电力系统自动化4

第四章电网调度自动化第一节

电力系统运行状态和相应的调度控制

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。目前，电力系统运行状态尚没有严格定义，一般将其分为正常状态、警戒状态、紧急状态、崩溃状态和恢复状态。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。一、电力系统的正常运行状态和非正常运行状态

从客观上讲，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。正常状态可用数学式描述，即如果式(4—1)～式(4—3)成立，则电力系统运行正常，否则就不正常。式(4—1)～式(4—3)也称为电力系统运行的不等式约束条件。式(4—1)～式(4—2)是通过调节系统内有功和无功输入使之与系统内所消耗的有功和无功保持平衡实现的。将其用数学式描述，即

式(4—4)说明，系统内所有电源发出的有功功率总和等于系统内所有负荷和输配电设备运行在系统频率允许的范围之内消耗的有功功率总和时，系统频率就在允许的上、下限之内，否则就会高出上限值或低于下限值。式(4—5)说明，系统内所有无功电源发出的无功功率总和等于系统内所有负荷和输、配电设备运行在系统电压U允许的范围之内[即满足式(4—2)]所消耗的无功功率总和时，系统电压就在允许的上、下限值之内，否则就会高出上限值或低于下限值。因此，式(4—4)和式(4—5)也被称为等式约束条件。二、电力系统运行状态及其相应的调度控制

电力系统的运行状态及其相应转换关系如图4—1所示。

1．正常运行状态

系统满足所有的约束条件。2．警戒状态

电力系统受到严重的扰动或者一系列小扰动逐步积累

，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。3．紧急状态

如果受到严重干扰，使运行极限被破坏，系统就进入了紧急状态。4．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

，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。5．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。三、电网调度的任务

1、电力系统调度和调度管理

电力系统调度是电力系统生产运行的确指挥部门，直接领导发电、输电、变电、配电各部门运行人员，对设备的运行、操作和事故处理作出决定，以保证电力系统安全、经济、优质及科学的运行。随着电网的的扩大和互联，电力调度由一级向多级发展（网调、省调、地调、县调），其调度任务更加复杂，需要更加科学的管理手段。

（1）指挥系统2、电力系统调度工作的性质和任务

（2）生产性质

（3）管理职能指挥发电厂、变电所的倒闸操作、事故处理和调整有功功率与无功功率负责电网的安全稳定和经济运行，制定接线方式，规定并控制维稳极限，确定设备整定值，负责涉及自动化的有关技术工作。负责技术管理工作，掌控发供电单位运行情况，制定运行操作规程，开展专业培训，制定和贯彻安全经济运行措施。1）电力系统调度工作的性质2）电力系统调度工作的任务

（1）满足用户的用电需要（3）保证电能质量（2）保证用电安全（4）经济合理地利用能源根据负荷需要及实际情况，科学安排设备运行、备用和维护，组织供用调剂，使系统运行在最佳状态。监视运行参数使之保持在稳定范围内；控制运行系统确保可靠；指挥安全操作；准备反事故措施，限制事故扩大等安全生产工作。周波指标：一般50±0.5Hz以内；300万以上电网50±0.2Hz以内。电压指标：波动小于±5%；35kV以下最大不超过±

10%。根据能源配置情况，调剂机组运行，减少高价能源消耗。适时科学调整线路潮流，减少有功和无功消耗，减低供电成本。3）电力系统调度的几项基本工作（1）预测负荷（3）倒闸操作（2）平衡电源、编制计划

（4）事故处理根据负荷需要及现实情况，编制月负荷计划及24小时负荷预测，供值班人员执行。一般负荷预测与实际情况的误差在1%以内。根据24h负荷预测,及各电厂实际情况编制发电任务,提前下达。考虑因素：检修；能源储备；调峰调频、潮流合理等统一指挥大型区域发电设备、变电设备的投入或解列等。隔离事故；恢复供电；确保电网正常。（5）经济调度3、现代电网调度自动化系统的主要功能1)数据采集与安全监视(SCADA)2)安全分析3)经济调度4)自动控制5)调度员模拟培训6)调度信息管理系统7)水调自动化系统8)电力市场技术支持系统四、电力系统的分层调度控制1)电网调度自动化系统的结构国调:控制与管理网调及大型电厂网调:控制与管理省调及大型电厂省调:控制与管理厂、站与地调地调:控制与管理厂、站与县调县调:控制与管理所属变电所2)电网调度自动化系统的软硬件配置(1)调度端的硬件配置

控制中心一般均由分布式计算机网络构成

通信管理计算机(前置机)----承担数据收集的设备;

主服务器---处理与管理数据和协调系统工作的计算机;

调度员工作站----为调度员建立人机界面的计算机；

应用工作站----完成专项任务的计算机；

(2)调度端的软件配置

系统软件----四大任务（CPU、内存、任务、外设）管理

应用软件----为完成电力调度的各种功能的软件

(3)厂站端的软硬件配置

远方终端装置（RTU）过程设备----信号连接与转换设备（变送器、互感器、信号电缆等待）3)配电系统调度自动化的基本概念(1)配电调度自动化系统的组成

RTU(变电所设备信息采集与监控)

信道远动装置(调度端RTU)

中央处理机其它功能模块(报警、打印、显示---）又称：调度SCADA系统(2)配电调度自动化系统的主要功能（1）地区电网调度自动化功能规范（DL/T550—1994）地调可按地区电网近期（5年）规划末的最大负荷分为3个级别：①大型地调。最大供电负荷为1000MW以上，直接监控变电所数≥30个。②中型地调。最大供电负荷为500∽1000MW，直接监控变电所数≥2个。③小型地调。最大供电负荷为500MW以下。

④集控站：除以上3级调度以外，对于负荷较大，控制量较多的大型变电所或水电站控制中心可设置为集控站。（2）县级电网调度自动化功能规范（DL/T635—1997）县级调度亦按其电网5年规划末的最大电网容量分为3个级别：①大型县调。电网容量为1000MW以上。②中型县调。电网容量为50∽100MW。③小型县调。电网容量为50MW以下。

第二节电网调度自动化系统的功能1)监视控制与数据采集功能(SCADA)2)状态估计3)网络拓扑分析功能4)负荷预测功能5)潮流优化功能6)安全分析功能7)无功、电压控制功能8)自动发电控制功能9)经济调度功能10)调度员仿真培训功能EMS总体结构如图:网络分析能量管理SCADA支持系统操作系统计算机网络分析能量管理SCADA支持系统操作系统计算机培训模拟狭义的能量管理自动发电控制安全约束调度网络分析级数据收集级SCADA实时网络状态分析预想故障分析系统负荷预测能量管理级机组组合水电计划交换功率计划燃料调度计划检修计划研究模拟实时模拟母线负荷预测发电计划潮流安全约束调度最优潮流预想故障分析短路电流计算网络等值暂态稳定分析电压稳定分析调度员培训模拟二EMS的功能：EMS的应用软件如图一、监视控制与数据采集功能(SCADA)1）数据采集2）数据预处理3）信息显示和报警4）调度员遥控操作5）信息储存和报表6）事件顺序记录和事故追忆SCADA系统所采集的电力运行控制所需的信息三、遥控信息（YK)

调度站向厂站发送断路器分合闸；发电机开停机；电容器投切等四、遥调信息（YT)

发电机功率调整；发电机电压调整；变压器分接头调整。五、其他命令信息对时信号；索取各种信息的命令等。SCADA硬件系统组成：现场远程测量终端，传输通道，主站计算机。一SCADA系统的基本结构。模式1遥站1遥站2遥站nSCADA控制中心中心站1中心站n特点：组成两个网SCADA硬件系统模式2遥站1遥站a1遥站n遥站n1中心站1中心站nSCADA控制中心

特点：一个网二、网络拓扑分析三、自动发电控制系统AGC自动发电控制AGC主要功能（AutomaticGenerationControl）：（我国华中、华北、华东、东北首先从英国引入AGC）1、使发电自动跟踪电力系统的负荷变化。2、维持频率在允许的范围之内。3、在各区域间分配系统发电功率，维护区域间净交换功率为计划值。4、对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率，对偏离预计的负荷实现在线负荷分配。5、整个电力系统的功率总需求按经济最有原则在线安排受控机组的出力。6、监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求。AGC的控制方式：1、联络线频率偏差控制TBC。2、定频率控制CFC。3、定净交换功率控制CNIC。区域控制误差ACE，是AGC控制的反馈信号。

TBC方式（I区域）：

I区联络线功率偏差，方向输出为正，输入为负

EDA经济运行

火电厂间有功功率负荷的经济分配专题分析：火电机组间有功功率负荷的经济运行计划负荷每小时机组运行量的安排Pmax–

(核电、水电、调频火电厂等预定出力)=PGPG为火电机组总出力tp024火电厂间有功功率负荷的经济分配火电机组为n台总装机容量为P,P>PG（1）、如何决定各台火电机组在每小时所承担的负荷？（2）、如何确定n台调频机组在负荷增加时各自需要增加的出力调频机组安排：共有调频机组n台附和变化量为ΔPD火电厂间有功功率负荷的经济分配

FPG吨标煤/小时锅炉烧煤，发电机出功率火电厂间有功功率负荷的经济分配推导（1）F=aP2+aP+c实验求解，或由制造厂提供数据并以实验数据校正。ABF1F2OO’OO’=PLDPLDPG2PG2AB距离最短燃料消耗最小所以A.B两点切线相平行火电厂间有功功率负荷的经济分配

推导（2）假设n个火电厂其燃料损耗特性为多元函数求极值应用拉格郎日乘法来求解构造拉格郎日函数：火电厂间有功功率负荷的经济分配

无条件极值的不要条件为：即为：火电厂向负荷经济分配的等微增率原则另解：任一发电厂发出的用功功率不能越过上下限如果越过就取极限值

四、调度员培训仿真系统1）正常情况下的培训2）紧急状态下的事故处理培训3）事故后电力系统的恢复操作培训4）预防性操作及操作后的分析评价5）进行继电保护和自动装置研究调度员培训仿真DTS典型配置第三节电力系统状态估计一、状态估计的概念如果已知目标状态x的运动规律，则可根据运动方程从状态初值推算出任一时刻的状态。这种方法是确定性的，没有估计问题。如果计及随机因素的影响，则这种运动方程是无法精确求解的。即使采取近似处理，其计算结果也会出现某种程度的偏差而得不到实际状态（或称为状态真值）。这种环境称为噪声环境，这些介入的和不可预测的随机因素或干扰称为动态噪声。干扰或噪声具有随机性，因而，状态计算值的偏差也具有随机特性。在实际应用中经常遇到的另一种情况是对运动目标的参数进行观测以确定其状态。假若测量系统是理想的，则所得到的测量量向量是理想的，即可以用来确定状态的真值。但是实际的测量系统是有随机误差的，测量向量不能直接通过理想的测量方程，直接求出状态真值。可见，由于随机噪声及随机测量误差的介入，无论是理想的运动方程或测量方程均不能求出精确的状态向量。只有通过统计学的方法加以处理以求出对状态向量的估计值。这种方法，称为状态估计。第三节电力系统状态估计二、电力系统状态估计的必要性SCADA实时数据库缺点：1）数据不齐全2）数据不精确3）受干扰时出现不良数据4）数据不和谐“去粗取精”、“去伪存真”状态变量需借助测量方程式，即联系状态向量与测量量向量之间的函数关系间接求得。在考虑有测量噪声时，它们之间的关系为

(2-1)

式中：为维的测量量向量；为测量函数向量(2-2)

为测量噪声向量，其表达式为

(2-3)电力系统运行状态的数学描述与可观察性一基本原理静态估计是用一定的统计学准则通过测量向量求出状态向量，并使之尽量接近其真值。是一个估计值，估计值与真值之间的误差称为估计误差

(2-14)

估计误差值是维向量。判断估计方法的优劣不是根据中个别分量的估计误差值，而是根据的整个统计特性来决定。最小二乘估计如果估计量的分量大部分密集在真值附近，则这种估计结果比较理想。因此，可用的二阶原点矩作为衡量估计质量的一种标志，均方误差阵是阶的。如果所用的估计方法遵循最小方差准则，则称这种方法为最小方差估计。但最小方差估计作为一种统计学的估计方法，要求事先掌握较多的随机变量的统计特性，这在电力系统状态估计实践中难以做到。以下介绍的最小二乘法是一种非统计学的估计方法。最小二乘估计最小二乘估计是在电力系统状态估计中应用最为广泛的方法之一。最早的最小二乘方法是高斯解决天体运动轨迹问题时提出的。这种方法的优点之一是不需要随机变量的任何统计特性，它以测量值和测量估计值之差的平方和最小为目标准则，即应用在电力系统，状态估计是按测量值与系统数学模型确定的值的误差平方和最小来确定的系统状态，即目标函数为(2-15)最小二乘估计二加权的意义这一方法对于任一个测量分量的误差都以相同的机会加进目标函数，即它们在目标函数中所占的份额一样。但由于各个测量量的量测精度不一致，因此它们以同样的权重组成目标函数是不合理的。为提高整个估计值的精度，应该使各个量测量各取一个权值，精度高的测量量权大一些，而精度低的测量量权小一些。根据这一原理提出了加权最小二乘准则。最小二乘估计加权最小二乘准则的目标函数为

(2-16)

式中：为一适当选择的正定阵，当为单位阵时(2-16)就是最小二乘准则。假设，为式(2-12)的测量误差方差阵。其中各元素为于是目标函数可写成

(2-17)最小二乘估计三最小二乘算法㈠为线性函数先假定是线性向量函数。

(2-18)

或式中：为矩阵，其元素为。状态量的值与测量值的关系为最小二乘估计按最小二乘准则建立目标函数或

(2-19)

对目标函数求导数并取为零，即

(2-20)

亦即这是一组有个未知数的维方程组，联立求解即可求得的最佳估计值。最小二乘估计㈡为非线性函数以上是在为线性函数的前提下讨沦的。但电力系统的测量函数向量是非线性的向量函数，这时无法直接由目标函数的极值条件求解，需要用迭代的方法求解。

1设状态变量的初值为将在处线性化，并用泰勒级数在附近展开，即

(2-27)最小二乘估计是函数向量的雅可比矩阵，其元素为

(2-28)2目标函数略去的高阶项，取目标函数为

(2-29)

取，有

(2-30)最小二乘估计

3极值条件即则式中由此可得

(2-31)最小二乘估计

4迭代格式当充分接近时泰勒级数略去高阶项后才是足够近似的。用式(2-31)作逐次迭代，可以得到。若以表示迭代序号，式(2-31)可以写成

(2-32)(2-33)最小二乘估计

5收敛判据按式(2-32)和式(2-33)进行迭代修正，直到目标函数接近于最小为止。所采用的收敛判据可以是以下三项中的任一项（1）(2-34)

（2）(2-35)

（3）(2-36)最小二乘估计上三式是三种收敛标准。其中式(2-34)表示状态修正量绝对值最大者小于规定的收敛标准，这是最常用的判据。可取基准电压模值的。满足收敛标准时的即为最优状态估计值。此时测量量的估计值是。最小二乘估计

6状态估计的计算步骤及程序框图当是的非线性函数时，进行状态估计的步骤如下：

1)从状态量的初值计算测量函数向量和雅可比矩阵。

2)由遥测量和计算残差和目标函数，并由雅可比矩阵计算信息矩阵和向量。最小二乘估计

3)解方程式(2-32)求得状态修正量，并取其中绝对值最大者。

4)检查是否达到收敛标准。

5)若未达到收敛标准，修改状态量，继续迭代计算，直到收敛为止。

6)将计算结果送入不良数据检测与辨识入口。最小二乘估计图2-4是加权最小二乘估计程序框图，其中框1包括输入各测量量的权值。框1的初值在实际应用中一般取前一次状态估计的电压值，以加快迭代的收敛速度。框3中用现有的状态量（如电压模值与电压相角）计算及其偏导数。框4求解电压模值与相角的修正量，选出及，供框5作收敛检查。框6转入下一次迭代并对状态变量作修正。最小二乘估计图2-4加权最小二乘估计框图最小二乘估计入口输入测量信息给定初值计算计算计算解非线性方程式(2-30)求及≤l=l+1＞到不良数据检测与辨识入口l＝1已知系统有功测量值，忽略损耗，求支路最佳估计值P1=P2+P3P2=P4+P5P6=P3+P4J=(P1-100)2+(P2-80)2+(P3-22)2+(P4-10)2+(P5-72)2+(P6-30)2J=(P2+P3-100)2+(P2-80)2+(P3-22)2+(P4-10)2+(P2-P4-72)2+(P3+P4-30)2求J的最小值令ӘJ/

ӘP2=0得3P2+P3-P4=252令ӘJ/

ӘP3=0得P2+3P3+P4=152令ӘJ/

ӘP4=0得P2+P3+P4=112解得P1=101,P2=81,P3=20,P4=11,P5=70,P6=31残差平方和J=(101-100)2+(81-80)2+(20-22)2+(11-10)2+(70-72)2+(31-30)2=12P1=P2+P3P2=P4+P5P6=P3+P4U2=U1-(P2R2+Q2X2)/U1J=(P2+P3-100)2+(P2-80)2+(P3-22)2+(Q2-40)2+(P5-72)2+(U1-(7P2+15Q2)/U1-110)2求J的最小值令ӘJ/

ӘP2=0得2.003P2+P3+0.007Q2=180.6令ӘJ/

ӘP3=0得P2+2P3=122令ӘJ/

ӘP5=0得P5=72令ӘJ/

ӘQ2=0得0.007P2+1.016Q2=41.25解得P1=100.7,P2=79.4,P3=21.3,P4=7.4,P5=72,P6=28.7,Q2=40.05,U2=110.36出现偶尔不良数据

设P5=72传输错误，变成400P1=P2+P3P2=P4+P5P6=P3+P4J=(P1-100)2+(P2-80)2+(P3-22)2+(P4-10)2+(P6-30)2

求J的最小值令ӘJ/

ӘP2=0得2P2+P3=180令ӘJ/

ӘP3=0得P2+3P3=152令ӘJ/

ӘP4=0得2P4+P3=40解得P2=77.6,P3=24.8,P4=7.6,P5=70J=(2.4)2+(2.4)2+(2.8)2+(2.4)2+(2.4)2=30.88残差稍大，不全数据补齐了若不能用合理性检查排除，先采用检测方法J=(P2+P3-100)2+(P2-80)2+(P3-22)2+(P4-10)2+(P3+P4-30)2+(P2-P4-400)2令ӘJ/

ӘP2=0得3P2+P3-P4=580令ӘJ/

ӘP3=0得P2+3P3+P4=152令ӘJ/

ӘP4=0得P2+P4+P3=440解得P2=327,P3=-144,P4=257J=(183-100)2+(327-80)2+(-144-22)2+(257-10)2+(40-400)2+(113-30)2=272252残差太大，混入了坏数据用逐个排除法进行识别，首先丢弃P1=100J=(P2-80)2+(P3-22)2+(P4-10)2+(P3+P4-30)2+(P2-P4-400)2令ӘJ/

ӘP2=0得2P2-P4=480令ӘJ/

ӘP3=0得2P3+P4=52令ӘJ/

ӘP4=0得P2+P4+P3=440解得P2=327,P3=-61,P4=174J=(266-100)2+(327-80)2+(-61-22)2+(174-10)2+(153-72)2+(113-30)2=135800残差仍太大，混入了坏数据P1=P2+P3P2=P4+P5P6=P3+P4J=(P2+P3-100)2+(P2-2)2+(P3-103)2+(P4-(-95))2+(P2-P4-94)2+(P3+P4-10)2求J的最小值令ӘJ/

ӘP2=0得3P2+P3-P4=196令ӘJ/

ӘP3=0得P2+3P3+P4=213令ӘJ/

ӘP4=0得P2+P3+P4=91解得P2=0.25,P3=102,P4=-93.25残差平方和J=(0.25)2+(1.75)2+(1)2+(1.75)2+(0.5)2+(1.75)2=10.5第四节安全分析与安全控制一、电力系统安全性1、电力系统突然发生扰动时不间断地向用户提供电力和电量的能力2、电力系统的整体性，即电力系统维持联合运行的能力。二、三道防线1、继电保护2、自动装置3、调度人员正确操作三、电力系统安全控制的任务1、安全监视2、安全分析3、安全控制1）预防控制2）紧急控制3）恢复控制一、安全分析1、静态安全分析（1）预想故障分析1）故障定义2）故障筛选3）故障分析（2）计算方法1）直流潮流2）P-Q分解法3）等值网络法2、动态安全分析

（1）模式识别法（2）李雅普诺夫方法（3）扩展等面积法（EEAC）二、安全控制1、正常运行状态（包括警戒状态）安全控制2、紧急状态时的安全控制（1）电力系统的频率紧急控制（2）电力系统的电压紧急控制（3）电力系统的过负荷紧急控制（4）电力系统的紧急稳定控制1）快速励磁2）快关汽门3）电气制动4）切除部分发电机组5）切除部分负荷6）远方跳闸7）再同步8）解列3、恢复状态时的安全控制第五节调度主站系统的硬件构成

一、电网调度自动化系统的构成二、调度计算机系统

（一）调度计算机系统的配置

1、单机系统

2、双机系统

RTU发电厂RTU发电厂RTU变电所RTU变电所通道前置机下级主站上级主站数据采集和执行主站主计算机显示器、键盘、鼠标人机联系子系统主计算机远动子系统模拟屏3、分布式系统（二）人机联系设备1、监视电力系统2、监视控制系统3、维护系统4、执行和开发应用软件（三）图形系统1、网络潮流图2、厂站主接线图3、曲线图4、扇形图5、棒图6、地理接线图电网拓扑图123578发电厂变电站KKK龙王谭家湾南充500kV站城区局地区局县局（四）前置机1、对接收数据的预处理2、向后台机传送信息3、下发命令4、向调度模拟屏传送实时数据5、具有转发功能6、对各通道进行监视（五）数据库系统1、ORACLE2、SQLServer3、SYBASE第六节

电力系统远动终端单元

远动终端(RemoteTerminalUnit)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。一、远动终端单元的功能（RTU的基本功能）1）四遥功能遥信开关（变压器抽头）位置信号、装置（设备）动作信号及状态信号、事故总信号、停电信号等数字量遥测有（无）功功率、电压、电流、温度、压力、频率、功率因数等模拟量遥控远方控制断路器的合、分以及电容器（电抗器）的投切和其它采用继电器控制的设备遥调有载调压变压器抽头的升、降调节和其它需调节的设备一、远动终端单元的功能（RTU的基本功能）2）事件顺序记录事故时的SOE是为区分事件顺序，以便作出运行对策和事故分析SOE的时间分辨率是RTU重要的性能指标SOE的站内（同一RTU内）的分辨率要求小于5msSOE的站间（RTU之间）的分辨率要求小于10ms要求各RTU的时钟与调度中心的时间严格同步利用全球定位系统GPS提供的时间频率同步对时采用软件对时电能采集与其它系统通信一发多收复位与自检当地显示与参数修定打印制表3）系统对时4）其它功能二、远动终端单元（RTU）的结构模式1、单CPU的结构（集中式RTU）整个变电站只有一个处理所有信息的RTU。其它非智能模块集以并行总线方式相联系，并布置在一个机箱中。SI—遥信模块AI—遥测模块

PA—电能脉冲采集模块SG—开关组态模块SOC—遥控模块SOR--遥调模块KB—键盘与显示模块

WTD—监视定时模块优点：造价低缺点：数据量小且远程采集困难适合小规模开关站1）功能分布式RTU按功能组成各个智能模块的多CPU系统。各智能模块及CPU之间以串行总线方式相联系。IYX—遥信IYC—遥测

IPA—电能脉冲采集M—调制解调器ISOC—遥控ISOR--遥调KB—键盘与显示

WTD—监视定时优点：灵活、处理能力强缺点：造价稍高，制造麻烦2、多CPU的结构2）结构分布式RTU按设备或回路设计的多RTU（四遥量在一个单元中处理）系统。优点：灵活、处理能力强集成化产品目前市场上的主打产品2、多CPU的结构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的中断扩展如图4—25所示。表4-18085A中中断优先级及转移地址中断输入线优先级中断后的转移地址TRAP124HRST7．523CHRST6．5334HRST5．542CHINTR5程序设定，由8259A提供8085A中五条中断输入级的优先级及转移地址如表4—1所示。1．遥控及命令的校核遥测和遥信是厂站向主站传送信息，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。所以，遥控要求有很高的可靠性。在遥控过程中，采用“返送校核”的方法，实现遥控命令的传送。所谓“返送校核”是指厂站端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。在遥控过程中，主站发往厂站RTU的命令有三种，即遥控选择命令、遥控执行命令和遥控撤消命令。遥控选择命令包括两个部分：一个是选择的对象，用对象码指定对哪一个对象进行操作；另一个是遥控操作的性质，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RTLJ撤消已下达的选择命令。厂站RTIJ向主站传送的校核信息，用以指明RT[J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：三、遥控输入与输出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RTIJ遥控输出对象继电器和性质继电器是否能正确动作。1)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。6)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。2、遥控过程

由1片3号8255A、2片反向器MCl413，8个遥控对象继电器K1～K8，2个遥控性质继电器KHZ、KFZ，遥控执行继电器：KZX组成。3、典型的遥控输入电路原理图RTU的遥控输出电路并不直接控制断路器分闸、合闸回路，而是接入遥控执行屏，由遥控执行屏输出信号控制断路器的分闸、合闸操作。图4—27所示是遥控输出电路与遥控执行屏的连接图。K1～K8是遥控输入电路中8个对象继电器输出的动合(常开)触点，遥控输出性质和执行继电器触点与遥控执行屏相应的回路连接。KHZ、KFZ和KZX分别是RTU合闸、分闸、执行继电器的动合触点，KHJ和KFJ分别是执行屏上合闸、分闸继电器。4．遥控输出电路与遥控执行屏的连接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、遥调输入与输出工作原理：RTU接收到遥调命令后，将命令中的整定值数字量通过4号8255A输送给数模转换器。根据命令的选择对象，选择遥调输出地址号送多路开关CD4051，将数模转换器与遥调装置的输入电路接通，数模转换输出的模拟电压通过CD4051对保持电容充电，并达到相应的电压值。当多路开关切换到其他输出回路后，由于电容放电阻抗大，放电速度很慢，电压能保持一段时间，而电路能根据当前各路的输出数值周而复始地工作，第二次充电很快到来，故此作用相当于“刷新”。因此输出电压得以保持。除接到遥调命令外，CPU可定时“刷新”各路模拟量输出。1．RAM的故障检测

RAM可能出现的故障有：控制线故障，某些存储单元固定为1或O，有的数据线固定为1或O；地址译码器故障，有的地址线固定为1或0等几种。从功能考虑，对RAM的主要要求是：所选中的地址正确，能读能写，数据正确，各单元互不影响。五、RTU的故障检测2．ROM的故障检测

ROM可能出现的故障与RAM相仿(写除外)。由于ROM平时不能写入，因而不能用检查RAM的先写后读方法。对ROM的检查通常采用奇偶校验法。在ROA测试区的末尾增加一个校验字，存放按列的奇校验值，在ROM固化时一起写入。3．CPU的故障检测

CPU是微机系统的核心部件，CPU如有故障就无法进行工作。对CPU的检查，通常就是送入试验数据，通过一系列基本运算段落，对CPU的功能分别进行检查，只有功能正确方能继续执行下一段落，否则就指出故障所在区段。通过全部运算段落后可以认为CPU工作正常。

4．模拟量采集及模／数转换的故障检测

模拟量遥测输入回路包括采样多路开关及模／数转换两部分。采样多路开关的故障有：多路开关内部译码器故障，多路开关始终导通、始终断开以及元件特性的变坏引起的测量误差等。模／数转换器中的标准电源、控制逻辑、数模网络、数码寄存器等也可能发生故障，致使模／数转换的结果不合标准。本章习题

27．电力系统调度监控的系统主要参数有哪些？电力系统的5种状态的各自含义是什么？

电力调度自动化的性质、任务、功能有哪些？电力系统调度的分层控制是如何划的?各自任务是什