配给属于不同层次的调度中心。下一层调度除完成本层次的调度控制任务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传递所需信息。鉴于集中调度控制的缺点，目前世界各国的大型电力系统44

(二)我国电网的分层调度我国目前的电力体制己实现厂网分开，成立了国家电网公司和南方电网公司。国家电网公司管辖五个大电网以及一些省网，并且在大网之间通过联络线进行能量交换。南方电网公司目前管辖着广东、广西、云南、贵州等省网。(二)我国电网的分层调度我国目前的电45华北电网有限公司：

天津市电力公司、河北省电力公司、山西省电力公司、北京市电力公司、山东电力集团公司、内蒙古电力公司华中电网公司：湖北省电力公司、湖南省电力公司、江西省电力公司、河南省电力公司、四川省电力公司、重庆市电力公司

华东电网公司：上海市电力公司、江苏省电力公司、浙江省电力公司、安徽省电力公司、福建省电力有限公司

西北电网公司：陕西省电力公司、甘肃省电力公司、宁夏电力公司、青海省电力公司、新疆电力公司、西藏电力有限公司东北电网公司：辽宁电力公司、吉林电力公司、黑龙江电力公司、蒙东电力有限公司国家电网公司管辖五个大电网以及一些省网华北电网有限公司：国家电网公司管辖五个大电网以及一些省网46我国现行电网运行、管理体制实行五级分层调度管理，以国家电网公司系统而论，五级调度分别是:国家电网调度、大区级电网调度、省级电网调度、地(市)级电网调度、县级电网调度。各级调度中心是各级电网控制中心，信息分层采集，逐级传送，命令也按层次逐级下达，各级调度都规定了相应的职责。我国电网调度的基本原则是统一调度、分级管理、分层控制。我国现行电网运行、管理体制实行五级分层调度管理，以国家电网公47

在实行厂、网分开，竞价上网和市场化取向的电力体制下，发电厂与电网公司实现了产权分离。

发电企业不再由电网公司管理，而分属于新成立的大唐、华能、华电、中国电力投资集团等发电公司管理。

但发电厂仍必须遵守统一调度的原则，所有并网电厂必须与相应的电网调度中心签订并网调度协议，以确保整个电网的安全、优质、经济运行。在实行厂、网分开，竞价上网和市场化取向的电力体制下48

现代电力系统的运行控制，与其他各种工业生产系统相比，更为集中统一，也更为复杂。

各种发电、变电、输电、配电和用电设备，在同一瞬间，按着同一节奏，遵循着统一的规律，有条不紊地运行着。各个环节环环相接，严密和谐，不能有半点差错。一旦发生事故，就会在一瞬间影响到非常广大的地区，危害十分严重，必须及时地发现和排除。

所有这一切，都决定了现代电力系统必须要有一个强有力的、拥有各种现代化手段、能够保证电力系统安全经济运行的调度中心。

第二节电网调度自动化系统的功能现代电力系统的运行控制，与其他各种工业生产系第二节49电力系统监视和控制电力系统状态估计电力系统安全分析和安全控制电力系统稳定控制电力系统潮流优化电力系统实时负荷预测电力系统频率和有功功率自动控制电力系统电压和无功功率自动控制电力系统经济调度控制

电网调度自动化系统是一个总称，由于各个电网的具体情况不同，可以采用不同规格、不同档次、不同功能的电网调度自动化系统。电网调度自动化系统主要有以下功能:

调度员仿真培训功能

电力系统监视和控制电网调度自动化系统是一个总称，由于50随着电力系统规模的不断扩大，电网结构更加复杂，系统的安全性尤为重要。为了保证电力系统能够安全运行，调度自动化系统不能仅限于对系统正常运行状态下的安全监控，还应该对系统在实时状态下以及预测其未来状态下的安全水平进行分析和判断，并及时而正确地作出控制决策，这就是电网调度的安全分析工作。安全分析是在实现状态估计和网络拓扑分析的基础上进行在线潮流计算得出的。

其中监视控制与数据采集系统(SCADA)是调度自动化系统最基本的功能，它主要对电网的运行状态进行数据采集、监视和控制。依靠SCADA系统，调度员可以掌握电力系统当前的运行工况，实现遥控操作，完成调度的日常工作。随着电力系统规模的不断扩大，电网结构更加复杂，系统51在SCADA系统之上发展起来的高级应用软件(PAS)还有电力系统电压和无功功率自动控制、自动发电控制、电力系统经济调度控制、调度员仿真培训(DTS)等。

调度自动化系统也从SCADA系统升级为能量管理系统(EMS)。这样的新一代电网调度自动化系统被称为SCADA/EMS系统(也可只简称为EMS——能量管理系统)。在SCADA系统之上发展起来的高级应用软件(PAS)还52SCADA系统主要包括以下一些功能:①数据采集(遥测、遥信);②数据预处理;③信息显示(监视器或动态模拟屏)和越限报警;④远方控制(遥控、遥调);⑤信息的存储及报表;⑥事件顺序记录SOE;⑦数据计算;⑧事故追忆DDR亦称扰动后追忆PDR。

一、监视控制与数据采集系统(ADA)

SCADA系统主要包括以下一些功能:一、监视控制与数据采集系53数据采集的主要任务是和各RTU交换信息。它是调度端远动和计算机内处理远动信息的软件功能集合。它包括:调度端远动通信装置和厂、站端RTU交换信息功能;调度端远动处理厂、站RTU或主机送来的信息;调度端远动和主机交换信息等功能。SCADA系统进行数据采集的过程为:

厂、站内部RTU或综合远动装置扫描并快速更新厂、站RTU内部数据;调度主站周期查询厂、站RTU;厂、站RTU向调度主站计算机传送所要求的数据;调度主站计算机进行数据校验、检错、纠错;将数据转换成标准形式并送入主机数据库。

1.数据采集数据采集的主要任务是和各RTU交换信息。它是调度端远154在电力系统信息的收集和传输过程中，由于测量装置和传输设备的误差以及传输过程中的各种外界干扰，使得通过信息传输系统传送过来的数据具有不同程度的误差和不可靠性。如果直接利用这些原始数据进行电力系统监视和控制，就有可能做出错误的判断和决策。因此，由信息传输系统直接送来的信息被存入数据库以前，必须对这些数据进行合理性检查和可信性校验及处理等。数据的预处理有些可在厂、站端RTU进行，大量的数据预处理工作都在主控端由状态估计等软件模块进行。2.数据预处理在电力系统信息的收集和传输过程中，由于测量装置和传输设备的误55调度端将系统运行的动态参数和设备状态进行显示，供调度员监视系统的运行状态。当运行参数越限或设备状态发生非预定变化时及时向调度员告警。对电力系统监视的内容如下：(1)电能质量监视:监视系统的运行频率、各选定点的电压值，观察系统是否运行在给定频率和电压范围内。(2)安全限制监视:监视系统的频率和各选定点的功率、电压、电流、水位等是否在允许范围内。3.信息显示和报警

调度端将系统运行的动态参数和设备状态进行显示，供调度员监视系56（3)开关状态监视:监视开关、刀闸当前的开合状态，检查是否有非计划动作。(4)停电监视:线路和母线的停电状况监视。(5)计划执行情况监视:监视地区用电、电厂出力、区域交换功率等是否超计划值。（6）设备监视：监视各电厂机炉的启、停、备用、检修和变压器的运行和检修。（7）保护和自动装置监视：监视系统主要设备的动作情况和自动装置的动作。

（3)开关状态监视:监视开关、刀闸当前的开合状态，检查是否有57第4章电网调度自动化课件584.调度员遥控遥调操作5.信息存储和报表6.事件顺序记录和事故追忆4.调度员遥控遥调操作5.信息存储和报表6.事件顺序记录和事59

网络拓扑分析的基本功能是根据断路器的开合状态(遥信信息)和电网一次接线图来确定网络的拓扑关系，即节点一支路的连通关系，为其他的电力系统分析、应用做好准备。二、网络拓扑分析

在网络拓扑分析之前需要进行网络建模。网络建模是将电力网络的物理特性用数学模型来描述，以便用计算机进行分析。电网的数学模型包括发电机组、变压器、导线、电容器、负荷、断路器等。网络建模用于建立和修改网络数据库，为其他应用如状态估计、潮流计算等定义电网的网络结构。网络拓扑分析的基本功能是根据断路器的开合状态(遥信信息60网络拓扑分析根据断路器状态和电网元件关系，将网络物理模型转化为计算用数学模型，运用堆栈原理，搜索网络图的树枝，来判断支路的连通状态，划分电网中的各拓扑岛。当电网解列时，网络拓扑分析可以给出各子系统的拓扑结构。此外，利用网络拓扑结果可以标识电网元件的带电状态，进行网络的跟踪着色，用直观形象的方式表示网络元件的运行状态和网络接线的连通性。EMS中的网络拓扑分析可以用于实时模式或研究模式，由断路器变位事件驱动或召唤启动。网络拓扑分析根据断路器状态和电网元件关系，将网络物61图4-5所示是一个简单的网络拓扑物理模型，有三个厂站:STA、STB、STC，各厂站间有4条线路相连:LNABl，LNAB2，LNAC，LNBC。厂站STA：有9个开关2台机组，1个负荷和8个节点;厂站STB：有4个开关，1个负荷和4个节点;厂站STC：有1台变压器，变压器左侧有5个开关，右侧有1个开关和1台机组。LDC图4-5所示是一个简单的网络拓扑物理模型，有三个62当该网络中所有的开关都闭合时，拓扑分析的结果如图4-6所示的4条母线计算模型。当该网络中所有的开关都闭合时，拓扑分析的结果如63第五节调度主站系统的硬件构成

实现电网调度目动化系统的设备可以统称为硬件，这是相对于各种功能程序一软件而言的。

调度自动化主站系统的核心是计算机系统。电网调度自动化系统由三都分构成:即调度计算机(主站)系统、信道设备和厂站端。要在调度中心对电力系统实行调度控制，就必须掌握表征电力系统运行状态的运行参数。而这些信息是由RTU完成的，然后由远动系统的通信系统将RTU采集的信息送到安装在调度中心的通信设备，再送到调度计算机进行处理。

一、电网调度自动化系统的构成第五节调度主站系统的硬件构成实现电网调度目动化系统的64电网调度自动化系统的构成电网调度自动化系统的构成65调度计算机系统是调度自动化系统的-个子系统，它完成信息处理和加工任务，是整个调度自动化的核心。调度计算机系统主要由计算机硬件、软件和专用接口组成。二、调度计算机系统

对于小型的调度控制中心，可以用工业控制微机为主机，配备简单的人机联系外部设备，构成单机系统。(一)调度计算机系统的配置1.单机系统调度计算机系统是调度自动化系统的-个子系统，它完成信息66在对可靠性要求更高的规模较的调度控制中心，为了提高计算机系统的可靠性，采用双机系统。双机系统通常有完全相同的两台主机及各自的内、外存储器及输入/输出设备。通常由一台计算机承担在线运行功能，称值班机，另一台处于热备用状态。当值班机发生故障，监视设备立即自动把备用机在最短的时间内投入在线运行。在这种方式工作时，备用机必须保存与值班机相同的数据库。2.双机系统在对可靠性要求更高的规模较的调度控制中心，为了提高67

双机系统的另一种工作方式是主一副工作方式。通常1台计算机为主，担负在线运行的主要功能，另一台为副，担负较次要的在线运行功能和辅助的或离线的功能。在主机发生故障时，自动使副计算机承担起主计算机的功能。双机系统的第三种工作方式是双机完全平行工作，不存在主-备机或主-副机切换时带来的复杂性。为了保证可靠性，在双机系统中，前置机通常也采用双机方式。双机系统的另一种工作方式是主一副工作方式。68分布式系统是把系统的各项功能分散到多台计算机中去，各台计算机之间用局域网相连并通过局域网高速交换数据。人机联系的处理机也以工作站方式接在局域网上。

3.分布式系统分布式系统采用标准的接口和介质，把整个系统按功能分解分布在网络的各个节点上，数据实现冗余分布，提高了系统整体性能，降低了对单机的性能要求，提高了系统的安全性和可靠性，且系统的可扩充性增强。分布式系统是把系统的各项功能分散到多台计算机中去，各台计算机69图(a)单机单网典型配置图图(a)单机单网典型配置图70图(b)双机双网典型配置图图(b)双机双网典型配置图71（二）人机联系设备调度自动化主站系统中的人机联系设备是为了实现人机对话而设置的，它是调度自动化中操作人员和计算机之间交换信息的输入和输出设备。

(1)监视电力系统。

1）在屏幕上以单线图的形式显示电力系统的运行状态。2)以表格的方式显示电力系统的运行参数以及定时打印、记录。3)显示趋势曲线、条形图等。4)在某些指定图面上进行某些操作。人机联系系统的主要功能（二）人机联系设备调度自动化主站系统中的人机联系设备是为了实72(3)维护系统。

1)在线维护和生成画面。2)维护和生成数据库。(4)执行和开发应用软件(2)监视控制系统。

1)监视计算机系统的运行状态。2)监视RTU、通道的运行状态。3)监视操作系统运行状态。(3)维护系统。(2)监视控制系统。73(三)图形系统

图形是直观地显示电力系统运行状况的重要手段。SCADA系统软件模块中的图形系统，一般都能够绘制出表示电力系统运行状况的各种图形。它们是：网络潮流图、厂站主接线图、曲线图、扇形图、棒图、地理接线图、数据表格及文字说明等。

(三)图形系统图形是直观地显示电力系统运行状况的重要手段。74(四)前置机

调度自动化主站系统的数据采集与处理子系统，常称为前置机系统。前置机系统包括从调制解调器到前置机的软、硬件。前置机系统是各厂站远动信息进入主站系统的关口。前置机的主要功能是接收多个RTU的远动信息。由于系统中的RTU可能是不同厂家、不同型号的产品。RTU发送远动信息时，可能采用不同的规约，因此前置机在设计通信软件时，应该使前置机的通信口能够绑定不同的规约。

(四)前置机调度自动化主站系统的数据采集与处理子系75前置机的主要功能

(1）对接收数据的预处理:遥测量的预处理工作主要有对遥测值的滤波处理、越限检查和遥测归零处理。对状态量进行变位判别并对变位次数进行统计。当变位为事故变位时，完成对相关遥测量的事故追忆。(2)向后台机传送信息:前置机预处理后的数据要向后台机传送，由后台机作进一步处理。前置机可以采用有开关变位或遥测值的变化超过设定的死区时再向后台机送数的处理方法，以便减轻后台机的处理负担。前置机的主要功能(1）对接收数据的预处理:(2)向后台机传76(3)下发命令:接收后台机的遥控、遥调命令，并通过下行通道向RTU发送。向下发送电能量冻结命令。前置机接收标准时钟(如天文钟、卫星钟等)或主机时钟，并以此为标准向RTU发送校时命令，实现系统时钟的统一。(4)向调度模拟屏传送实时数据:前置机应通过串行口向模拟屏的控制主机送数或直接向模拟屏后面的智能控制箱送数，由智能控制箱的输出驱动遥测显示器和遥信指示灯。

(3)下发命令:(4)向调度模拟屏传送实时数据:77(5)具有转发功能:

前置机从实时数据库中，选择出上级调度主站需要的信息，并按

规定的转发规约对信息重新进行组帧，向上级调度主站发送。

(6)对各个通道进行监视:监视各个通道是否有信号正常传送，并统计信道的误码率。在各级调度所里，调度模拟屏在调度控制台对面的墙壁上，模拟屏一般采用各种模型元件组成系统的单线图。其中的断路器、隔离开关是用灯光的颜色表示其分合位置，在事故跳闸时相应的断路器图形闪光。在各线上还镶嵌有电流或功率的指示仪或数字显示器。这样，整个电力系统当前的结构状态、运行参数及潮流分布都能一目了然。模拟屏与彩色屏幕显示器配合使用，既有宏观显示，又有局部详细显示，给调度人员提供了极大的方便。

(5)具有转发功能:(6)对各个通道进行监视:78在调度自动化系统中，数据库系统是实现有组织、动态地存储大量电网数据，方便多用户访问的由计算机组成的系统。各种高级应用软件，其功能的最终操作对象都是数据，因此，也可以说，数据库系统是调度自动化系统的核心。调度自动化系统的数据库分为实时数据库和历史数据库。。实时数据库主要用于实时数据的储存，由于其对实时性要求较高，一般采用专用的数据库。历史数据库主要用于对历史数据的储存，一般采用商用数据库，如ORACLE、SQL、Server、SYBASE等。(五)数据库系统

在调度自动化系统中，数据库系统是实现有组织、动态(五79第六节电力系统远动终端单元远动终端是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，简称RTU。RTU采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向主站传送这些模拟量和状态量，执行主站向所在发电厂或变电站发控制和调节命令。

第六节电力系统远动终端单元远动终端是电网监80现代的远动终端是一个以微型计算机为核心的具有多输入/多输出通道、功能较为齐全的计算机系统，系统中的硬件在程序(软件)的指挥下完成规

定的功能。它具有很强的数据处理能力，改变程序比较方便，工作灵活，适应性强。随着

电力系统的迅速发展，对电网的监视和控制要求日益提高。作为采集电网运行数据和执行

调度命令的远动终端，其作用也越来越重要。由远动终端提供完备可靠的实时数据，并正

确执行控制和调节命令，是实现对电力系统安全、可靠、经济运行的必不可少的手段之一。

现代的远动终端是一个以微型计算机为核心的具有多输入/多输出81远方终端RTU(也常称为远动终端)是电网调度自动化系统基础设备，它们安装于各变电站或发电厂内，是电网调度自动化系统在基层的“耳目”和“手脚”。RTU采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量、状态量等，监视并向调度主站传送这些量，执行调度主站发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令。一、远动终端单元RTU的功能远方终端RTU(也常称为远动终端)是电网调度自动化系82(1)遥测(Tele-measurement，YC):即远程测量。采集发电厂、变电站的各种运行参数，将采集到的主要参数按规约传送给调度主站。通常，一台RTU可以处理几百个遥测量。2)遥信(Tele-indication，YX):即远程信号。采集发电厂、变电站的设备状态信号，将采集到的主要参数按规约传送给调度主站。这些状态信号包括:断路器和隔离开关的合闸或分闸状态、主要设备的保护继电器动作状态、自动装置的动作状态;一些运行状态信号，发电机组开或停的状态信号、远动及通信设备的运行状态信号等。通常，一台RTU可以处理几百~几千个遥信量。1.四遥(1)遥测(Tele-measurement，YC):1.83(3)遥控(Tele-command，YK):即远程命令。根据接收到的调度命令，执行改变运行设备状态的命令，如发电机组的启停命令、断路器的分合命令、并联电容器和电抗器的投切命令等。通常，一台RTU可以实现对几十个设备的远方操作。(4)遥调(Tele-adjusting，YT):即远程调节。根据接收到的调度命令，执行改变运行设备参数的命令，如改变发电机有功出力和励磁电流的设定值，改变变压器分接头的位置等。通常，一台RTU可以实现对几个或十几个设备的远方调节。(3)遥控(Tele-command，YK):842.数据通信

按预定通信规约的规定，自动循环(或按调度端要求)地向调度端发送所采集的本厂站数据，并接收调度端下达的各种命令。3.其他功能就地功能:就地功能是指RTU通过自身或连接的显示、记录设备，就地实现对电网的监视和控制的能力。对有人值班的较大站点，如果配有监视器、打印机等，可完成显示、报表、打印功能，越限告警功能，事件顺序记录功能，对时功能，转发功能等。自诊断功能:该功能反映了装置的可维护能力。程序出错死机时自行恢复功能，自动监视主、备通信信道及切换功能，个别插件损坏诊断报告等功能。2.数据通信85二、远动终端单元的结构1.单CPU的结构二、远动终端单元的结构1.单CPU的结构86RTU是实时监控系统中的一个组成部分，RTU运行的软件是实时软件。实时性软件要完成的任务由定时或不定时触发产生，可用中断服务程序来完成。因此，单CPU的RTU软件包括一个主程序和多个中断服务程序。主程序完成对整个系统的初始化和人机联系的功能中断服务程序完成RTU的输入和输出功能，主要包括实时时钟中断服务程序、A/D结束中断服务程序、字节发送空中断服务程序和字节接收满中断服务程序等。RTU是实时监控系统中的一个组成部分，RTU运87较大厂站采集和处理数据较多，单CPU结构难以胜任，此时可采用多CPU结构的RTU。所谓多CPU是指多个CPU分工协作共同完成RTU功能的一种RTU。2.多CPU的结构

较大厂站采集和处理数据较多，单CPU结构难以胜任，此2.88这种RTU由一个主控系统和多个子系统组成，主控系统和每个子系统都带有CPU。子系统中的CPU负责子系统范围内的数据采集或执行命令，并与主控系统的CPU通信;主控系统的CPU负责管理各子系统，并与主站通信以及人机联系。采用多个CPU构成RTU，有利于提高RTU采集和处理远动信息的能力。每个子系统中的CPU运行相应子系统的软件，这些软件都包括一个主程序和一个或多个中断服务程序。主控系统的CPU软件主要包括与子系统内CPU的通信程序、与主站的通信程序、数据处理程序以及人机联系程序。多个从CPU运行各自的程序，主、从CPU协调工作，共同完成RTU功能所指定的任务。

这种RTU由一个主控系统和多个子系统组成，主控系统和每89由于RTU的任务对实时性要求较强，所以RTU的任务大多数采用中断方式完成。因此，RTU在实时运行中可以出现多个中断源，故需采用一片8259A来扩展中断输入，使整个系统可扩展到12级中断服务。8085A中的五条中断输入线，其优先级别是不相同的。3.中断与中断优先权由于RTU的任务对实时性要求较强，所以RTU的任务大多数901.遥控及命令执行过程三、遥控输入与输出

遥控是主站向厂站端下达的操作命令，直接干预电网的运行。在遥控过程中，采用“返送校核”的方法，实现遥控命令的传送。即厂站端RTU接收到主站的命令后，为了保证接收到的命令能正确地执行，对命令进行校核，并返送给主站的过程。主站发往厂站RTU的遥控命令有三种：遥控选择命令包括两个部分:一是选择的对象，二是遥控操作的性质，用操作性质码指示是合闸还是分闸。遥控执行命令指示RTU接收到的选择命令、执行指定的开关操作。遥控撤消命令指示RTU撤消已下达的选择命令。1.遥控及命令执行过程三、遥控输入与输出遥控是主站向91厂站RTU向主站传送的校核信息，用以指明RTU所收到命令与主站原发的命令是否相符以及RTU能否执行遥控选择命令的操作。为此，厂站端校核包括两个方面:1)校核遥控选择命令的正确性，即检查性质码是否正确、检查遥控对象号是否属于本厂站。2)检查RTU遥控输出对象继电器和性质继电器是否能正确动作。厂站RTU向主站传送的校核信息，用以指明RTU所收到命921)主站向厂站端RTU发遥控选择命令。2)RTU接收到选择命令后，启动选择定时器，校核性质码和对象码的正确性，并使相应的性质继电器和对象继电器动作，使遥控执行回路处于准备就绪状态。3)RTU适当延时后读取遥控对象继电器和性质继电器的动作状态，形成返校信息。4)RTU将返送校核信息发往主站。5)主站显示返校信息，与原发遥控选择命令核对。若调度员认为正确，则发送遥控执行命令到RTU;反之，发出遥控撤销命令。遥控命令，包括返校信息均连送三遍。现将遥控过程小结如下:1)主站向厂站端RTU发遥控选择命令。遥控命令，包括返校信936)RTU接收到遥控执行命令后，驱使遥控执行继电器动作。若RTU接收到遥控撤销命令，则清除选择命令，使对象和性质继电器复位。7)RTU若超时未收到遥控执行命令或遥控撤消命令，则作自动撤消，并清除选择命令。8)遥控过程中遇有遥信变位，则自动撤消遥控命令。9)当RTU执行遥控执行命令时，启动遥控执行定时器，定时到，则复位全部继电器。10)RTU在执行完成遥控执行命令后，向主站补送一次遥信信息。6)RTU接收到遥控执行命令后，驱使遥控执行继电器动作。若94KHZKFZKHZKFZ95+-K1K8K8K1KHJKFJKZXKHJ1KHJ8KFJ1KFJ1图4-27RTU与遥控执行屏的连接示意图+-K1K8K8K1KHJKFJKZXKHJ1KHJ8KFJ96遥调命令的可靠性要求一般没有遥控那样高，故通常不采用返送校核的方式传送遥调命令。RTU接到主站下达的遥调命令后，就可将命令整定值经D/A变换成模拟量信号(模拟遥调输出)或直接将数字量信号(数字遥调输出)输出到对象选择号指定的调节装置执行。四、遥调输入与输出

遥调命令的可靠性要求一般没有遥控那样高，故通常不采四、974运放4运放98第4章电网调度自动化课件99P1.2P1.21001、并行传输与串行传输（2）串行传输串行传输仅需要一回传输线（2根），是根据一个字节中码元的顺序一位一位地传过去。并行传输特点：

传输速度快；传输距离短；软件及通信规约简单；成本高。串行传输特点：

传输速度较慢；传输距离长；软件及通信规约复杂；成本低。（1）并行传输：

如果用8根线（另有1根公共线）将数字通信双方连接起来，每根线传一位码元将这组信息传送过去，这种方式就称为并行传输。第七节远动系统信息传送1、并行传输与串行传输（2）串行传输并行传输特点：串行传输特1012、单工、半双工、双工通信数字通信传输方式2、单工、半双工、双工通信数字通信传输方式1021、信息传输速率（1）码元：把每个信号脉冲称为一个码元。（2）码元速率：每秒传送的码元数，以Bd（波特）为单位。（3）信息速率：系统每秒传送的信息量。单位是bit/s（比特/秒）。2、误码率

数据经传输后发生错误的码元数与总传输码元之比。信息传输的质量指标1、信息传输速率信息传输的质量指标103数字信号传输系统基本结构数字通信系统框图信道译码数字信号传输系统基本结构数字通信系统框图104（一）电力载波通信PLC（PowerLineCarrier）

电力载波通信是利用电力线作为高频信号的传输介质，用于调度中心与厂站端的通信，它是电力系统特有的，应用最广泛的一种通信方式。三、远动信息传输通道利用高压输电线路传输高频电流具有以下特点：

线路衰减小；

输电线路机械强度很高，具有较高的传输可靠性；

不需要另建通信线路的投资和日常维护费用等。（一）电力载波通信PLC（PowerLineCarri105二、远动信道（一）电力线载波通信二、远动信道（一）电力线载波通信106（二）光纤通信光纤通信是目前认为最有前途的一种有线通信方式优点：

☞传输频带很宽，通信容量大；☞传输衰耗小，适合长距离传输；☞体积小，重量轻，柔性好，可绕性强，敷设方便；☞输入与输出之间电气隔离好，不怕电磁干扰；☞抗腐蚀，耐酸碱，可以直埋地下；☞保密性好，无漏信号和窜音干扰缺点:强度不如金属线；☞连接比较困难；（二）光纤通信光纤通信是目前认为最有前途的一种有线通信方式优107光纤通信的原理目前光纤通信技术已经成熟，在电力系统得到了广泛应用。光纤通信的原理目前光纤通信技术已经成熟，在电力系统得到了广泛108（三）微波中继通信与卫星通信波长为0.001-1.0m，频率为300MHZ-300GHZ的无线电波称为微波，微波基本上沿直线传播。优点：☞微波频段的频带很宽，可以容纳数量很多的无线电频道且不致互相干扰；☞微波收发信机的通频带可以做的很宽，用一套设备可做多路通信；☞不易受工业的干扰，通信稳定；☞方向性强，保密性好；☞每公里话路成本比有线通信低。缺点：中继设备复杂，技术水平要求较高。（1）微波通信（三）微波中继通信与卫星通信波长为0.001-1.0109微波通信系统的构成微波通信系统的构成110特点：与一般微波通信相比，卫星通信不受距离和地形的限制，容量大，可靠性高。目前使用的频率：

上行（地球到卫星）：5925~6425MHZ;下行（卫星到地球）：3700~4200MHZ;适用：偏远的发电厂或变电站。（2）卫星通信（中继站设在同步卫星上）特点：与一般微波通信相比，卫星通信不受距离和地形的限制，容量111（四）特高频无线通信波长1~10mm,频率30~300MHZ的无线电波称为特高频，特高频以视距范围的空间波形式传输，因多采用定向天线，故受气候影响较小，也不易干扰其它设备或受其它通信干扰。现在有许多市、县供电局采用无线电通信方式，作为调动自动化系统中负荷控制的信道。这样组成的系统具有结构简单、方便灵活、建设速度快，投资较少的优点，投入运行后收到了很好的效果。国家无线电管理委员会已颁发了民用电台频率表，并专门为电力部门划分了可用频段。（四）特高频无线通信波长1~10mm,频率30~300MHZ112(1)距离远(2)实时性强(3)可靠性高。国际电工委员会(IEC)建议的最大允许时延是：命令信息：0.1s～2s；状态变化、事件信息：1s～5s；正常遥测遥信：2s～10s；存储数据：1min～5min。在我国地区电网数据采集与监控系统中：

最大允许时延指标要求是变位信息、厂站端工作状态变化信息必须在1s内送到调度中心；厂站端遥测信息按重要程度分别在3s～20s内在调度中心实现更新；电能等存储信息允许几分或几十分钟传送一次。（一）RTU与调度中心通信的特点四、电力系统通信规约(1)距离远国际电工委员会(IEC)建议的最大允许时延是：113（二）RTU与调度中心的通信规约1、通信规约的定义在电力系统远动中，主站与远方终端之间进行实时数据通信时必须事先做出约定，制订必须遵守的通信规则，并共同遵守。这必须共同遵守的规则与约定，即通信规约。（二）RTU与调度中心的通信规约1、通信规约的定义1142、我国电网调度自动化的两大通信规约（二）电力系统远动通信规约循环式通信规约（CDT）问答式通信规约（Polling）2、我国电网调度自动化的两大通信规约（二）电力系统远动通信规1151、CDT规约的特点：☞厂站RTU按预先约定，周期不断的向调度端发送信息，享有发送信息的主动权。☞信息以帧为单位，按信息重要程度不同，分为A、B、C、D、E帧5种帧类别；☞每帧长度可变；多种帧类别循环传送；上帧与下帧相连，信道永无休闲的循环传送；☞信息按重要性和实时性不同，规定有不同的优先级和循环更新时间。遥信变位优先传送，重要遥测量更新时间较短。☞由调度中心发给RTU的各种遥控、遥调或其它命令，由下行通道随时传送（全双工方式，上、下行通信可同时进行），不是循环的。（三）循环式通信规约1、CDT规约的特点：（三）循环式通信规约116对时的子站信息及遥控命令的返送控核信息均随时插入传送；遥信变位信息及子站工作状态变化信息均随时插入传送，并要求1s内送达主站；重要遥测量安排在A帧传送，循环更新时间≤3S；次要遥测量安排在B帧传送，循环更新时间≤6S；

一般遥测量安排在C帧传送，循环更新时间≤20S；一般遥信量安排在D1帧传送，循环时间为几分钟至几十分钟；电能脉冲量安排在D2帧传送，循环时间为几分钟至几十分钟；事件顺序记录信息安排在E帧传送，以帧插入方式传送。上行信息的优先级：2、CDT中信息的优先级顺序对时的子站信息及遥控命令的返送控核信息均随时插入传送；上行117下行信息的优先级：☞召唤子站时钟，设置子站时钟校正值，设置子站时钟。☞遥控选择、执行、撤销命令，设定命令。☞广播命令☞复归命令。2、CDT中信息的优先级顺序下行信息的优先级：2、CDT中信息的优先级顺序1183、CDT规约的帧格式及字格式同步字。一帧开始的标志，应当很特殊。同步字按通道传送顺序分为三组EB90H，即1110、1011、1001、0000共48位。(2)控制字。控制字用来说明本帧信息的有关情况，共有六个字节48位。如图3.27所示。图3.26循环式远动规约帧结构3、CDT规约的帧格式及字格式同步字。图3.26循环式远119图3.27循环式远动规约控制字结构①控制字节：E——扩展位，当E=0时，使用标准的定义帧类别；当E=1时，帧类别可另行定义，以便扩展功能。L——帧长定义位，当L=0时，表示本帧没有信息字；当L=1时，表示本帧有信息字。S——源站址定义位，S=1表示控制字中源站址有内容，源站址字节即代表信息始发站的站号。D——目的站址定义位。D=1表示目的站址字节有内容，即代表信息到达站的站号；D=0表示目的站址字节内容为FFH，即代表广播命令，所有站同时接收并执行此命令。以上所述的上行信息和下行信息中若同时S=0，D=0，则表示源站址和目的站址无意义。图3.27循环式远动规约控制字结构①控制字节：120②帧类别本规约定义的帧类别码及其含义见表3-4。③信息字数n表示该帧中所含信息字数量，n=0表示无信息字。②帧类别③信息字数n121(3)信息字

每个信息字由六个字节构成：

功能码一个字节，信息、数据码四个字节和校验码一个字节，其通用格式如图3.28所示。图3.28循环式远动规约信息字结构其中功能码有256个(00H~FFH)，分别代表不同的信息用途，具体分配见表3-5：(3)信息字每个信息字由六个字节构成：图3.28122第4章电网调度自动化课件123重要数据发送周期短，实时性强；一般数据发送周期长，主站对其响应慢。采用信息字校验方式，当某个字符出错时，只需丢弃相应的字，其他可以正常接收；数据传送以现场端为主，因此若发生暂时性通信失败，当通信恢复时，未发出的数据仍有机会上报，而不至于造成显著危害；循环式较应答式规约容量大，可传送512路遥信量，256路遥测量。循环式通信规约的特点：重要数据发送周期短，实时性强；一般数据发送周期长，主站对其响124问答通信方式由调度中心掌握遥测、遥信通信的主动权。问答式规约特点是：☞RTU有问必答：

RTU收到主机查询命令时，必须在规定的时间内应答，否则视为通信失败；☞RTU无问不答：

当RTU未收到主机查询命令时，决不允许上报信息。（四）问答式通信规约问答通信方式由调度中心掌握遥测、遥信通信的主动权。（四）问答125问答规约的优点：①允许多台RTU以共线的方式共用一个通道；②采用变化信息传送策略，压缩了数据块的长度，提高了数据传送速度；③通道适应性强。问答规约的缺点：①由于需要询问，因此主站对数据的采集速度较慢；②由于采用变化信息传送方式，对信道的要求高。一次通信失败会影响后续信息；③采用整帧校验，数据多、出错几率大，且若出错就丢失整帧，信息量丢失量大；④出错弃帧后须经重新询问RTU才重发出错信息。问答规约的优点：126第四节调度中计算机系统一、调度中心的计算机系统1、调度计算机系统的任务2、对计算机系统的基本要求

数值计算和逻辑判断能力；输入输出中断处理能力；实时操作系统能力；高可靠性、可维护性和可扩展性。3、计算机系统的专用接口（1）远动终端接口

一种专用接口，按远动终端的通信规约接收来自RTU的信息和将调度决策送往RTU。远动终端接口的硬件一般是以微处理器为基础的专用通信控制器。第四节调度中计算机系统一、调度中心的计算机系统127（2）人机联系接口（CRT显示器）（3）计算机远程通信接口

计算机系统的硬件一般采用支持某一标准规约的智能接口板插入主计算机，也可采用专用的通信节点计算机承担所有远程通信和规约转换等工作，以减轻主计算机的负载。（4）统一时钟接口

一般在一个调度中心设置一个精确时钟，再由计算机向发电厂和变电站的RTU下发对时信号。

各级调度所之间对准时间只能通过共同接收国家或地域的无线电对时信号解决。第四节调度中心的计算机系统（2）人机联系接口（CRT显示器）第四节调度中心的计算机1284、计算机软件系统（1）系统软件

系统软件是计算机制造厂家为了用户使用方便和充分发挥计算机能力而提供的管理和服务性软件，是最底层的软件。

它包括：为用户编制程序提供的各种工具和手段，如各种程序设计语言(FORTRAN语言、C语言、PASCAL语言等)的编译程序，各种便于调试程序的工具等；（2）支持软件

支持软件是为计算机的在线、实时应用开发服务的服务性软件，主要有数据库管理、人机联系管理、故障切除及备用管理等。第四节调度中心的计算机系统4、计算机软件系统第四节调度中心的计算机系统129（3）电网高级应用软件PAS

应用软件是利用系统软件和支持软件提供的服务编制的实现电力系统调度自动化各项功能的软件。第四节调度中心的计算机系统（3）电网高级应用软件PAS第四节调度中心的计算机系统130①主－备工作模式双机系统通常有完全相同的两台主机及各自内、外存贮器及输入输出设备。通常由一台计算机承担在线运行功能，称值班机，另一台处于热备用状态。

当值班机发生故障，监视设备立即发现并自动把备用机在最短的时间内投入在线运行。这一般应在30～60s内完成，如果时间过长就会丢失重要数据。在这种工作方式时，备用机必须保存与值班机相同的数据库。通常采用“快照”的方式定时周期性地把值班机保存的数据复制到备用机的数据库中。

备用机还可用于软件的维护和开发、对运行人员的模拟培训以及一些离线计算等。②主－副工作模式③双机完全平行工作模式(2)双机系统①主－备工作模式(2)双机系统131

分布式系统是把系统的各项功能分散到多台计算机中去，各台计算机之间用局域网相连，并通过局域网高速交换数据。人机联系的处理机也以工作站方式接在局域网上，各种备用机也同样连接在局域网上，并可随时承担同类故障机的任务。通过局域网可将实时数据成人工输入的数据定点传送到其它计算机的实时数据库中。

(3)分布式系统在系统扩充功能时，只需增加新的处理机或把原有的处理机升级，无需改变整个系统。分布式系统是把系统的各项功能分散到多台计算机中去132二、人机联系设备(一)调度员控制台

调度员控制台是调度人员对电力系统进行监视和控制的交互型人机联系设备。台上一般有彩色屏幕显示器、操作键盘、屏幕游标定位部件、音响报警装置和语音输入、输出装置等。（二）调度员工作站

供调度人员进行人机交互的计算机。（三）模拟屏（四）记录设备第四节调度中心的计算机系统二、人机联系设备第四节调度中心的计算机系统133第五节电力调度自动化SCADA系统设计一、SCADA基本功能1、数据采集与传输2、事故追忆功能3、历史数据存储4、报表功能5、特殊运算功能第五节电力调度自动化SCADA系统设计一、SCADA基134二、SCADA设计实例1、系统硬件结构配置第五节电力调度自动化SCADA系统设计系统采用双机双网热备用体系结构模式。二、SCADA设计实例第五节电力调度自动化SCADA系统1352、系统的软件结构系统软件分为三层：数据层、程序层和通信管理系统层。(1)数据层主要包括实时数据库、历史数据库以及它们的存储历程。(2)程序层主要实现电力系统的各项功能，并提供良好的人机接口和管理工具，以方便用户使用。(3)通信管理系统用于网络的管理和通信任务的管理，它对上层应用程序屏蔽具体的网络细节，保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。第五节电力调度自动化SCADA系统设计2、系统的软件结构第五节电力调度自动化SCADA系统设计136网络建模网络拓扑分析状态估计潮流分析与调度员潮流负荷预报自动发电控制AGC与经济调度安全控制调度员培训仿真系统DTS等电网高级应用软件三、SCADA/EMS系统第五节电力调度自动化SCADA系统设计新一代的电力自动化系统除SCADA基本功能之外，还增加了许多被称为高级应用软件(PAS)的新功能，这样的新一代电力自动化系统被称为SCADA/EMS系统。网络建模电网高级应用软件三、SCADA/EMS系统第五节137本章小结

电力系统调度自动化的结构远动终端RTU的“四遥”功能及实现远动信息传输通道及电力系统远动通信规约调度中心的计算机系统

电力调度自动化SCADA系统设计重点本章小结电力系统调度自动化的结构重点1382＃电源来自北风井降压站LG-120-2.785KM孙村北立井D6-38制冷机1#水泵D6-36备用D6-342#变压器D6-322#避雷器D6-302#电容器D6-282#电压互感器D6-262#制冷机组D6-24D6-22D6-50D6-48D6-20D6-18D6-16D6-14D6-12D6-10D6-08D6-062#立井绞车2#下井-800井底配电所D6-44D6-021D6-00温度瓦斯6KVⅡ8DL2＃主变D6-46D6-462温度瓦斯6KVⅠ7DL1＃主变D6-46D6-4621＃电源来自北风井降压站LG2#制冷机组-800井底配电所1#立井绞车制冷机1#水泵1#制冷机组2#电压互感器2#电容器2#避雷器2#变压器万家庄2＃电源来自北风井降压站孙村北立井D6-38制冷机1#水泵D1396KVⅡ6KVⅠ2#主变温度瓦斯D6-221D6-222832-135KV华丰1#线（馈出）电容补偿1#井Ⅰ路2#风机Ⅰ路东电容灵山1#井Ⅱ路－450Ⅰ路3#井Ⅰ路－450Ⅳ路东PT2#风机Ⅱ路西联络白土厂1＃井Ⅱ路农电－750Ⅰ路西电容

2#井Ⅱ路西PTD6-291D6-29D6-2923522-13520-D2831-1电厂Ⅱ路35KV华丰进线自楼德110KV变电站1#主变温度瓦斯－7