SCADA(電力監(jiān)控)系統(tǒng)介紹課件

SCADA（電力監(jiān)控）

系統(tǒng)介紹

SCADA（電力監(jiān)控）

系統(tǒng)介紹概述

2023年9月14日2

SCADA又稱遠(yuǎn)動（SupervisoryControlAndDataAcquisition），其定義是：監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。遠(yuǎn)動就是應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)對遠(yuǎn)方運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程信號、遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)等各項功能。遠(yuǎn)動技術(shù)是隨著生產(chǎn)過程自動化程度的日益提高而發(fā)展起來的，是自動化技術(shù)與遠(yuǎn)程通信技術(shù)在電力生產(chǎn)上的有機(jī)結(jié)合。概述2023年8月4日2SCADA又稱遠(yuǎn)2023年9月14日3一、遠(yuǎn)動系統(tǒng)的特征（一）遠(yuǎn)程性遠(yuǎn)動系統(tǒng)遠(yuǎn)程性表現(xiàn)在系統(tǒng)使用了通訊技術(shù)。（二）實時性實時性：是指數(shù)據(jù)采集能及時反應(yīng)到調(diào)度所；調(diào)度所的控制命令也能及時下達(dá)到控制對象。遠(yuǎn)動技術(shù)是一門綜合技術(shù)，它是應(yīng)用電力技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。2023年8月4日3一、遠(yuǎn)動系統(tǒng)的特征

二、遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能和優(yōu)越性（一）遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能

1.遙控。調(diào)度所對遠(yuǎn)方變電站的被控對象（如開關(guān)等）進(jìn)行操作。

2.遙測。將變電站的被測對象（如電流、電壓等）傳送到調(diào)度所。

3.遙信。將變電站的被控對象（如開關(guān)位置信號等）傳送到調(diào)度所。

4.遙調(diào)。調(diào)度所對遠(yuǎn)方變電站的被控對象的工作狀態(tài)和參數(shù)（如變壓器的輸出電壓等）進(jìn)行調(diào)整。其他管理功能：報表管理、事故回放、故障分析、信息管理、技能培訓(xùn)等。2023年9月14日4二、遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能2023年9月14日5

（二）遠(yuǎn)動系統(tǒng)的優(yōu)越性集中監(jiān)控，提高安全運(yùn)行水平。及時了解事故的發(fā)生范圍，加快事故處理。

1.集中控制，提高勞動生產(chǎn)率和操作質(zhì)量。

2.經(jīng)濟(jì)效益顯著，減少運(yùn)行費用。2023年8月4日5（二）遠(yuǎn)動系統(tǒng)的優(yōu)越性

2023年9月14日6

系統(tǒng)由控制中心調(diào)度系統(tǒng)、牽引降壓混合變電所綜合自動化系統(tǒng)、降壓變電所綜合自動化系統(tǒng)及通信通道構(gòu)成，其中通信通道由地鐵通信系統(tǒng)提供。電力監(jiān)控系統(tǒng)實施對全線上述變電所主要供電設(shè)備及接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)的監(jiān)控，完成調(diào)度所對全線供電系統(tǒng)的運(yùn)行及維修調(diào)度管理。在車輛段供電檢修車間調(diào)度室內(nèi)設(shè)置一套供電復(fù)示系統(tǒng)，通過與控制中心電調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信完成對供電系統(tǒng)的復(fù)示功能，用于檢修調(diào)度管理?？刂浦行倪x用DSC-9000U自動化系統(tǒng)，變電所綜合自動化系統(tǒng)采用NDT650變電所綜合自動化系統(tǒng)。

系統(tǒng)構(gòu)成與功能

2023年8月4日6系統(tǒng)由控制DSC-9000U自動化系統(tǒng)2023年9月14日7一、系統(tǒng)構(gòu)成

控制中心調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備包括三層以太網(wǎng)交換機(jī)兩臺、兩套系統(tǒng)服務(wù)器、兩套調(diào)度員工作站、一套系統(tǒng)維護(hù)工作站、一套web服務(wù)器、兩套打印服務(wù)器、四套網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)及其它網(wǎng)絡(luò)連接附件構(gòu)成；并且滿足與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通要求?？刂浦行恼{(diào)度系統(tǒng)的局域網(wǎng)絡(luò)采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，互為熱備用。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用總線型結(jié)構(gòu)，配置以太網(wǎng)交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)采用國際標(biāo)準(zhǔn)化的、成熟、可靠、通用性強(qiáng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。DSC-9000U自動化系統(tǒng)2023年8月4日7一、系統(tǒng)構(gòu)成2023年9月14日8

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)對等工作方式，正常情況下雙網(wǎng)同時工作，并可根據(jù)需要分擔(dān)不同的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)故障時，系統(tǒng)給出報警信息，并由非故障網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)全部的數(shù)據(jù)傳輸。主服務(wù)器分別通過雙網(wǎng)卡掛接在雙網(wǎng)上，兩臺主服務(wù)器自身完成雙網(wǎng)絡(luò)路由功能；兩個調(diào)度員工作站均掛在雙網(wǎng)上，分別與兩個主服務(wù)器通過雙網(wǎng)交換信息。由于兩個調(diào)度員工作站的功能是平等的，當(dāng)任一網(wǎng)絡(luò)或任一調(diào)度員工作站出現(xiàn)故障時，仍能保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。2023年8月4日8系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)對等工作方2023年9月14日92023年8月4日92023年9月14日101、系統(tǒng)服務(wù)器控制中心調(diào)度系統(tǒng)配置兩臺主服務(wù)器，兩臺主服務(wù)器冗余配置、對等工作方式，通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件和網(wǎng)絡(luò)適配器連接網(wǎng)上設(shè)備。兩個主服務(wù)器定時進(jìn)行工作狀態(tài)的在線檢測，在一臺主服務(wù)器故障情況下進(jìn)行自動切換。主服務(wù)器的主要功能：一是管理維護(hù)控制站局域網(wǎng)的全局配置文件，接收來自局域網(wǎng)內(nèi)各其它接點的信息；二是遙控、遙信、遙測處理；三是保存并維護(hù)有關(guān)電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行所需的全局?jǐn)?shù)據(jù)和對歷史數(shù)據(jù)的管理，并對調(diào)度端客戶機(jī)提供數(shù)據(jù)服務(wù)；四是完成調(diào)度文檔管理、統(tǒng)計報表生成制作；五是定時任務(wù)管理。

2023年8月4日101、系統(tǒng)服務(wù)器2023年9月14日11

2、調(diào)度員工作站用于調(diào)度人員的日?？刂?、監(jiān)視、和調(diào)度管理工作。

3、系統(tǒng)維護(hù)工作站用于維護(hù)系統(tǒng)軟件、定義系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、定義系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及編輯、修改、增擴(kuò)人機(jī)界面畫面等工作；并同時具有網(wǎng)絡(luò)管理功能，對全線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)線設(shè)置和管理。當(dāng)兩臺調(diào)度員工作站故障時，可作為備用臨時替代調(diào)度員工作站使用。

4、WEB服務(wù)器

WEB服務(wù)器負(fù)責(zé)向外部發(fā)布SCADA運(yùn)行信息，通過與主服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通信接口讀取主服務(wù)器內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù),并且以自己的特有的存儲形式優(yōu)化存入數(shù)據(jù)庫，以便于數(shù)據(jù)的快速讀取。2023年8月4日112、調(diào)度員工作站2023年9月14日12

二、系統(tǒng)功能

控制中心監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)沿線所有變電所所內(nèi)電壓、電流、功率、電度量和開關(guān)量等信息的采集，實現(xiàn)對全線變電所所內(nèi)設(shè)備工作情況的監(jiān)視與全線各所電力設(shè)備的監(jiān)控工作。在正常情況下，由控制中心電調(diào)操作工作站實現(xiàn)電力設(shè)備的控制工作，如控制開關(guān)及刀閘的合/分，變電所監(jiān)控工作站只進(jìn)行監(jiān)視功能。當(dāng)維護(hù)和調(diào)試時，控制中心下放控制權(quán)，由變電所監(jiān)控計算機(jī)實現(xiàn)所內(nèi)設(shè)備的控制和維護(hù)功能。

1、通信功能系統(tǒng)服務(wù)器通過通信專業(yè)提供的以太網(wǎng)通道采集全線變電站綜合自動化系統(tǒng)采集的所內(nèi)電氣設(shè)備信息。通信專業(yè)提供的以太網(wǎng)通道為兩個，采用主備工作方式。正常運(yùn)行時中心監(jiān)控系統(tǒng)通過一個通道與綜自系統(tǒng)通信，當(dāng)通道故障時，中心系統(tǒng)自動切換到備用通道與所內(nèi)綜自系統(tǒng)通信。2023年8月4日12二、系統(tǒng)功能2023年9月14日132、數(shù)據(jù)采集與處理

2.1數(shù)據(jù)采集控制中心監(jiān)控系統(tǒng)實時采集的信息包括：模擬量、狀態(tài)量、控制量。

2.2數(shù)據(jù)處理信息采集后需在監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行顯示，由計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件完成數(shù)據(jù)的處理工作。

3、采樣數(shù)據(jù)的顯示和查詢

4、控制操作

4.1單控功能

4.2程控功能

4.3操作閉鎖與解鎖功能2023年8月4日132、數(shù)據(jù)采集與處理2023年9月14日14

4.4遙控試驗功能遙控試驗用于測試調(diào)度系統(tǒng)至變電所綜合自動化系統(tǒng)之間的可靠性，不對實際控制對象進(jìn)行操作。

4.5接地、檢修掛牌功能系統(tǒng)提供掛地線操作、掛檢修牌操作等掛牌操作，系統(tǒng)自動對掛牌對象實現(xiàn)閉鎖操作。

4.6防誤操作功能系統(tǒng)自動閉鎖不符合電力調(diào)度操作規(guī)程的不安全操作。

5報警功能

6系統(tǒng)權(quán)限管理功能

6.1使用權(quán)限管理

6.2控制權(quán)限管理2023年8月4日144.4遙控試驗功能2023年9月14日15

電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)3級監(jiān)控，即中心級、車站級和設(shè)備就地級。三級控制方式(遠(yuǎn)程控制、所內(nèi)盤上集中控制、設(shè)備本體控制三級控制方式)正常時由控制中心實施監(jiān)控功能，此時站內(nèi)監(jiān)控計算機(jī)將閉鎖控制功能，在緊急情況必須等到控制中心將控制權(quán)下放，此時控制中心失去控制權(quán)限，由站內(nèi)監(jiān)控計算機(jī)實現(xiàn)控制功能，控制中心和車站之間控制權(quán)的轉(zhuǎn)換由雙方確認(rèn)后完成。通過上述方法實現(xiàn)遠(yuǎn)方和所內(nèi)控制操作的互鎖，達(dá)到同一被控設(shè)備由一方實施遙控。正常運(yùn)行時采用遠(yuǎn)動控制，當(dāng)設(shè)備檢修時，采用所內(nèi)集中控制或設(shè)備本體控制。在開關(guān)柜上設(shè)當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方選擇開關(guān)，對于接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān)，在綜控屏上設(shè)置當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)和相應(yīng)的合分閘開關(guān)。

2023年8月4日15電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)3級監(jiān)控2023年9月14日167、報表及統(tǒng)計功能

8、數(shù)據(jù)庫管理功能

9、培訓(xùn)功能

10、漢化功能

11、軟件在線編輯、維護(hù)、修改、擴(kuò)展功能

12、系統(tǒng)容錯能力、自診斷、自恢復(fù)功能

13、通道及網(wǎng)絡(luò)管理功能對基礎(chǔ)設(shè)備采集量的修改、人機(jī)界面更改、硬件參數(shù)配置及對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一管理設(shè)置。

14、系統(tǒng)時鐘同步功能

15、系統(tǒng)復(fù)示功能

2023年8月4日167、報表及統(tǒng)計功能2023年9月14日17

三、系統(tǒng)基本監(jiān)控界面

2023年8月4日17三、系統(tǒng)基本監(jiān)控界面NDT650變電所綜合自動化系統(tǒng)

2023年9月14日18

一、系統(tǒng)構(gòu)成

車站級監(jiān)控系統(tǒng)采用國電南自生產(chǎn)的NDT650變電所綜合自動化系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)分為三個部分：站級管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層，間隔設(shè)備層。站級管理層為設(shè)置在綜控屏內(nèi)的SCADA操作員站、便攜式維護(hù)計算機(jī)、冗余熱備的通信管理裝置。NDT650變電所綜合自動化系統(tǒng)2023年8月4日182023年9月14日19

間隔層包括分散安裝于供電一次設(shè)備中的各種微機(jī)保護(hù)測控單元、信息采集設(shè)備以及采用硬接點輸出的現(xiàn)場設(shè)備。設(shè)備包括400V及35kV交流保護(hù)測控單元、1500V直流保護(hù)測控單元、變壓器溫控器、微機(jī)測控單元、雜散電流監(jiān)控單元、交/直流屏、上網(wǎng)隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)等。各廠家的智能裝置由國電南自提供的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器進(jìn)行接口及規(guī)約的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)與變電所綜合自動化系統(tǒng)的接口，其它硬接點信號可由智能測控裝置進(jìn)行采集，并由其實現(xiàn)對接觸軌隔離開關(guān)等的控制功能。網(wǎng)絡(luò)通信層即為所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)和接口設(shè)備，間隔單元通過所內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信層與站級管理層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2023年8月4日19間隔層包括分散安裝于供電2023年9月14日202023年8月4日202023年9月14日211、站級管理層系統(tǒng)站級管理層包括控制信號盤及安裝于控制信號盤內(nèi)的通信管理機(jī)、交換機(jī)、一體化監(jiān)控計算機(jī)、用于維護(hù)的便攜式計算機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。

1.1通信管理機(jī)

通信管理機(jī)是變電所綜合自動化系統(tǒng)的信息中心，對變電所內(nèi)各種設(shè)備的信息進(jìn)行采集處理，形成標(biāo)準(zhǔn)的信息并通過數(shù)據(jù)通道傳送到變電所監(jiān)控計算機(jī)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。通信處理機(jī)采用可靠性高，處理能力強(qiáng)，實時響速度快的專用工業(yè)控制裝置。2023年8月4日211、站級管理層2023年9月14日221.2一體化監(jiān)控計算機(jī)

正常情況下，電力設(shè)備的監(jiān)視和控制由控制中心監(jiān)控系統(tǒng)完成，在維修或緊急情況下，控制中心下發(fā)工作權(quán)限給變電所一體化監(jiān)控計算機(jī)實現(xiàn)監(jiān)控功能。在變電所一體化監(jiān)控計算機(jī)上可進(jìn)行本站電力設(shè)備的監(jiān)控及相鄰站相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行信息等。

1.3交換機(jī)

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)用于綜控屏設(shè)備接入；35kV測控單元，直流柜測控單元等的接入與上傳到綜控屏。

2023年8月4日221.2一體化監(jiān)控計算機(jī)2023年9月14日231.4模擬器系統(tǒng)配置輸入、輸出、測量等功能的便攜式模擬器。狀態(tài)量模擬輸出：16路開、關(guān)信號，為刀閘接點；脈沖量模擬輸出：16路開、關(guān)信號，可選OC門或繼電器接點；遙控量模擬輸出：16路跳、合閘信號，1路復(fù)位信號；模擬量模擬輸出：8路電壓、電流模擬量輸出；電壓量范圍0-10V（41/2位數(shù)字顯示）；電流量范圍0-20mA（41/2位數(shù)字顯示）。

2023年8月4日231.4模擬器2023年9月14日24

1.5綜控屏盤上安裝有站控主單元、一體化監(jiān)控計算機(jī)、測控單元、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。綜控屏上還裝設(shè)分合閘繼電器、所內(nèi)及所間聯(lián)鎖繼電器、越區(qū)隔離開關(guān)聯(lián)鎖遠(yuǎn)動解除繼電器、信號輸入隔離中間繼電器以及用于功能擴(kuò)展的繼電器等，并設(shè)置兩個帶鎖的當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)，6個帶合/分信號指示燈的合/分按鈕，用于對牽引降壓混合所4個饋線電動隔離開關(guān)，2個越區(qū)電動隔離開關(guān)的控制。遙控、遙信功能通過配置的微機(jī)綜合測控裝置實現(xiàn)。具有跟隨式變電所的變電所信號盤設(shè)置跟隨所負(fù)荷開關(guān)控制命令輸出繼電器。

2023年8月4日241.5綜控屏

2.遠(yuǎn)程通信通信管理機(jī)各主機(jī)單元中分別提供2個獨立的以太網(wǎng)接口，互為備用，通信傳輸速率100Mbps，分別連接到SCADA系統(tǒng)主干通信雙環(huán)網(wǎng)上。正常時，主通信接口處于工作狀態(tài)，當(dāng)主通信以太網(wǎng)接口或主通道故障時，自動起動備用通信以太網(wǎng)接口，使用備用通道。2.遠(yuǎn)程通信2023年9月14日263.所內(nèi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

3.1網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器用以將其他廠家的智能設(shè)備接進(jìn)NDT650牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器可以在底層物理接口和到高層應(yīng)用規(guī)約的各層次上進(jìn)行雙向的規(guī)約轉(zhuǎn)換，讓各種具備通信接口的智能設(shè)備在NDT650站內(nèi)網(wǎng)上映射成一臺虛擬的兼容裝置。網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器在硬件和底層軟件（操作系統(tǒng)，驅(qū)動程序）上均具有較豐富的資源，具有4個RS-232/485串行接口和3個10M以太網(wǎng)接口（光接口或電接口），可用在需要轉(zhuǎn)換的設(shè)備比較多的場合，也可以用于單網(wǎng)到雙網(wǎng)的轉(zhuǎn)