電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)32復(fù)習(xí)提綱B

1、電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)復(fù)習(xí)提綱一、 緒論1 對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)包括二大方面：1） 信息就地處理的自動(dòng)化系統(tǒng)：繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等；特點(diǎn)：a) 事后處理。事件沒有發(fā)生前堅(jiān)決不動(dòng)作，事件發(fā)生后必須動(dòng)作b) 處理動(dòng)作的依據(jù)基本是本地的局部信息c) 判斷處理（動(dòng)作）速度快，反應(yīng)時(shí)間短，幾十毫秒級。2） 信息集中處理的自動(dòng)化系統(tǒng)：電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)（包括調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)等）特點(diǎn)：a) 事前處理。事故發(fā)生前，早期發(fā)現(xiàn)問題苗頭，及時(shí)地、預(yù)防性地處理。系統(tǒng)優(yōu)化處理。 b) 分析處理的依據(jù)是系統(tǒng)全局信息，從電網(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)采集各種信息傳送

2、到主站實(shí)現(xiàn)c) 分析處理（動(dòng)作）速度較慢。因?yàn)樾畔⒘看?，且傳輸需要時(shí)間，故反應(yīng)時(shí)間較長，秒級。3 我國電網(wǎng)調(diào)度的基本原則是：統(tǒng)一調(diào)度、分級管理、分層控制4 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)EMS系統(tǒng)功能主要包括以下方面：1) 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能（SCADA）SCADA是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的英文縮寫，它是網(wǎng)、省調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，也是縣級和地區(qū)級電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能。它主要包括以下一些方面：a) 數(shù)據(jù)采集。包括狀態(tài)量、模擬量、脈沖量和數(shù)字量等。其中i. 狀態(tài)量又稱開關(guān)量，簡稱遙信量：如斷路器和隔離開關(guān)的分/合狀態(tài)，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)，繼電保護(hù)的動(dòng)作狀態(tài)等；ii. 模擬量：如電壓、電流、有功功率、無功

3、功率等；iii. 脈沖量：主要指電能量脈沖iv. 數(shù)字量：如頻率、水庫水位、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘、等模擬量、脈沖量和數(shù)字量統(tǒng)稱遙測量，其特點(diǎn)是每一個(gè)測量量都可有多個(gè)取值，且不同取值之間有大小關(guān)系。每個(gè)遙信量只有兩中狀態(tài)，且這兩種狀態(tài)之間沒有大小關(guān)系。b) 數(shù)據(jù)的顯示、記錄和打印。包括系統(tǒng)和廠站的動(dòng)態(tài)主接線圖、實(shí)時(shí)的母線電壓、發(fā)電機(jī)和變壓器的有功功率和無功功率、線路的潮流、實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線、負(fù)荷日報(bào)表的打印記錄、系統(tǒng)操作和事件順序記錄信息的打印等。c) 命令和控制。包括斷路器和有載調(diào)壓變壓器分接頭的遠(yuǎn)方操作，發(fā)電機(jī)有功和無功出力的遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)等。對開關(guān)量的遠(yuǎn)方控制簡稱遙控，對數(shù)值量的遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)簡稱遙調(diào)。d) 事件告警

4、。包括遙測量越限告警、事故報(bào)警、工況變化告警和遙信變位告警等。e) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫的建立。f) 數(shù)據(jù)處理。包括遙測量的數(shù)字濾波和合理性檢查、遙測量的標(biāo)度變換、遙信量的可信度檢驗(yàn)等。g) 事故追憶PDR。對事故發(fā)生前后的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，以便于分析事故的原因。2) 自動(dòng)發(fā)電控制AGC和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制EDC3) 電力分析系統(tǒng)軟件（PAS）內(nèi)容a) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c建模b) 狀態(tài)估計(jì)c) 調(diào)度員潮流d) 電壓無功優(yōu)化e) 短路電流計(jì)算f) 短期負(fù)荷預(yù)測g) 故障分析h) 安全分析4) 調(diào)度員模擬培訓(xùn)DTS4. 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成1) 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由在調(diào)度控制中心的調(diào)度主站系統(tǒng)和分布在遠(yuǎn)方的多個(gè)廠站

5、端設(shè)備（包括：遠(yuǎn)方終端設(shè)備RTU或變電站自動(dòng)化系統(tǒng)等）以及連接主站與廠站端設(shè)備的通信通道（又稱遠(yuǎn)動(dòng)通道或簡稱信道）組成。圖1-1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2) 以計(jì)算機(jī)為核心的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)按其功能可以劃分如下四個(gè)子系統(tǒng)。信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)信息傳輸子系統(tǒng)信息的收集、處理和控制子系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)3) 電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由眾多的遠(yuǎn)方終端設(shè)備和一個(gè)主控站，以及連接各個(gè)終端和主控站的數(shù)據(jù)通信通道構(gòu)成。功能特點(diǎn)：遠(yuǎn)動(dòng)四遙功能（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）人機(jī)交互功能數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)存儲功能技術(shù)特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)通信

6、關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)檢測技術(shù)和二次回路二、電量變送器1. 電量變送器分類.按照對電氣信息的處理實(shí)現(xiàn)方法分：1）采用模擬電路實(shí)現(xiàn)的常規(guī)變送器2）采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微機(jī)變送器2. 常規(guī)電量變送器的輸入/輸出信號的類型及其變化范圍（簡稱輸入/輸出信號規(guī)范）項(xiàng)目變送器輸入（交流）輸出（直流）電壓變送器電壓：0120V電壓：05V電流：01mA420 mA電流變送器電流：05A01A電壓：05V電流：01mA420 mA功率變送器電壓：0120V電流：05A01A電壓：-5V05V電流：-1 mA 01 mA420 mA電能變送器電壓：0120V電流：05A01A電能計(jì)數(shù)值或脈沖3. 微機(jī)變送器的優(yōu)點(diǎn)a)

7、 功耗小b) 附加誤差小c) 穩(wěn)定性好d) 響應(yīng)快e) 功能綜合，集成度高，可附加擴(kuò)展功能4. 微機(jī)變送器的硬件電路原理框圖三、RTU遠(yuǎn)方終端設(shè)備(一) RTU的任務(wù)與功能1、數(shù)據(jù)采集；1）YX2）YC3）YM4）YS2、命令執(zhí)行；1）YK2）YT3、數(shù)據(jù)通信；1) 與調(diào)度主站的通信。串行通信接口、MODEM、及其控制2) 通信規(guī)約處理3) 轉(zhuǎn)發(fā)4、當(dāng)?shù)毓δ埽?) 本機(jī)鍵盤/顯示2) 打印機(jī)接口3) 圖形顯示器接口5、其它功能1) 電力系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘2) 事件順序記錄SOE3) 自檢和自恢復(fù)(二) RTU的軟件組成1. 數(shù)據(jù)采集軟件2. 數(shù)據(jù)處理軟件；3. 控制軟件4. 通信軟件5. 人機(jī)聯(lián)系軟

8、件6. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)7. 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫8. 其它軟件(三) 模擬量輸入電路原理a) 模擬量YC采集電路原理示意框圖（直流采樣）1b) 模擬量YC采集電路原理示意框圖（交流采樣）(四) 開關(guān)量信息輸入電路原理各元件的作用(五) 事件順序記錄SOE事件順序記錄SOE將YX變位事件按照發(fā)生的時(shí)間先后，順序地記錄下來，形成SOE。SOE信息的三要素：時(shí)間（精確到毫秒），對象，動(dòng)作性質(zhì)。(六) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 1、遙測數(shù)據(jù)處理1) 數(shù)字濾波2) 標(biāo)度變換3) 二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換4) 越限判別與告警5) 遙測越閾值傳送等6) 數(shù)據(jù)合理性檢查2、 遙信數(shù)據(jù)處理1） 遙信變位判別；2） 事件順序記錄SO

9、E登錄(七) 遙控1、 YK命令的執(zhí)行過程2、 遙控撤消的原因1）、 RTU收到遙控撤消命令2）、 RTU如超時(shí)（選擇定時(shí)器定時(shí)到）未收到遙控執(zhí)行命令或撤消命令，則作自動(dòng)撤消，并清除選擇命令，復(fù)位所有繼電器。3）、 如遙控過程中遇到發(fā)生遙信變位，則自動(dòng)撤消遙控命令。四、 變電站綜合自動(dòng)化(一) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的定義：將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)測量、監(jiān)控和保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能，故又稱為變電站綜合自動(dòng)

10、化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)：功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機(jī)化、測量顯示數(shù)字化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化等。(二) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能1監(jiān)視和控制功能（1）數(shù)據(jù)采集（2）事件順序記錄（SOE） （3）故障記錄、故障錄波和故障測距（4）操作控制（5）安全監(jiān)視（6）人機(jī)聯(lián)系（7）打印（8）數(shù)據(jù)處理2微機(jī)保護(hù)與自動(dòng)裝置3電壓/無功控制4數(shù)據(jù)通信和其它功能(三) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)1. 分層分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在分層分布式結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，分層是將整個(gè)變電站的一次、二次設(shè)備分為3層，即變電站層、間隔層（或稱單元層）和設(shè)備層。在所分的3層中，變電站層稱為2層，間隔層稱為1層，設(shè)備層稱為0

11、層。每一層由不同的設(shè)備或不同的子系統(tǒng)組成，完成不同的功能。2. 分層分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)適用于110kV以下電壓等級3、 局部集中總體分散式適用于220KV/500KV的高壓變電站。4、 高壓集中配電分散式五、數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約(一) 專業(yè)術(shù)語1 信息2 信號3 數(shù)據(jù)4 碼元5 波特率6 比特率7 誤碼率8 單工9 全雙工；10 半雙工11 CDT,POLLING12 EMSRTUSOEPASPDRDTSAGCEDC.13 標(biāo)度變換14 遠(yuǎn)動(dòng)四遙(二) 串行通信1、 串行通信方式要解決的基本問題1）、 位識別位同步2）、 字符識別/字節(jié)分段字符同步2、 異步通信方式幀格式5、 數(shù)字基帶信

12、號的調(diào)制方式其中，t為時(shí)間，A為幅值，f為頻率，為初相角。在上式中，A幅值，f頻率，初相角均可以作為調(diào)制參數(shù)。如用數(shù)字基帶信號調(diào)制載波的A幅值，稱為調(diào)幅；如用數(shù)字基帶信號調(diào)制載波的f頻率，稱為調(diào)頻；如用數(shù)字基帶信號調(diào)制載波的初相角，稱為調(diào)相。各種調(diào)制方式的信號波形如圖所示：(三) 通信接口標(biāo)準(zhǔn)完整的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括：機(jī)械特性、電氣特性和信號引腿名稱及功能。1. RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)（1）RS-232C采用負(fù)邏輯規(guī)定邏輯電平。規(guī)定要求： 輸出邏輯“1”的信號電平為 -5V -15V輸出邏輯“0”的信號電平為 +5V +15V輸入的信號電平 -3V 為邏輯“1”輸入的信號電平 +3V 為

13、邏輯“0”RS-232C的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：RS-232C定義了信號邏輯電平、信號引腿名稱和功能、連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)及尺寸，是一個(gè)定義非常完善的標(biāo)準(zhǔn)，是目前應(yīng)用最廣泛的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一。RS-232C采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收電路，傳送每一種信號只用1根信號線，所有信號公用1根信號地線，電路簡單。缺點(diǎn)：由于采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收電路，公共地線易受噪聲干擾，數(shù)據(jù)傳輸速率不高（20kbps以內(nèi)），傳輸距離不遠(yuǎn)（15m以內(nèi)）。2. RS-422與RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)電氣特點(diǎn)：，實(shí)現(xiàn)了平衡驅(qū)動(dòng)和差分接收，雙絞線傳輸，取消了信號地線。表5-2 EIA推薦的串行通信標(biāo)準(zhǔn)的主要性能參數(shù) 接口標(biāo)準(zhǔn)性能RS-232CRS

14、-422RS-485操作方式單端差分差分最大電纜距離（m）1512001200最大數(shù)據(jù)速率（bps）12 m20k（15m）10M10M120 m1M1M1200 m100k100k(四) 遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約我國電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信主要采用兩種類型的通信規(guī)約：1、循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送（Cyclic Digital Transmission，CDT）規(guī)約，簡稱CDT規(guī)約；幀結(jié)構(gòu)、字結(jié)構(gòu)2、問答式（Polling）數(shù)據(jù)傳送規(guī)約，簡稱Polling規(guī)約。（五）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義、功能（資源共享和信息共享）、組成（具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信設(shè)備和線路、功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件）。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類廣域網(wǎng)、

15、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)2、局域網(wǎng)特點(diǎn) l 傳輸距離較近，100米10kml 數(shù)據(jù)傳輸率較高，11000Mbpsl 誤碼率較低，10-710-9l 采用基帶傳輸，省去了調(diào)制解調(diào)器等通信設(shè)備l 通信控制一般采用分散控制，即不設(shè)中心通訊控制機(jī)l 局域網(wǎng)絡(luò)傳輸線一般采用雙絞線、同軸電纜、光纖等局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分類以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線3、現(xiàn)場總線，特點(diǎn)、與局域網(wǎng)的區(qū)別3-8 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)SPDnet國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)SPDnet(state Power Dispatching Network)國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)SPTnet(State Power Telecommunication Network)區(qū)別：

16、SPDnet主要用于連接電力二次安全防護(hù)I區(qū)和II區(qū)生產(chǎn)調(diào)度信息；SPTnet主要用于連接電力二次安全防護(hù)III區(qū)和IV區(qū)管理信息。國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)屬于電力企業(yè)內(nèi)部的廣域網(wǎng).。3-8-1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的功能和要求一、 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)1、 實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù)1） EMS與廠站自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)2） EMS之間交換的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)3） DTS之間交換的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)4） 水庫調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)5） 電力市場運(yùn)營數(shù)據(jù)6） 實(shí)時(shí)電力市場報(bào)價(jià)數(shù)據(jù)7） 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測量數(shù)據(jù)（如廣域相量測量）8） 保護(hù)信息遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)2、 調(diào)度生產(chǎn)直接相關(guān)業(yè)務(wù)1） 發(fā)電及聯(lián)絡(luò)線交換計(jì)劃、聯(lián)絡(luò)線考核2） 調(diào)度票、操作票、檢修票等3） 調(diào)度

17、生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表（日、月、季報(bào)）4） 電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)5） 故障錄波、保護(hù)和安全自動(dòng)裝置有關(guān)管理數(shù)據(jù)6） 電力市場申報(bào)數(shù)據(jù)和交易計(jì)劃數(shù)據(jù)7） 雷電定位數(shù)據(jù)二、 調(diào)度數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)1） 數(shù)據(jù)信息是網(wǎng)絡(luò)承載的主要業(yè)務(wù)2） 實(shí)時(shí)性要求。實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸周期為秒級。3） 可靠性要求。4） 安全性要求。3-8-2 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的組網(wǎng)方式三級電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)：l 國家骨干網(wǎng)國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、直調(diào)發(fā)電廠、變電站（換流站）l 省級調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)省調(diào)、地調(diào)、220KV廠站l 地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)地調(diào)、縣調(diào)、集控站、110KV、35KV變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)部分三層：核心層、骨干（匯聚）層、接入層?，F(xiàn)在國家骨干網(wǎng)已建成雙平面網(wǎng)

18、絡(luò)結(jié)構(gòu)。六、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站(一) 調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)(二) 主站系統(tǒng)主要設(shè)備及功能1、 前置子系統(tǒng)前置子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)與廠站端設(shè)備的數(shù)據(jù)通信和通道監(jiān)控功能。其主要設(shè)備包括：1）、 通信工作站又稱數(shù)采服務(wù)器。a. 與各個(gè)廠站RTU進(jìn)行規(guī)約通信；b. 規(guī)約報(bào)文解釋/組裝；c. 刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，為全網(wǎng)提供最新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；d. 對實(shí)時(shí)信息進(jìn)行預(yù)處理，如系數(shù)變換、越限判斷、功率和電能總加等；e. 遠(yuǎn)動(dòng)通道監(jiān)視和控制。2）、 終端服務(wù)器終端服務(wù)器匯集多個(gè)中低速遠(yuǎn)動(dòng)通道與高速網(wǎng)絡(luò)連接。3）、 通道切換裝置對主、備雙通道進(jìn)行切換控制。4）、 通道柜調(diào)制解調(diào)器、復(fù)接/分接設(shè)備和長線驅(qū)動(dòng)/接收設(shè)備柜。2、 系統(tǒng)服務(wù)器（主服務(wù)器）主要實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)庫（包括歷史數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫等）管理和數(shù)據(jù)處理功能。在大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)立SCADA服務(wù)器，負(fù)責(zé)SCADA數(shù)據(jù)處理功能。系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器運(yùn)行商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)保存所有歷史數(shù)據(jù)、登錄各類信息、各種電網(wǎng)管