配电网数据采集与监控SCADA知识讲座课件

一、一、SCADA系统系统SupervisorControlAndDataAcquisition的缩写，即的缩写，即监测监控及数据采集的意思。监测监控及数据采集的意思。作用：完成远方现场的运行参数状态的监视、对工艺流程作用：完成远方现场的运行参数状态的监视、对工艺流程进行全面、实时的监视和远方操作控制、调节等任务进行全面、实时的监视和远方操作控制、调节等任务,并并为生产、调度和管理提供必要的数据为生产、调度和管理提供必要的数据 第一节 概述2024/7/28第1页沈阳工程学院 一、SCADA系统第一节概述2023/8/17第1页沈阳工(1)(1)配电网一般是树枝状结构，数据分散、点多、每点信息量少，采配电网一般是树枝状结构，数据分散、点多、每点信息量少，采集信息比输电网困难。集信息比输电网困难。(2)(2)配电网设备多，数据量一般比输电网多出一个数量级。配电网设备多，数据量一般比输电网多出一个数量级。(3)(3)配电网的操作频率高，因此要求采集的信息应能反应配电网故障。配电网的操作频率高，因此要求采集的信息应能反应配电网故障。(4)(4)低压配电网为三相不平衡网络，因此无论在计算上还是在低压配电网为三相不平衡网络，因此无论在计算上还是在SCADA图形监视上，都与输电网不尽相同。图形监视上，都与输电网不尽相同。(5)(5)对配电网而言，需要有建立在对配电网而言，需要有建立在SCADA系统之上的具有故障隔离能系统之上的具有故障隔离能力及恢复供电能力的自动操作软件。力及恢复供电能力的自动操作软件。(6)(6)配电网因其点多面广，配电网配电网因其点多面广，配电网SCADA系统对通信系统提出了比输系统对通信系统提出了比输电网更高的要求。电网更高的要求。(7)(7)配电网直接连接用户，使得配电网配电网直接连接用户，使得配电网SCADA系统的创建、维护、扩系统的创建、维护、扩展工作量非常巨大。展工作量非常巨大。二、配电网SCADA系统的特点 2024/7/28第2页沈阳工程学院 (1)配电网一般是树枝状结构，数据分散、点多、每点信息量少，配电网终端设备配电网终端设备实现数据采集、实现数据采集、调节、信息上传和调节、信息上传和本地控制等功能本地控制等功能区域工作站区域工作站通信网络通信网络用于用于RTURTU与中心站与中心站通讯及与其它通讯及与其它RTURTU通讯通讯 中心工作站中心工作站2024/7/28第3页沈阳工程学院 配电网终端设备区域工作站通信网络用于中心工作站2023/8/一、数据采集功能一、数据采集功能SCADA系统的数据采集可以来自变电站、开关站、环网系统的数据采集可以来自变电站、开关站、环网柜、柱上开关、配电变压器等的实时数据，也可以手工输柜、柱上开关、配电变压器等的实时数据，也可以手工输入。入。数据采集类型有：数据采集类型有：（1 1）模拟量）模拟量 （2 2）数字量）数字量 （3 3）脉冲量）脉冲量 （4 4）标准）标准GPS时钟时钟 （5 5）保护信息）保护信息（6 6）事件顺序记录）事件顺序记录(SOE)第二节 配电网SCADA系统的功能2024/7/28第4页沈阳工程学院 一、数据采集功能第二节配电网SCADA系统的模拟量数据处理模拟量数据处理状态量数据处理状态量数据处理 累积量数据处理累积量数据处理积分累积量处理积分累积量处理计算量的处理计算量的处理 统计功能统计功能 报表生成、数据整理。报表生成、数据整理。趋势曲线的生成。趋势曲线的生成。异常情况和操作记录等提示告警、打印。异常情况和操作记录等提示告警、打印。历史文档归档保存、整理。历史文档归档保存、整理。二、数据处理功能2024/7/28第5页沈阳工程学院 模拟量数据处理二、数据处理功能2023/8/17第5页沈阳工（1 1）实时对断路器和某些开关进行操作。）实时对断路器和某些开关进行操作。（2 2）投切有载变压器分接头。）投切有载变压器分接头。（3 3）电容器投切；电抗器投切。）电容器投切；电抗器投切。三、控制功能2024/7/28第6页沈阳工程学院 三、控制功能2023/8/17第6页沈阳工程学院（1 1）与负荷监控系统的数据交换）与负荷监控系统的数据交换 （2 2）与配电地理信息（）与配电地理信息（GIS）系统、系统、DMS系统的数据交换系统的数据交换和传输。和传输。（3 3）用电营业管理系统的数据交换）用电营业管理系统的数据交换（4 4）与故障报修系统的数据交换）与故障报修系统的数据交换（5 5）与）与RTU、FTU、TTU的数据通信的数据通信四、数据的交换与传输功能2024/7/28第7页沈阳工程学院 （1）与负荷监控系统的数据交换四、数据的交换与传输功能20GIS数数据据 DMS、SCADA、GIS系统之间的数据交换GISDMSSCADA实时数据实时数据GIS数据数据计算结果计算结果实时数据实时数据计算结果计算结果2024/7/28第8页沈阳工程学院 GIS数据DMS、SCADA、GIS系统之间的数据交换GI人机界面功能：人机界面功能：变电站一次接线图及配网逻辑图实时数据刷新显示，接变电站一次接线图及配网逻辑图实时数据刷新显示，接线图可输出到打印机；线图可输出到打印机；设备参数显示、查询；设备参数显示、查询；具有任意模拟量的曲线趋势图具有任意模拟量的曲线趋势图实现在线数据查询、拷贝和打印历史文档功能；实现在线数据查询、拷贝和打印历史文档功能；具有通道运行监视、报警和统计功能；具有通道运行监视、报警和统计功能；采用多窗口风格，不同的窗口可显示不同的画面；采用多窗口风格，不同的窗口可显示不同的画面；支持图形的放大、缩小功能，支持图形的层、面设置与支持图形的放大、缩小功能，支持图形的层、面设置与显示和自动切换。提供图形导航功能；显示和自动切换。提供图形导航功能；图形的线路动态着色功能和潮流方向标志功能图形的线路动态着色功能和潮流方向标志功能在线配电网设备的检修与线路检修的挂牌功能；在线配电网设备的检修与线路检修的挂牌功能；五、人机界面功能(工况监视功能)2024/7/28第9页沈阳工程学院 人机界面功能：五、人机界面功能(工况监视功能)2023/8/系统的设备管理、监视功能系统的设备管理、监视功能 ：系统实时运行工况；系统实时运行工况；各子系统运行情况；各子系统运行情况；系统配置图及其运行情况；系统配置图及其运行情况；RTU、FTU、TTU配置图及其运行情况；配置图及其运行情况；主机运行监视和故障自动切换；主机运行监视和故障自动切换；网络运行状态监视及网络数据传输监视；网络运行状态监视及网络数据传输监视；各节点系统运行进程状态监视和在线编辑。各节点系统运行进程状态监视和在线编辑。2024/7/28第10页沈阳工程学院 系统的设备管理、监视功能：2023/8/17第10页沈阳工通过系统提供的绘图功能实现图形的在线编辑。在一个有通过系统提供的绘图功能实现图形的在线编辑。在一个有权限的机器上编辑的图形可实时的更新到全系统，并可存权限的机器上编辑的图形可实时的更新到全系统，并可存储到数据库中；储到数据库中；六、图形编辑功能2024/7/28第11页沈阳工程学院 六、图形编辑功能2023/8/17第11页沈阳工程学院报警处理分两种方式：一种是事故报警，另一种是预告报报警处理分两种方式：一种是事故报警，另一种是预告报警。警。报警的内容一般有：越限报警；开关量的状态变化报警；报警的内容一般有：越限报警；开关量的状态变化报警；设备、配网终端及通道故障报警；综合自动化保护事件报设备、配网终端及通道故障报警；综合自动化保护事件报警；警；SOE信息报警。信息报警。七、报警处理2024/7/28第12页沈阳工程学院 七、报警处理2023/8/17第12页沈阳工程学院历史记录的类型主要有：测量数据、状态数据、累计数据、历史记录的类型主要有：测量数据、状态数据、累计数据、数字数据、报警数据、事件顺序记录数据、继电保护数据、数字数据、报警数据、事件顺序记录数据、继电保护数据、安全装置数据和事故追忆记录等。安全装置数据和事故追忆记录等。历史数据库管理系统可以根据实时数据的存储周期定时将历史数据库管理系统可以根据实时数据的存储周期定时将实时数据转存到历史数据库中。实时数据转存到历史数据库中。八、历史数据处理功能2024/7/28第13页沈阳工程学院 八、历史数据处理功能2023/8/17第13页沈阳工程学院电力系统发生故障时，往往是多个继电保护和断路器先后电力系统发生故障时，往往是多个继电保护和断路器先后动作。把这些带有毫秒级时间标记的遥信动作顺序记录下动作。把这些带有毫秒级时间标记的遥信动作顺序记录下来的功能，称为来的功能，称为SOE。九、事件顺序记录2024/7/28第14页沈阳工程学院 九、事件顺序记录2023/8/17第14页沈阳工程学院事故追忆功能是在开关变位时将变位前后若干时间段内系事故追忆功能是在开关变位时将变位前后若干时间段内系统中的主要参数记录下来，供事后分析用。统中的主要参数记录下来，供事后分析用。（一）事故追忆启动（一）事故追忆启动（二）事故重演（二）事故重演（三）事故分析（三）事故分析十、事故追忆功能 2024/7/28第15页沈阳工程学院 事故追忆功能是在开关变位时将变位前后若干时间段内系统中的主要通讯超时处理；通讯超时处理；通讯校验错处理；通讯校验错处理；通讯封锁与解锁处理；通讯封锁与解锁处理；遥控上锁与解锁处理；遥控上锁与解锁处理；遥控二级确认处理；遥控二级确认处理；分母为零，非法值分母为零，非法值(无穷大、无穷小等无穷大、无穷小等)处理处理十一、容错措施2024/7/28第16页沈阳工程学院 十一、容错措施2023/8/17第16页沈阳工程学院系统由系统由GPS全球定位时钟提供标准时间，同时向全系统发全球定位时钟提供标准时间，同时向全系统发对钟命令，包括主站系统的各个节点的机器、对钟命令，包括主站系统的各个节点的机器、RTU、FTU、TTU等。等。十二、系统的时间统一2024/7/28第17页沈阳工程学院 十二、系统的时间统一2023/8/17第17页沈阳工程学院功能：自动生成操作票及对操作票进行模拟操作功能：自动生成操作票及对操作票进行模拟操作该系统的两种运行模式：该系统的两种运行模式：正常模式：操作票系统和监控系统一起在线运行，并且操正常模式：操作票系统和监控系统一起在线运行，并且操作票系统和监控系统的设备状态将一致作票系统和监控系统的设备状态将一致 培训模式：操作票系统只是在启动时从监控系统中取得各培训模式：操作票系统只是在启动时从监控系统中取得各个设备当前状态，在运行过程中，设备状态的变位并不反个设备当前状态，在运行过程中，设备状态的变位并不反映到操作票系统，在该状态下，可以进行操作票快速模拟，映到操作票系统，在该状态下，可以进行操作票快速模拟，即将操作票专家系统当前设备的状态改成执行了操作票后即将操作票专家系统当前设备的状态改成执行了操作票后的状态的状态 十三、智能操作票功能2024/7/28第18页沈阳工程学院 功能：自动生成操作票及对操作票进行模拟操作十三、智能操作票功系统以任务为单位进行授权和权限控制系统以任务为单位进行授权和权限控制 操作权限可分以下四个级别：操作权限可分以下四个级别：（1 1）值班类：可浏览监视接线图，报表，曲线；）值班类：可浏览监视接线图，报表，曲线；（2 2）调度员：增加遥控权限，可手动切换主备机；）调度员：增加遥控权限，可手动切换主备机；（3 3）系统维护员：可进行图形编辑，数据库生成，修改，）系统维护员：可进行图形编辑，数据库生成，修改，报表，曲线的生成，修改，历史数据存贮周期设定；报表，曲线的生成，修改，历史数据存贮周期设定；（4 4）系统管理员：计算机系统的组网，节点功能配置。）系统管理员：计算机系统的组网，节点功能配置。对所有控制操作实施完全检查，并提供详细记录备查。对所有控制操作实施完全检查，并提供详细记录备查。十四、系统安全管理2024/7/28第19页沈阳工程学院 系统以任务为单位进行授权和权限控制十四、系统安全管理202站端系统维护：维护工作站通过现有通道对站端系统进行站端系统维护：维护工作站通过现有通道对站端系统进行远程维护，包括对远程维护，包括对FTU的运行监视和参数设置。的运行监视和参数设置。通道监视：对通道监视：对RTU通讯通道的状态及通讯质量进行监视，通讯通道的状态及通讯质量进行监视，并对各通道的通讯出错次数进行统计。提供在线时分段开并对各通道的通讯出错次数进行统计。提供在线时分段开关定值远方设置与修改功能。关定值远方设置与修改功能。十五、通道监视与站端系统维护 2024/7/28第20页沈阳工程学院 十五、通道监视与站端系统维护2023/8/17第20页沈阳与地调与地调SCADA系统的数据交换接口系统的数据交换接口与与MIS系统的接口系统的接口 与负荷控制系统的接口与负荷控制系统的接口 与用电营业管理系统的接口与用电营业管理系统的接口 与与GIS系统的接口系统的接口 十六、与其它系统的数据交换的接口功能2024/7/28第21页沈阳工程学院 十六、与其它系统的数据交换的接口功能2023/8/17第21（一）报表打印（一）报表打印配调工作站均可召唤打印所需要的报表；报表的生成在报配调工作站均可召唤打印所需要的报表；报表的生成在报表工作站上进行；表工作站上进行；报表可定时打印，时间可设置；报表可定时打印，时间可设置；（二）实时打印（二）实时打印 包括事件及报警打印，操作记录打印。包括事件及报警打印，操作记录打印。（三）（三）图形打印图形打印接线图、曲线图、棒图等的打印。接线图、曲线图、棒图等的打印。十七、打印输出2024/7/28第22页沈阳工程学院 十七、打印输出2023/8/17第22页沈阳工程学院