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文檔簡介
1、EMS-SCADA簡介Ver20210302v0.1.何為SCADA?SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition-不是一個(gè)全面的控制系統(tǒng),主要是基于管理層面的-位于硬件頂層的軟件系統(tǒng),經(jīng)過PLC,RTU等模塊于被控系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)-廣泛運(yùn)用于工業(yè)的過程控制系統(tǒng)中-運(yùn)轉(zhuǎn)于DOS,VMS,UNIX,NT,LINUX等操作系統(tǒng)之上-是一種軟實(shí)時(shí)的控制系統(tǒng),在電力系統(tǒng)中它是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)群.調(diào)度:得到的信息是歷史的,不一致的做出的判別和決策是不可靠的主要由廠站端的運(yùn)轉(zhuǎn)人員就地完成大部分監(jiān)控功能廠站端人員不了解系統(tǒng)形狀,不了解全局大規(guī)模電力系統(tǒng)的需求SCAD
2、A的必要性:實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀迅速、準(zhǔn)確、可靠地將廠站端信息傳送到調(diào)度中心.SCADA的位置電力系統(tǒng)SCADAActualFixedAccuratesimulation快照形狀估計(jì)拷貝電力系統(tǒng)AGCAVC在線閉環(huán)控制操作控制在線開環(huán)控制電力系統(tǒng)調(diào)度方案、模擬和培訓(xùn)離線分析和規(guī)劃培訓(xùn)方式SCADA是調(diào)度的“眼和“手?jǐn)?shù)據(jù)流分類控制義務(wù)分類SCADA系統(tǒng)平臺(tái).大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置路由器調(diào)度員任務(wù)站報(bào)表任務(wù)站運(yùn)方任務(wù)站程序員任務(wù)站維護(hù)任務(wù)站網(wǎng)管任務(wù)站數(shù)據(jù)庫效力器數(shù)據(jù)采集效力器SCADA效力器數(shù)據(jù)通訊效力器WEB效力器DTS效力器DTS任務(wù)站模擬屏GPSGPSMODEMSPDnet平安II區(qū)平安I
3、II區(qū)SPTnet磁盤陣列終端效力器千兆/百兆交換機(jī)效力器路由器物理隔離高級(jí)運(yùn)用效力器撥號(hào)效力器認(rèn)證加密安裝.前置系統(tǒng)主要功能:與變電站RTU的數(shù)據(jù)通訊單機(jī)系統(tǒng):11 實(shí)踐系統(tǒng):1N.前置系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源.遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù) 串行通訊.高級(jí)的通訊方式網(wǎng)絡(luò)通訊采用光纖聯(lián)網(wǎng)技術(shù),銜接間隔10-100公里基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)動(dòng).傳統(tǒng)的通道切換方式運(yùn)用通道切換柜通道切換柜中插入多塊通道切換板,一切的主備通道接入切換柜。 2N個(gè)輸入 2N個(gè)輸出.如今的通道切換安裝運(yùn)用智能通道板智能通道板是一種可編程的MODEM板??梢越?jīng)過程序控制通道板在輸入的主備雙通道之間自動(dòng)切換。前置機(jī)和通道板之間
4、采用內(nèi)部協(xié)議進(jìn)展通訊,可以在線向通道板發(fā)送控制命令。.前置系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入技術(shù) RTU采用串行通訊,前置系統(tǒng)需求接入大量的串行信號(hào) 必需提供某種設(shè)備,使前置機(jī)可以訪問多個(gè)RS232串口 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入方式 采用串口擴(kuò)展設(shè)備 先進(jìn)的數(shù)據(jù)接入方式 采用通訊效力器 采用通訊效力器接入通訊數(shù)據(jù)已成為SCADA系統(tǒng)的開展趨勢(shì).采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù)串口擴(kuò)展設(shè)備原理串口擴(kuò)展卡采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù).采用通訊效力器接入數(shù)據(jù)通訊效力器 規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,將串行設(shè)備銜接到網(wǎng)絡(luò),管理員給通訊效力器分配一個(gè)IP地址,通訊效力器自動(dòng)為每個(gè)串口分配一個(gè)端口號(hào)。訪問串口訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,采用規(guī)范的TCP/IP協(xié)議,socket
5、接口對(duì)每個(gè)串口,通訊效力器提供高達(dá)230.4Kbps通訊速率.前置數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)在前置任務(wù)站上安裝第三塊網(wǎng)卡。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)上銜接前置任務(wù)站和通訊效力器組.主流的效力器平臺(tái) PC效力器 Unix效力器,Sun/HP主流的效力器操作系統(tǒng)UnixWindows 2000 Server Linux主流的數(shù)據(jù)庫 MS SQL Server Oracle Sybase效力器系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心.調(diào)度員任務(wù)站W(wǎng)indow 2000/XP.其他人機(jī)任務(wù)站維護(hù)、PAS分析等.WEB發(fā)布效力器PC效力器Window 2000 ServerIIS效力.操作系統(tǒng)(UNIX/LINUX,Windows NT)和商用數(shù)據(jù)庫軟件構(gòu)
6、造 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫人機(jī)交互系統(tǒng)軟總線(事件/通訊效力)API模型建立WEB閱讀系統(tǒng)平安與用戶管理拓?fù)浞治黾皠?dòng)態(tài)著色無功電壓控制模擬操作統(tǒng)計(jì)計(jì)算告警歷史數(shù)據(jù)保管及查詢事故追想遙控、遙調(diào)、對(duì)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件支持軟件運(yùn)用軟件報(bào)表AGC.SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫以關(guān)系庫為模板的、簡化了的、基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫.SCADA的根本功能一數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition)遙控和遙調(diào)操作(Tele-control, Tele-adjust )告警(Alarm)記錄(Logging)事故追想PDR, Post Disturbance Review事件順序記錄SOE, Sequence of Eve
7、nt Recording統(tǒng)計(jì)、計(jì)算Statistics, Calculation.SCADA的根本功能二雙機(jī)切換(Failover)人時(shí)機(jī)話(Man Machine Interface)報(bào)表(Report)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c動(dòng)態(tài)著色(Network Topology, Dynamic Coloring)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)WEB閱讀模擬盤驅(qū)動(dòng)(Mimic Up Data)系統(tǒng)模型的建立工具.SCADA的根本功能數(shù)據(jù)預(yù)處置遙丈量合理性校驗(yàn)遙測(cè)值變化率合理性校驗(yàn)遙測(cè)值的平滑濾波開關(guān)變位可信性校驗(yàn).SCADA的根本功能信息顯示和報(bào)警質(zhì)量監(jiān)視平安限制監(jiān)視開關(guān)形狀停電監(jiān)視方案值執(zhí)行情況設(shè)備形狀維護(hù)和自動(dòng)安裝的動(dòng)作形狀.
8、基于圖形界面的智能化支撐環(huán)境.UNIX下Motif界面.面向設(shè)備的圖形化、一體化建模.歷史數(shù)據(jù)查詢.SCADA信息顯示的例子棒圖適宜顯示機(jī)組出力,電壓等數(shù)據(jù).SCADA信息顯示的例子餅圖適宜顯示份額數(shù)據(jù),如水電占總出力的份額,某機(jī)組出力占總出力的份額,等.SCADA信息顯示的例子曲線適宜顯示某個(gè)量的變化趨勢(shì),如系統(tǒng)負(fù)荷,頻率,電壓等。.SCADA的根本功能遙控和遙調(diào)操作防止誤操作返訊校驗(yàn)畫面提示操作信息操作結(jié)果顯示智能化防誤操作調(diào)度錄音.SCADA的根本功能 PDR,SOE記錄系統(tǒng)發(fā)生異常情況和事故發(fā)生的順序作用:事故后分析事故PDR:記錄事故前后一段時(shí)間間隔的重要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。SOE:對(duì)事故時(shí)各
9、種開關(guān)、繼電維護(hù)、自動(dòng)安裝的形狀變化信號(hào)按時(shí)間順序排隊(duì)。要求準(zhǔn)確的時(shí)鐘同步。.EMS運(yùn)用軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖 拓?fù)浞治隹捎^測(cè)性分析網(wǎng)絡(luò)通訊SCADADB遙信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造母線模型SE結(jié)果實(shí)時(shí)形狀估計(jì)遙測(cè)歷史斷面歷史斷面保管超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)外網(wǎng)等值在線潮流潮流結(jié)果靜態(tài)平安評(píng)定自動(dòng)缺點(diǎn)選擇最優(yōu)潮流校正對(duì)策分析在線缺點(diǎn)計(jì)算智能化網(wǎng)絡(luò)建模靈敏度分析經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析量測(cè)系統(tǒng)分析維護(hù)短路容量掃描靜態(tài)電壓穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定分析短期負(fù)荷預(yù)測(cè)開停機(jī)方案水火電發(fā)電方案.原有系統(tǒng)的問題 1、信息模型私有,無規(guī)范;2、訪問接口私有,可移植性差;3、協(xié)議私有,互操作性差。因此,假設(shè)要實(shí)現(xiàn)信息的集成和共享,那么各信息孤島兩兩之間都需
10、求開發(fā)公用的接口結(jié)果導(dǎo)致:1、不同供應(yīng)商的軟件系統(tǒng)間集成困難;2、不同地域的電力部門間數(shù)據(jù)交換困難;3、隨著信息系統(tǒng)規(guī)模的增大,甚至同一供應(yīng)商的不同軟件系統(tǒng)間集成也越來越困難。.怎樣辦?如何表達(dá)?如何交互?IEC 61970-CIMIEC 61970-CIS圖形交換草案(Scalable Vector Graphics Based).國外研討進(jìn)展在1990年,美國電力科學(xué)研討院EPRI確立了CCAPI控制中心運(yùn)用程序接口工程,EPRI CCAPI工程的目的是:1、主要目的是構(gòu)成一套導(dǎo)那么或規(guī)范,以最小代價(jià)和無任何代碼改動(dòng)就可以將一個(gè)新運(yùn)用軟件安裝在正在運(yùn)轉(zhuǎn)之中的EMS系統(tǒng)中,就象在臺(tái)式機(jī)上安裝
11、軟件包,或者在計(jì)算機(jī)中加塊內(nèi)存,實(shí)現(xiàn)EMS運(yùn)用軟件的“即插式運(yùn)用。2、最低目的是討論一種方法,以減少目前需求在EMS系統(tǒng)中安裝第三方軟件的任務(wù)量。.2000年12月,在美國Orlando,ABB、SIEMENS、ESCA、GE Harris等國際大公司基于IEC61970的公共信息模型CIM進(jìn)展了第一次互操作實(shí)驗(yàn)獲得勝利;2001年5月,在美國的Las Vegas,ABB、SIEMENS、ESCA、GE Harris等國際大公司基于IEC61970的公共信息模型CIM進(jìn)展了第二次互操作實(shí)驗(yàn)獲得勝利;2002年6月在美國進(jìn)展了第三次互操作實(shí)驗(yàn),進(jìn)展了XML文檔的合并,進(jìn)展了潮流計(jì)算。 .2001
12、年基于CIM的第二次互操作實(shí)驗(yàn)圖示 .國內(nèi)研討情況2004年9月142004年9月16日在北京國調(diào)中心舉行了基于CIS GDA接口的國內(nèi)第五次互操作實(shí)驗(yàn) 。根本實(shí)現(xiàn)了基于XML CIM模型的交換、合并、拆分基于CIS的GDA接口的測(cè)試.IEC61970規(guī)范簡介 IEC 61970-1:導(dǎo)那么和普通要求IEC 61970-2:術(shù)語表IEC 61970-301:公用信息模型CIM根本部分IEC 61970-302:CIM財(cái)務(wù)、能量方案和預(yù)定部分IEC 61970-303:CIMSCADA部分IEC 61970-401:組件接口規(guī)范CIS框架部分IEC 61970-402:CIS公用數(shù)據(jù)接口工具部分IEC 61970-403:CISGeneric Data Acce
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