電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)人員培訓(xùn)教材

1、福建省電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 技術(shù)人員培訓(xùn)班教材 （主站部分） 福福建建省省電電網(wǎng)網(wǎng)中中心心調(diào)調(diào)度度所所 2004 年年 10 月月 目 錄 1.電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的概念、構(gòu)成及功能電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的概念、構(gòu)成及功能.1 1.1電力自動(dòng)化的基本概念 .1 1.2電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展過程 .1 1.3電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要內(nèi)容和現(xiàn)狀 .2 1.3.1電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化.2 1.3.2火電廠自動(dòng)化.3 1.3.3水電廠自動(dòng)化.4 1.3.4配電網(wǎng)自動(dòng)化.5 1.4電力調(diào)度自動(dòng)化 .6 1.4.1調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展過程.6 1.4.2電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一般構(gòu)成.9 1.4.3遠(yuǎn)動(dòng)終端簡介.10 1.4.4

2、主站系統(tǒng)簡介.10 1.4.5電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與性能要求.11 2.計(jì)算機(jī)通信和電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)通信和電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò).13 2.1數(shù)據(jù)通信一般概念 .13 2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) .13 2.3網(wǎng)絡(luò)參考模型 .14 2.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 .16 2.5網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念 .17 2.6局域網(wǎng)及其標(biāo)準(zhǔn) .19 2.7遠(yuǎn)程互聯(lián) .22 2.8計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 .23 2.9電力數(shù)據(jù)網(wǎng) .24 3.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理及功能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理及功能.26 3.1引言 .26 3.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) .28 3.2.1硬件結(jié)構(gòu).28 3.2.2軟件結(jié)構(gòu).32

3、 3.3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的工作原理 .34 3.4電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的功能 .36 4.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的使用和維護(hù)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的使用和維護(hù).43 4.1WINDOWS NT 操作系統(tǒng)簡介.43 4.1.1Windows 2000 的安裝.43 4.1.2用戶組.43 4.1.3用戶帳戶.44 4.1.4Windows 2000 文件系統(tǒng).44 4.1.5共享目錄和打印機(jī).44 4.1.6Windows 2000 網(wǎng)絡(luò).45 4.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的使用 .48 4.2.1調(diào)閱圖形.48 4.2.2圖形操作.48 4.2.3調(diào)閱報(bào)表.49 4.2.4命令操作.4

4、9 4.3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的維護(hù) .50 5.分站遠(yuǎn)動(dòng)裝置的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理及功能分站遠(yuǎn)動(dòng)裝置的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理及功能.53 5.1分站概述（包括基本功能） .53 5.1.1分站的概念.53 5.1.2分站的基本功能.54 5.1.3分站的歷史.54 5.1.4對分站的要求.54 5.2分站的基本組成及其工作原理 .55 5.2.1分站的任務(wù).55 5.2.2微機(jī)型分站的結(jié)構(gòu)以及工作過程.56 5.3分站各組成部分的硬件結(jié)構(gòu)及處理方法 .58 5.3.1遙信量的采集.58 5.3.2遙測量的采集.60 5.3.3遙信量變位及遙測量越閾值的檢測.67 5.3.4遙控與遙調(diào)量的處理.6

5、9 5.3.5遠(yuǎn)動(dòng)裝置的避錯(cuò)與容錯(cuò)技術(shù).72 5.3.6遠(yuǎn)動(dòng)裝置的故障檢測與診斷.74 5.4分站的各種通訊方式 .75 5.4.1循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信.76 5.4.2問答式遠(yuǎn)動(dòng)通信.81 5.5分站的發(fā)展方向 .83 6.分站系統(tǒng)的使用和維護(hù)分站系統(tǒng)的使用和維護(hù).84 6.1分站的安裝 .84 6.1.1接線方法.84 6.1.2通訊方式的設(shè)置和通訊規(guī)約的選擇.86 6.1.3發(fā)送量數(shù)據(jù)庫的設(shè)定.86 6.1.4投運(yùn)前測試.88 6.2分站的維護(hù) .89 6.2.1定期作例行檢查.89 6.2.2立即作檢查.89 7.機(jī)房環(huán)境機(jī)房環(huán)境.91 7.1對計(jì)算機(jī)設(shè)備產(chǎn)生影響的主要環(huán)境條件 .91 7.

6、2改善機(jī)房環(huán)境條件的措施 .92 8.電源電源.93 8.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對供電質(zhì)量的要求 .94 8.2改善計(jì)算機(jī)設(shè)備供電質(zhì)量的幾種設(shè)備 .95 8.3改善供電質(zhì)量的措施 .99 8.3.1機(jī)房供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題.99 8.3.2推薦電源連接方法.100 9.接地接地.101 9.1接地種類 .101 9.2接地電阻 .101 9.3推薦接地方法 .103 10.避雷避雷.103 10.1雷電的危害.103 10.2計(jì)算機(jī)的防雷措施.103 11.模擬屏模擬屏.104 11.1模擬屏的種類.104 11.2計(jì)算機(jī)設(shè)備接模擬應(yīng)注意的問題.104 1. 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的概念、構(gòu)成及

7、功能電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的概念、構(gòu)成及功能 1.1電力自動(dòng)化的基本概念電力自動(dòng)化的基本概念 電力系統(tǒng)自動(dòng)化（electric power system automation）是應(yīng)用各種具有自動(dòng)檢測、反 饋、決策和控制功能的裝置并通過信號、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全 系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方的自動(dòng)監(jiān)視、協(xié)調(diào)、調(diào)節(jié)和控制，目的是保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和 安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 電能的供應(yīng)和使用與社會經(jīng)濟(jì)和人民日常生活密切相關(guān)。電力系統(tǒng)包括生產(chǎn)、傳輸、 分配、消費(fèi)電能的各個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi)過程，在地域上分布遼闊而在 電氣上卻是聯(lián)成一體的。電能質(zhì)量不合格將引起產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的下降以及

8、人民生活的 不便，突然停電和長期頻率或電壓下降的情況下還會造成人身傷亡和設(shè)備損壞事故。電力 系統(tǒng)中任何一個(gè)元件的參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的變化都會迅速地影響到系統(tǒng)中其他元件的正常工 作，所以在電力系統(tǒng)中任何一處發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)而正確地處理，否則將使事故擴(kuò)大，并 波及電力系統(tǒng)其他運(yùn)行部分，以至造成大面積停電。一次能源調(diào)度、發(fā)電機(jī)起停和負(fù)荷分 配、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和潮流分布、負(fù)荷控制和管理的合理與否，都涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行中能量的節(jié) 約和所發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益。 由于電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式日益復(fù)雜，單純依靠人力 來監(jiān)視電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，正確而及時(shí)地進(jìn)行各項(xiàng)操作，迅速地處理事故，已經(jīng)是不可 能了。必

9、須應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)等科學(xué) 技術(shù)的最新成就來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化。 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本要求如下： （1）迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運(yùn)行參 數(shù)。 （2）根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全要求為運(yùn)行人 員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對各元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。 （3）實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)，尋求電力系統(tǒng)電能質(zhì) 量合格和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 （4）提高供電可靠性，減少電力系統(tǒng)事故、延長設(shè)備壽命，提高運(yùn)行水平，節(jié)省人 力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 1.2電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展過程電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)

10、展過程 電力系統(tǒng)自動(dòng)化是在應(yīng)用各種自動(dòng)裝置逐步取代人工操作的過程中發(fā)展起來的。最先， 運(yùn)行人員在發(fā)電機(jī)組、開關(guān)設(shè)備等電力系統(tǒng)元件的近旁直接監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行手工操作 和調(diào)節(jié)，例如人工操作開關(guān)、調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的出力和電壓等。這種工作方式的效果與運(yùn)行人 員的素質(zhì)和精神狀態(tài)有關(guān)，也與監(jiān)視儀表和調(diào)節(jié)操作裝置的完善性有密切關(guān)系，往往不能 及時(shí)而正確地對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，特別在發(fā)生事故時(shí)，由于來不及反應(yīng)事故的發(fā)生和 發(fā)展，而使事故擴(kuò)大。 隨著單個(gè)設(shè)備或單個(gè)過程自動(dòng)裝置（或調(diào)節(jié)器）的應(yīng)用，直接以運(yùn)行參數(shù)的變化作為 控制裝置的輸入信號，來起動(dòng)設(shè)備的操作和控制，如利用各種繼電器來反應(yīng)系統(tǒng)故障情況 下的電流和電壓的

11、變化，使斷路器開斷故障線路；根據(jù)發(fā)電機(jī)端電壓變化的信號來調(diào)節(jié)勵(lì) 磁電流，以實(shí)現(xiàn)電壓和無功功率的調(diào)節(jié)和控制；根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化信號來調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的 出力，以實(shí)現(xiàn)頻率和有功功率的調(diào)節(jié)和控制以及水輪機(jī)組的程序起動(dòng)等。這種單參數(shù)、單 回路的調(diào)節(jié)和控制裝置的應(yīng)用，節(jié)省了人力，并能比較正確而及時(shí)地控制運(yùn)行狀態(tài)。隨著 電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)裝置的組成元件也由最初的電磁型的發(fā)展成由晶體管、 集成電路構(gòu)成的無觸點(diǎn)型的并進(jìn)一步采用以微型計(jì)算機(jī)（或微處理器）為基礎(chǔ)的可編程序 控制器等先進(jìn)設(shè)備。 由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)電廠（發(fā)電機(jī)）及電力系統(tǒng)其他元件數(shù)量的增加，運(yùn)行工況 的復(fù)雜，使得協(xié)調(diào)各元件間的控制成為必要

12、。所以，在一個(gè)發(fā)電廠、局部電力系統(tǒng)以至整 個(gè)電力系統(tǒng)開始應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備來完成數(shù)據(jù)收集和處理，并且利用計(jì)算機(jī)的 高速運(yùn)算能力、大容量內(nèi)存和高度的邏輯判斷能力，實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)電廠、局部電力系統(tǒng)以至 整個(gè)電力系統(tǒng)的集中監(jiān)視、決策和控制。 隨著電力系統(tǒng)各元件及發(fā)電廠組成的日益復(fù)雜，以及對控制的要求日益嚴(yán)格，進(jìn)一步 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中控制越來越困難，這是因?yàn)樾畔⒘魁嫶?，通道擁擠，計(jì)算機(jī)的容量增大， 響應(yīng)不快，運(yùn)行復(fù)雜。利用計(jì)算機(jī)性能價(jià)格比日益提高的趨勢，對被控對象多、每個(gè)對象 需要監(jiān)控的參數(shù)較多、各個(gè)對象在地理上比較分散的系統(tǒng)，控制方式從集中控制發(fā)展為分 層控制，如中心調(diào)度所、地區(qū)調(diào)度所、發(fā)電廠（

13、變電所）控制中心等形式的分層控制。分 層控制的最低層可以在獲取數(shù)據(jù)的地方由就近設(shè)置的計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制。這樣 可以避免大量信息可來回傳送，減輕上層計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高信息處理的實(shí)時(shí)性。只有涉 及全系統(tǒng)的綜合信息，才由下一層轉(zhuǎn)送給上一層進(jìn)行處理和控制，在上層作出決策后向下 層發(fā)送控制信息。 1.3電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要內(nèi)容和現(xiàn)狀電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要內(nèi)容和現(xiàn)狀 1.3.1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化 為了合理監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)日益擴(kuò)大的電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理影響整個(gè)系統(tǒng) 正常運(yùn)行的事故和異?，F(xiàn)象，在形成電力系統(tǒng)的最早階段，就注意到電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)方監(jiān)視 和控制問題，并提出必須設(shè)立電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心。

14、在開始階段由于通信設(shè)備等技術(shù)裝 備的限制（如只有電話），調(diào)度人員需要花費(fèi)很多時(shí)間才能掌握有限的代表電力系統(tǒng)運(yùn)行 狀態(tài)的信息，電力系統(tǒng)的很大一部分監(jiān)視和控制功能是由電力系統(tǒng)中所屬發(fā)電廠和變電所 的運(yùn)行人員直接來完成的。 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息直接進(jìn)入調(diào)度控制中心成為可能， 調(diào)度人員可根據(jù)這些信息迅速掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理發(fā)生的事故。 20 世紀(jì) 60 年代開始用數(shù)字式遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，使信息的收集和傳輸在精度、速度和可靠性 上都有很大的提高。電子計(jì)算機(jī)和圖象顯示技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心的應(yīng)用使自動(dòng)化 程度達(dá)到一個(gè)新的水平。在開始階段，計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)視（

15、包括信息的收集、 處理和顯示）、遠(yuǎn)距離開關(guān)操作，以及制表、記錄和統(tǒng)計(jì)等功能，一般稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān) 視控制（supervisory control and data acquisition - SCADA）。 60 年代后期國際上出現(xiàn)很多大面積停電事故以后，加強(qiáng)了全系統(tǒng)的安全監(jiān)視、分析 和控制。這種控制系統(tǒng)不僅能完整地了解全系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，而且可在計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè) 備的幫助下，能夠在正常和事故情況下及時(shí)而正確地作出控制的決策。這種包括 SCADA 功能、自動(dòng)發(fā)電控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全控制功能以及其他調(diào)度管理和計(jì)劃功能的系統(tǒng)稱為 能量管理系統(tǒng)（energy management system EMS

16、）。利用這種先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)，運(yùn)行 人員已從過去以監(jiān)視記錄為主的狀況轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多地進(jìn)行分析、判斷和決策，而日常的記錄 事務(wù)則由計(jì)算機(jī)取代。 電力調(diào)度自動(dòng)化的詳細(xì)情況，參見 1.4 節(jié)。 1.3.2 火電廠自動(dòng)化 現(xiàn)代火電廠的發(fā)展趨勢是采用高溫、高壓、中間再熱的大型單元式發(fā)電機(jī)組，機(jī)組的 單機(jī)容量大而熱力系統(tǒng)復(fù)雜，其運(yùn)行工況多變，操作頻繁而復(fù)雜，控制的對象和參數(shù)多， 所以對火電廠的自動(dòng)化程度提出了很高的要求，傳統(tǒng)的監(jiān)控儀表和運(yùn)行方式已滿足不了火 電廠經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的要求。近十幾年來已經(jīng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)來代替常規(guī)調(diào)節(jié)儀表對單項(xiàng)參數(shù)的 控制或用一些相對獨(dú)立的自動(dòng)控制系統(tǒng)來完成局部設(shè)備的控制（如鍋爐自動(dòng)控制，噴

17、燃器 自動(dòng)控制，汽輪機(jī)自動(dòng)起動(dòng)和發(fā)電機(jī)自動(dòng)同步等），或者在傳統(tǒng)的儀表和控制器的基礎(chǔ)上 增加電子計(jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)和控制。其主要的功能有下列幾方面。 1. 安全監(jiān)視安全監(jiān)視 利用計(jì)算機(jī)對發(fā)電機(jī)組的各種參數(shù)和各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行巡回和周期性的測量和 檢查。對于不同的運(yùn)行工況（如正常、異常、起停過程、事故）。檢測的內(nèi)容和周期是不 同的。采取數(shù)據(jù)后還要進(jìn)行必要的處理，例如判斷數(shù)據(jù)的正確性，對某些參數(shù)的修正，進(jìn) 行參數(shù)濾波等。同時(shí)，可對收集到的信息進(jìn)一步校驗(yàn)是否越限，并通過聲光顯示或打印輸 出向運(yùn)行人員報(bào)告。還可以根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出如功率總加、鍋爐效率、廠用 電率等性能指標(biāo)值。 2. 正常調(diào)節(jié)正常

18、調(diào)節(jié) 在正常運(yùn)行時(shí)，對鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主輔設(shè)備進(jìn)行直接或間接控制。在運(yùn)行中， 因不斷受到內(nèi)外部條件及干擾影響，一些被調(diào)參數(shù)（如汽壓、汽溫、水位、流量、風(fēng)量等） 經(jīng)常發(fā)生變化，這就要利用自動(dòng)調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量的偏差值，按規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行調(diào) 節(jié)。最簡單的是單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制若干回路，并考慮各參數(shù)的相 關(guān)因素。 3. 機(jī)組起停機(jī)組起停 高參數(shù)和大容量機(jī)組的汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)十分復(fù)雜，使 機(jī)組起停時(shí)的控制十分困難。在從冷態(tài)起動(dòng)到帶滿負(fù)荷（幾小時(shí)到十幾小時(shí)）的過程中， 包括鍋爐點(diǎn)火、升溫升壓、汽輪機(jī)升速、初負(fù)荷保持、升負(fù)荷等幾個(gè)階段，工況不斷變化。 為

19、了保證起動(dòng)設(shè)備的安全，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，要對各種參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、 判斷和計(jì)算，然后對各調(diào)節(jié)器和程序控制回路發(fā)出指令，或者直接去調(diào)節(jié)和操作發(fā)電機(jī)組。 4. 事故處理事故處理 對生產(chǎn)過程進(jìn)行趨勢預(yù)報(bào)和報(bào)警分析。事故發(fā)生后，首先通過事故識別程序查明事故 性質(zhì)及原因，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的事故處理程序。如果事故繼續(xù)發(fā)展，以致危及機(jī)組及系統(tǒng)安 全時(shí)，則應(yīng)采取緊急措施（如減負(fù)荷、停機(jī)）。在事故處理過程中，要監(jiān)視和記錄設(shè)備的 狀態(tài)及主要參數(shù)，以供運(yùn)行人員進(jìn)行事故后的分析。 1.3.3 水電廠自動(dòng)化 水電廠除了按計(jì)劃發(fā)電外，還在電力系統(tǒng)中起著調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的作用，所以 機(jī)組啟動(dòng)頻繁，工況多變（如調(diào)

20、相改發(fā)電，抽水蓄能發(fā)電廠的抽水改發(fā)電等）；水電廠一 般要通過遠(yuǎn)距離輸電線將電能送到負(fù)荷中心，易出現(xiàn)穩(wěn)定問題；同時(shí)水電廠還應(yīng)考慮水力 資源的綜合利用。所以，水電廠的自動(dòng)化要能適應(yīng)這些要求。 水電廠自動(dòng)化也是從單機(jī)自動(dòng)化開始。首先實(shí)現(xiàn)機(jī)旁的儀表監(jiān)視和報(bào)警，就地操作和 單個(gè)元件的自動(dòng)化，例如電氣液壓型的調(diào)速器，復(fù)式勵(lì)磁電壓教正器等。 隨著水電廠機(jī)組數(shù)量的增多和單機(jī)容量的增大，以及水電的梯級開發(fā)和逐步實(shí)現(xiàn)水電 廠、梯級水電廠的集中控制，采用對全廠和梯級水電廠運(yùn)行狀態(tài)的巡回檢測，全廠主輔機(jī) 的集中起停，自動(dòng)調(diào)頻和有功幾無功功率的成組調(diào)節(jié)，機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行，穩(wěn)定的監(jiān)視和控 制（如切機(jī)、電氣制動(dòng)、低頻自動(dòng)啟動(dòng)

21、機(jī)組等）等。 近幾十年來，在水電廠自動(dòng)化中廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和微處理機(jī)。機(jī)組的基礎(chǔ)自動(dòng)化 裝置實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，例如微機(jī)化的調(diào)速裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、同步系統(tǒng)等，給水電廠的基礎(chǔ)自 動(dòng)化帶來了極大的方便。多微機(jī)的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使水電廠進(jìn)入全廠計(jì)算 機(jī)監(jiān)控和綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)全廠的安全監(jiān)視、自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、事故順序記錄和 水庫經(jīng)濟(jì)調(diào)度等綜合功能。在梯級開發(fā)的水系，還可以進(jìn)行全梯級水電廠的集中調(diào)度和控 制。 隨著自動(dòng)化水平的提高，在一些中、小型水電廠可以實(shí)現(xiàn)無人值班和控制中心的遠(yuǎn)方 監(jiān)控。 水電廠除了本身機(jī)組和電器設(shè)備監(jiān)視和控制外。還要考慮水力系統(tǒng)（上、下游，以至 跨流域）對水電廠的約束，

22、實(shí)現(xiàn)水庫長、中、短期的優(yōu)化調(diào)度，以及防洪、灌溉、航運(yùn)、 供水、養(yǎng)殖的綜合利用。所以，廣義的水電廠自動(dòng)化還包括對水庫的調(diào)節(jié)和管理，以及大 壩的自動(dòng)監(jiān)視和管理。目前，已采用先進(jìn)的無線電通信手段和以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的水庫 流域水情測報(bào)幾防洪調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，定時(shí)收集全流域的氣象和水文（包括降雨，上、下 游用水情況等）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后可以得到未來時(shí)段水庫的入水流量變化過程幾洪水 預(yù)報(bào)。也應(yīng)用自動(dòng)測量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)觀察大壩各項(xiàng)變量（如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、壩縫開 度、滲透壓力等）。 1.3.4 配電網(wǎng)自動(dòng)化 配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)生產(chǎn)和供應(yīng)電能的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其自動(dòng)化的主要任務(wù)是保證經(jīng)濟(jì) 安全供電和負(fù)荷供需平衡

23、的控制和管理，使用戶得到一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的電力供應(yīng)，所 以配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要功能為： （1）對配電網(wǎng)和無人值班變電所的監(jiān)視和自動(dòng)操作，如通過遠(yuǎn)方投切電網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)斷 路器或分段斷路器，以便切除故障或調(diào)整潮流； （2）在系統(tǒng)頻率下降時(shí)切除負(fù)荷，在電壓變動(dòng)時(shí)自動(dòng)投切靜電電容器或者調(diào)整變壓 器分接頭； （3）通過對負(fù)荷的直接控制來調(diào)節(jié)負(fù)荷曲線和保持電能供需平衡。 最初用時(shí)間開關(guān)來控制用戶的負(fù)荷，定時(shí)切換用戶的不同記價(jià)電表，用經(jīng)濟(jì)的手段來 管理負(fù)荷。對于工業(yè)用戶可采取控制最大需電量、分時(shí)記價(jià)、按合同規(guī)定用電時(shí)間等方法 進(jìn)行控制。為了使負(fù)荷控制直接到每一用戶，可采取工頻、音頻、載波、無線電等控制手 段，有

24、配電網(wǎng)調(diào)度所根據(jù)上級調(diào)度所的指令和系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，直接發(fā)出控制信號， 對事先分門別類的負(fù)荷進(jìn)行控制，操作被控用戶的短路器。 隨著自動(dòng)化裝置和被控設(shè)備可靠性的提高，中、小型變電所的控制可由就地操作過度 到遠(yuǎn)方操作和自動(dòng)操作。近年來也開始在變電所內(nèi)建立微型計(jì)算機(jī)為核心的綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)、安全監(jiān)視、電壓和無功綜合控制等功能。一些變電所已實(shí)現(xiàn)無人 值班或遠(yuǎn)方控制的自動(dòng)化運(yùn)行體制。 1.4電力調(diào)度自動(dòng)化電力調(diào)度自動(dòng)化 電力調(diào)度自動(dòng)化是電力自動(dòng)化的重要內(nèi)容之一，是指綜合利用計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)和遠(yuǎn)程通 信等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理工作的自動(dòng)化。 電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組

25、成，并由調(diào)度控制中心對全系統(tǒng)的運(yùn) 行進(jìn)行統(tǒng)一管理。為了保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及供電的質(zhì)量，系統(tǒng)的調(diào)度 控制中心必須及時(shí)而準(zhǔn)確地掌握全面的運(yùn)行情況，隨時(shí)進(jìn)行分析，作出正確的判斷和決策， 必要時(shí)采取相應(yīng)的措施，及時(shí)處理事故和異常情況。 早期的電力調(diào)度以人工方式操作，用打電話的方式收集數(shù)據(jù)，下達(dá)調(diào)度命令，速度慢， 實(shí)時(shí)性差。由于電網(wǎng)是一個(gè)迅變系統(tǒng)，電能以極快的速度傳送，電網(wǎng)中一個(gè)地方出故障， 瞬間就會波及到全網(wǎng)，因此手工方式很難滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求。特別對于大機(jī)組、大電網(wǎng)、 高電壓的現(xiàn)代電網(wǎng)，調(diào)度中心需要采集和處理的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信號數(shù)量眾多，實(shí)時(shí) 性要求很高，調(diào)度工作只能采用現(xiàn)代化手

26、段進(jìn)行。因此，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng) 不可缺少的組成部分。 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，由裝在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)、裝載發(fā) 電廠或變電所的遠(yuǎn)動(dòng)終端以及遠(yuǎn)動(dòng)通道等構(gòu)成。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能是實(shí)時(shí)采集電 力系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)和信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析和處理，為調(diào)度員提供進(jìn)行監(jiān)視與控制的 操作界面，有效地幫助電力系統(tǒng)調(diào)度員執(zhí)行電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)發(fā)供電任務(wù)。 1.4.1 調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展過程 電力生產(chǎn)是發(fā)輸電與用電同時(shí)進(jìn)行的連續(xù)生產(chǎn)過程。電力系統(tǒng)分布地域廣闊，是一個(gè) 龐大的生產(chǎn)體系，必須嚴(yán)格地進(jìn)行調(diào)度管理才能保證安全發(fā)供電。早期電力系統(tǒng)規(guī)模較小， 調(diào)度員利用電話即可了解各發(fā)電廠、變電

27、所的運(yùn)行狀況。調(diào)度命令也是通過電話下達(dá)的。 當(dāng)電力系統(tǒng)日益發(fā)展，廠站數(shù)越來越多時(shí)，僅靠電話已經(jīng)無法及時(shí)進(jìn)行調(diào)度控制。特 別是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可能會延長事故處理時(shí)間，甚至擴(kuò)大事故。因此必須有自動(dòng)化的 手段支持才能完成調(diào)度工作?，F(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為調(diào)度自動(dòng)化 系統(tǒng)提供了技術(shù)支持手段。隨著支持技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了各種調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備，調(diào)度工作 逐步脫離了原始手工方式，開始采用各種自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行操作。 早期的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)稱為“遠(yuǎn)動(dòng)”系統(tǒng)，主要功能是把遠(yuǎn)方廠站的測量量和斷路器 信號及時(shí)傳送到調(diào)度所，通過模擬屏顯示出電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，使調(diào)度員能及時(shí)了解所 發(fā)生的事件。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在

28、第二次世界大戰(zhàn)后就進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度階段，中國 20 世紀(jì) 60 年 代開始在電力調(diào)度中使用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。 1. 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展 從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)的發(fā)展看，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)先后采用過分立元件設(shè)計(jì)、 IC/CPU 板級設(shè)計(jì)、集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)設(shè)計(jì)，發(fā)展到今天的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分布式設(shè)計(jì)。 在國內(nèi)，早期的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)大都是建立在分立元件的基礎(chǔ)上的，這些系統(tǒng)和設(shè)備在我國 直到 80 年代中期還有單位在使用。但由于系統(tǒng)完全由硬件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一， 一般只有數(shù)據(jù)采集功能，支持少量數(shù)據(jù)的模擬屏數(shù)碼管顯示。系統(tǒng)可靠性低，經(jīng)常出故障。 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)百萬或上千萬千瓦

29、的容量時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)收集遠(yuǎn)方廠站數(shù)據(jù)可達(dá)數(shù) 千或上萬個(gè)，即使增大模擬屏也無法容納如此眾多的數(shù)碼管和信號燈，調(diào)度員也難以清楚 地分辨這些信號，無法判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和所發(fā)生的事故。因此國際上從 60 年代 起就出現(xiàn)了基于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。 隨著微處理器應(yīng)用的普及，70 年代至 80 年代初，國內(nèi)有了基于 IC/CPU 的以電路板 為單元的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。集成電路，特別是具有“智能”的 CPU 的使用大大簡化了系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)，增加了系統(tǒng)功能，提高了系統(tǒng)可靠性。但由于沒有操作系統(tǒng)的支持，這種基于 IC/CPU 系統(tǒng)需要從硬件、底層軟件一直到應(yīng)用軟件的全套設(shè)計(jì)，工作量大，系統(tǒng)功能不 夠靈活

30、，因而一般用于功能較為固定的設(shè)備，如 RTU 等。 80 年代初，國內(nèi)開始普及基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有 豐富的軟硬件資源，能將所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，通過屏幕顯示器以多幅畫面的形式 提供更加直觀的信息顯示，并可由打印機(jī)打印出統(tǒng)計(jì)報(bào)表和記錄，節(jié)省了調(diào)度員許多繁瑣 的工作，使調(diào)度效果得到明顯提高。由于有完善的操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的支持，也 極大地方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能也日益靈活復(fù)雜。除了功能簡單，生產(chǎn)批量較 大的設(shè)備如 RTU 等以外，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備大量采用了基于系統(tǒng)機(jī)的設(shè)計(jì)，主站 系統(tǒng)幾乎無例外的都是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造的。 80 年代廣泛使

31、用的這些調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有時(shí)也稱為集中式系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是以一臺 計(jì)算機(jī)（小型機(jī)或微型計(jì)算機(jī)）為核心，擔(dān)負(fù)各種系統(tǒng)功能。雖然 80 年代已經(jīng)有了局域 網(wǎng)和廣域網(wǎng)的技術(shù)，但主要用于不同系統(tǒng)間的互連，并未采用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布式系統(tǒng) 設(shè)計(jì)。80 年代我國從國外引進(jìn)的許多調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也屬于這一類設(shè)計(jì)。 隨著對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能的要求日益增加，集中式系統(tǒng)越來越暴露出不足之處。由 于將數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)會話等幾乎所有功能都集中于一臺機(jī)器上，很容易造成計(jì)算 機(jī)負(fù)荷過載，因而需要更大、更快的機(jī)器，而機(jī)器的性能與價(jià)格并非簡單的線性關(guān)系，這 導(dǎo)致系統(tǒng)造價(jià)昂貴。同時(shí)，由于許多功能模塊裝在一臺機(jī)器上，模塊間耦合緊

32、密，相互影 響，如果修改一個(gè)功能模塊，其它模塊往往也需要修改，因此系統(tǒng)功能很難擴(kuò)充。在調(diào)度 現(xiàn)場，一般需要多個(gè)人機(jī)會話席位，這種集中式設(shè)計(jì)很難滿足超過 4 個(gè)以上操作臺的要求。 隨著接入廠站數(shù)目的增多，信息量的增加，集中式系統(tǒng)也無法滿足不斷擴(kuò)充的容量要求。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，國內(nèi)從 90 年代開始出現(xiàn)基于局域網(wǎng)的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。 由于結(jié)構(gòu)靈活，功能強(qiáng)大，擴(kuò)充性好，性能價(jià)格比高，很快成為調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的主 流技術(shù)。這類系統(tǒng)也稱為網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)。同樣是網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)，由于軟件體系結(jié)構(gòu)的 不斷進(jìn)步，又從對等式系統(tǒng)發(fā)展到客戶/服務(wù)器方式的系統(tǒng)，現(xiàn)在又逐步向 Intranet 模式發(fā) 展。 網(wǎng)

33、絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的進(jìn)步為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，使調(diào)度自 動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成越來越復(fù)雜，功能也越來越強(qiáng)大。近年來調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)了一 種綜合趨勢。傳統(tǒng)方式是一種功能一套系統(tǒng)，多個(gè)系統(tǒng)再通過網(wǎng)絡(luò)互連。這種分散模式導(dǎo) 致系統(tǒng)共享資源困難，管理復(fù)雜。目前的趨勢是在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上首先構(gòu)筑一個(gè)支持平臺，或 稱為環(huán)境，用于支持所有調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用軟件。各種應(yīng)用子系統(tǒng)作為系統(tǒng)部件安裝在環(huán)境 中，在統(tǒng)一支持環(huán)境的協(xié)調(diào)下相互通信，配合工作。這種系統(tǒng)已經(jīng)超出一般調(diào)度自動(dòng)化的 范圍，不但包括 SCADA、EMS 功能，還可以包括調(diào)度管理子系統(tǒng)，電力市場支持子系統(tǒng)， 以及可能出現(xiàn)的與調(diào)度工作有關(guān)的其他信

34、息子系統(tǒng)。 2. 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能的發(fā)展調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能的發(fā)展 采用計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能主要是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測 量、遠(yuǎn)程信號、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，即所謂的“四遙”功能。具備這種功能的系統(tǒng)也稱 為“SCADA 系統(tǒng)”。SCADA 功能是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。有時(shí)也將自動(dòng)發(fā)電控制 （AGC Automatic Generation Control）功能歸入 SCADA 的范疇，但地區(qū)及以下級別的 調(diào)度一般不直接對電廠，特別是大電廠進(jìn)行操作，因此一般沒有 AGC 功能。 60 年代以來國際上出現(xiàn)了多次大面積停電事故，特別是 1965 年 11 月 9 日和 197

35、7 年 7 月 13 日兩次紐約大停電事故，以及 1978 年 12 月 19 日法國大停電事故后，人們總 結(jié)了教訓(xùn)。除了要解決電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)和安全自動(dòng)裝置等問題外，還需要加強(qiáng)對電網(wǎng)的分 析、計(jì)算和模擬，應(yīng)使調(diào)度員的工作從經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲂驼{(diào)度。隨著計(jì)算機(jī)軟、硬 件能力的增強(qiáng)，進(jìn)一步開發(fā)了功能更強(qiáng)的應(yīng)用軟件包，如狀態(tài)估計(jì)、在線潮流計(jì)算、安全 分析、事故模擬等，使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在原有的安全監(jiān)視功能基礎(chǔ)上增加了安全分析輔助 決策的功能。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，使調(diào)度員能預(yù)測系統(tǒng)可能的變化后果。系統(tǒng)處于緊急狀態(tài) 時(shí)，能幫助調(diào)度員迅速處理事故，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)。這些應(yīng)用功能都屬于能量 管理系統(tǒng)（E

36、MS）的范疇。 目前，自動(dòng)化系統(tǒng)有一種綜合趨勢，1.3 節(jié)所述的電力系統(tǒng)自動(dòng)化所包含的各項(xiàng)內(nèi)容 已經(jīng)不再是相互獨(dú)立系統(tǒng)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以包括 SCADA 和 EMS 系統(tǒng)，還可以 包括配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的許多功能，以至調(diào)度管理和電力市場支持系統(tǒng)等內(nèi)容。不同的電 力自動(dòng)化系統(tǒng)相互融合，并與其他系統(tǒng)互聯(lián)，構(gòu)成面向電力系統(tǒng)綜合應(yīng)用的大規(guī)模信息系 統(tǒng)。 1.4.2電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一般構(gòu)成 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一般構(gòu)成包括安裝在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)，安裝在各發(fā)電廠和變電 所的遠(yuǎn)動(dòng)終端，兩者經(jīng)過通信系統(tǒng)互聯(lián)信息，完成數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制和其它功能。 按功能劃分，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由下列 4 個(gè)子系統(tǒng)所

37、組成。 1. 信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng) 在各發(fā)電廠、變電所收集各種信息，向調(diào)度控制中心發(fā)送。如果在一些廠（所）設(shè)有 微型計(jì)算機(jī)為核心的遠(yuǎn)方終端（remote terminal unit，RTU），則所傳送的信息信息將是已經(jīng) 處理和加工過的。這個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)接受上級控制中心發(fā)來的操作、調(diào)節(jié)或控制命令，例如 開關(guān)操作，起停機(jī)組，調(diào)節(jié)功率等。在接到命令后，或者直接作用于控制機(jī)構(gòu)，或者按一 定的規(guī)律將命令轉(zhuǎn)發(fā)給各被控設(shè)備。 2. 信息傳輸子系統(tǒng)信息傳輸子系統(tǒng) 將收集到的信息通過傳輸媒介送到調(diào)度控制中心，傳輸媒介有電力載波、微波、光纖、 同軸電纜、公共話路等。 3. 信息處理子系統(tǒng)信息處理

38、子系統(tǒng) 以電子計(jì)算機(jī)為核心的主要組成部分，對收集到的信息進(jìn)行處理、加工，為監(jiān)視和分 析計(jì)算電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)提供正確的數(shù)據(jù)。分析計(jì)算的結(jié)果為運(yùn)行人員提供控制決策的依 據(jù)、或者直接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。這種分析計(jì)算主要有： （1）為調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率和電壓的電能質(zhì)量計(jì)算； （2）經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算； （3）安全監(jiān)視和安全分析計(jì)算。計(jì)算機(jī)還可用于完成日發(fā)電計(jì)劃編制、檢修計(jì)劃編 制、統(tǒng)計(jì)計(jì)算等工作。 4. 人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng) 用以向運(yùn)行人員顯示和輸出信息，同時(shí)也輸入運(yùn)行人員的控制和操作命令。通過這一 子系統(tǒng)使運(yùn)行人員與電力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)整體。人機(jī)聯(lián)系設(shè)備包括圖形顯示器 及其控制臺和鍵盤、模擬盤、制表或

39、圖形打印機(jī)、記錄器（儀）等。 電力系統(tǒng)隨著發(fā)展變得日益龐大而復(fù)雜，若把各廠站的調(diào)度信息集中到一個(gè)調(diào)度中心， 則不但調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重，通信信道擁擠，調(diào)度人員也很難處理如此大量的 信息。因此，將這種集中控制方式改變?yōu)榉謱涌刂品绞?，會更加適應(yīng)調(diào)度組織分級管理的 實(shí)際情況，可使各種問題得到合理解決。目前我國分為五級調(diào)度：國調(diào)、網(wǎng)/獨(dú)立省調(diào)、省 調(diào)、地區(qū)/市調(diào)、縣/區(qū)調(diào)。在地區(qū)/市調(diào)和縣/區(qū)調(diào)以下，還可以有所屬的配電調(diào)度中心。一 般每一級調(diào)度都有自己的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)。 主站以數(shù)據(jù)通信方式接收從下層主站轉(zhuǎn)發(fā)來的信息，又向上層主站轉(zhuǎn)發(fā)本站的信息。 由各級調(diào)度所的計(jì)算機(jī)根據(jù)功能要求分別進(jìn)行相應(yīng)

40、的處理。 發(fā)電廠和變電所裝有遠(yuǎn)動(dòng)終端或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)直接采集實(shí)時(shí)信息并控制當(dāng)?shù)卦O(shè)備。 只有涉及全網(wǎng)性信息才向調(diào)度中心傳送。上層作出決策后再向下發(fā)送控制命令。調(diào)度中心 集中信息后作適當(dāng)處理、編輯后向更高層次調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)。這種分層采集信息和分層控制 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，通道需要量減少，信息量減少，實(shí)時(shí)性明顯提高。 主站和遠(yuǎn)動(dòng)終端之間交互的信息分為上行信息和下行信息：各發(fā)電廠、變電所通過其 遠(yuǎn)動(dòng)終端收集運(yùn)行參數(shù)向主站發(fā)送，參數(shù)有：電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電 量、無功電量、頻率、水位、斷路器位置信號、繼電保護(hù)信號等，一般稱上行信息。主站 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度員輸入命令或程序計(jì)算結(jié)果向各廠站或下層

41、主站下達(dá)遙控?cái)嗦菲髅?或遙調(diào)及自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）命令，稱下行信息。此外，在分層控制的大系統(tǒng)，還有存 在于各級調(diào)度自動(dòng)化主站之間的上行或下行信息。 1.4.3 遠(yuǎn)動(dòng)終端簡介 遠(yuǎn)動(dòng)終端定時(shí)采集包括模擬量、脈沖量以及開關(guān)量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按 遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約發(fā)給主站。從主站下達(dá)的命令通過遠(yuǎn)動(dòng)終端接收識別后輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)或調(diào) 節(jié)器。有的廠、站遠(yuǎn)動(dòng)終端還可向本站值班人員提供一般控制屏上所沒有的監(jiān)測信息，如 功率總加、越限告警等，稱當(dāng)?shù)毓δ?。大型火電廠、水電站或超高壓變電站裝有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，此時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)中斷僅需有接口與它連接，但不再重復(fù)提供當(dāng)?shù)毓δ堋?遠(yuǎn)動(dòng)終端還裝有同步時(shí)鐘。同步時(shí)鐘精

42、度越高，斷路器動(dòng)作事件順序記錄的站間分辨 率就越高。 遠(yuǎn)動(dòng)終端的基本功能概括為：遙測、遙信、事件順序記錄、遙控、遙調(diào)以及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。 1.4.4 主站系統(tǒng)簡介 主站系統(tǒng)由通信控制器、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理、人機(jī)交互等子系統(tǒng)構(gòu)成。主站系統(tǒng)中的 通信控制器與各遠(yuǎn)動(dòng)終端通信取得信息，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對信息進(jìn)行加工、計(jì)算處理，檢 測一些參數(shù)是否越限，斷路器是否有變位等，將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫，并通過人機(jī)交互（屏幕 或模擬屏）子系統(tǒng)向調(diào)度員報(bào)告。調(diào)度員向計(jì)算機(jī)輸入控制命令，向各遠(yuǎn)動(dòng)終端發(fā)送斷路 器操作命令或調(diào)整發(fā)電機(jī)出力等控制命令。 主站還要將經(jīng)過處理的信息向上層調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)，通常通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)進(jìn)行。 根據(jù)調(diào)度自動(dòng)化系

43、統(tǒng)的功能要求，主站系統(tǒng)可采用不同檔次的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，歷史上曾 經(jīng)采用過微型機(jī)、工作站、小型機(jī)、超級小型機(jī)、大型機(jī)等各種機(jī)型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的 進(jìn)步，微型機(jī)、工作站、小型機(jī)之間的界限已經(jīng)被打破，因此按照機(jī)型劃分系統(tǒng)的做法已 經(jīng)完全沒有意義。 由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是局域網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)幾乎全 部采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)。有網(wǎng)絡(luò)支持，有各種高速計(jì)算機(jī)硬件支持、有 UNIX、Windows 2000 等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持，現(xiàn)在的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)一般都具備了強(qiáng)大的功能。隨著 IEC TC57 委員會等國際組織所制定的國際標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，今后的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)必將 逐步走向開放式、標(biāo)準(zhǔn)化

44、。 以下是幾個(gè)與調(diào)度自動(dòng)化主站有關(guān)的基本概念： （1）遠(yuǎn)動(dòng)通道：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站與遠(yuǎn)動(dòng)終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的設(shè)備。遠(yuǎn)動(dòng)通 道中所用通信線路由電力專用通信網(wǎng)提供，其主要方式是電力線載波、數(shù)字或模擬微波、 有線通信、衛(wèi)星通信、特高頻無線電通信，以及光纖通信等。 （2）遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸有三種工作方式：全雙工通信，可同時(shí)進(jìn)行雙方向通信，用于點(diǎn) 對點(diǎn)遠(yuǎn)動(dòng)通道；單工通信，只能單方向通信，用于循環(huán)傳送遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；半雙工通信，雙方 交替進(jìn)行發(fā)送或接收，用于點(diǎn)對多點(diǎn)或共享遠(yuǎn)動(dòng)通道。 （3）能量管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)依其功能分為 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)（EMS）。

45、前者具備調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的 基本功能，又具有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本硬件配置；在 SCADA 系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加電力系統(tǒng) 功能更強(qiáng)的應(yīng)用軟件便構(gòu)成 EMS 系統(tǒng)。 （4）電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件：又稱 EMS 軟件，當(dāng)前有電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制，電力系統(tǒng)狀 態(tài)估計(jì)，電力系統(tǒng)安全分析，電力系統(tǒng)安全控制，電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制，電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化， 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測，有功功率與頻率自動(dòng)控制，無功功率與電壓自動(dòng)控制，電力系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制，電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真等。99 年，國調(diào)根據(jù)功能把它劃分為 10 個(gè)模塊， 分別是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑺顟B(tài)估計(jì)，潮流計(jì)算，負(fù)荷預(yù)測，外網(wǎng)等值，無功優(yōu)化，無功電壓控制， 短路電流計(jì)算，靜態(tài)安全分析，安

46、全約束調(diào)度，調(diào)度員培訓(xùn)仿真。其中，前四個(gè)模塊已經(jīng) 被列入地區(qū)電網(wǎng)實(shí)用化考核的基本項(xiàng)目和作為電力系統(tǒng)企業(yè)創(chuàng)一流的重要內(nèi)容。 電力系統(tǒng) EMS 軟件還在發(fā)展之中，人工智能和專家系統(tǒng)等新技術(shù)正在逐步被引入， 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析還是國際學(xué)術(shù)討論的課題。 1.4.5 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與性能要求 1994 年 7 月 14 日，原國家電力部頒發(fā)了“地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化功能規(guī)范”（DL/T 550-94），規(guī)定了地區(qū)一級電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)必須達(dá)到的指標(biāo)。這些指標(biāo)僅僅是地區(qū)一 級電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)必須具備的最低功能和性能要求。 系統(tǒng)指標(biāo)： 1.測量量 綜合誤差：= 1.5% 遙測合格率：=98% 2.遙信正確

47、率（年）=99% 3.遙控遙調(diào)正確率（年） 遙控遙調(diào)誤動(dòng)率（年）=0.01% 遙控遙調(diào)拒動(dòng)率=2%/月 4.事件順序記錄分辨率（站間）=4 小地調(diào)；640*480，漢字顯示，同時(shí)顯示不同畫面的顯示器=2 6.通信信道 傳遞速率：（50、200）300，600，1200Bit/s 頻譜：符合 CCITT 標(biāo)準(zhǔn) 通道：半雙工或雙工 通信規(guī)約：部扮規(guī)約 比特差錯(cuò)率：=10-4 7.遠(yuǎn)動(dòng)終端 遙測、遙信、遙控、遙調(diào)容量：可以組合 時(shí)間記錄分辨率：=10ms A/D、D/A 轉(zhuǎn)換誤差：=1200bit/s 9.系統(tǒng)響應(yīng) 遙信變位傳送至主站：=3s 重要遙測量越定值變化傳送至主站：=3s CDT 傳送方式

48、下重要遙測更新時(shí)間：=3s 遙控命令：=3s 遙調(diào)命令：=3s 有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的畫面整幅調(diào)出響應(yīng)時(shí)間：85%畫面=3s；其余=5s 畫面數(shù)據(jù)刷新周期：5-20s 雙機(jī)自動(dòng)切換時(shí)間：=99.8% 11. 不間斷電源（ UPS） 交流失電后維持供電時(shí)間=20min 2. 計(jì)算機(jī)通信和電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)通信和電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 2.1數(shù)據(jù)通信一般概念數(shù)據(jù)通信一般概念 數(shù)據(jù)通信技術(shù)是近年來通信技術(shù)發(fā)展最快的的一個(gè)分支。一般地說，只要是以編碼的 方式表示信息，用某種信號形式在信道上傳送這些編碼的通信都叫做數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信 所傳送的信息可以是數(shù)據(jù)、文字、圖象、聲音等各種內(nèi)容，可以通過電話網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、 專用數(shù)據(jù)

49、網(wǎng)等各種通信信道進(jìn)行通信。 計(jì)算機(jī)通信主要指計(jì)算機(jī)之間和計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)通信。廣義而言，數(shù)據(jù)通信 也就是計(jì)算機(jī)通信，為通信而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，只是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)側(cè)重于解決 計(jì)算機(jī)資源的共享和負(fù)荷的分擔(dān)，而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)則側(cè)重于傳輸和交換。 2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域，也是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。當(dāng)今世界 上的計(jì)算機(jī)絕大部分都已以各種方式聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模越來越大，范圍越來越寬，而各種 各樣的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)更是幾乎全部采用了網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)。所以計(jì)算機(jī)工業(yè)界有“網(wǎng)絡(luò) 就是計(jì)算機(jī)”的說法。 隨著我國電力調(diào)度自動(dòng)化事業(yè)的發(fā)展，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也已經(jīng)從集中式

50、系統(tǒng)發(fā)展 為網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)，從國家調(diào)度中心到各大網(wǎng)調(diào)和獨(dú)立省調(diào)的全國電力調(diào)度一級網(wǎng)已經(jīng)建 成，網(wǎng)調(diào)到省調(diào)的二級網(wǎng)正在實(shí)施，各地省以下的三級網(wǎng)也正在規(guī)劃和建設(shè)。因此了解計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面的知識是很有必要的。 2.3網(wǎng)絡(luò)參考模型網(wǎng)絡(luò)參考模型 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)既包括計(jì)算機(jī)又包括通信技術(shù)，既包括硬件又包括軟件的復(fù)雜系統(tǒng)。 60 年代末至今，人們開發(fā)了各種不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。包括一些國家政府部門的資助項(xiàng)目， 大學(xué)的研究項(xiàng)目，許多有影響的大計(jì)算機(jī)公司等都開發(fā)研制了各自的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。有大 量按照這些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在實(shí)際運(yùn)行，各自都有廣大的用戶。雖 然同一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互

51、聯(lián)是很容易的，但信息社會的發(fā)展使人們對計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)范圍提出了更高的要求，因而解決不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題早在七十年代 就已為人們所關(guān)注。 為了解決不同種類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定了“開放系 統(tǒng)互聯(lián)參考模型”，簡稱 OSI 參考模型，以及許多具體的標(biāo)準(zhǔn)。雖然現(xiàn)有的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)大 部分都不完全符合 OSI 的具體標(biāo)準(zhǔn)，但基本都可以用 OSI 參考模型加以描述。因此 OSI 參考模型可以作為我們學(xué)習(xí)理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)線索。 所謂開放系統(tǒng)，可以是一臺計(jì)算機(jī)，也可以是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為簡單起見，我 們可以把開放系統(tǒng)理解為一臺具備網(wǎng)絡(luò)功能的計(jì)算機(jī)，這臺計(jì)算機(jī)上裝有網(wǎng)絡(luò)

52、硬件和網(wǎng)絡(luò) 支持軟件，還裝有基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序。所謂開放系統(tǒng)互聯(lián)問題，也可以簡單理解為如何 將具備網(wǎng)絡(luò)功能的各種計(jì)算機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接，協(xié)同操作完成應(yīng)用任務(wù)的問題。一 臺具備網(wǎng)絡(luò)功能的計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，包含許多硬件部件和軟件模塊。而 OSI 參考模型可以幫助我們將這種復(fù)雜的系統(tǒng)分解成一些較簡單的部分，便于理解和掌握。 OSI 模型的描述是層次化的，將網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成分為由底到高的七個(gè)層次，每一層都完成 特定功能。七層模型的劃分如下（圖 2-1）： 應(yīng)用層應(yīng)用層：為最終用戶提供特定類型的服務(wù)。比如各種事務(wù)處理，文件傳送，電子郵件， 虛擬終端仿真，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問，網(wǎng)絡(luò)管理等。 表示層表示

53、層：解決通信雙方數(shù)據(jù)的表示問題，如使用何種字符編碼標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)如何加密和 解密，數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)等。 會話層會話層：建立，維護(hù)，終止主機(jī)之間進(jìn)程到進(jìn)程的通信會話，控制會話雙方的同步等。 傳輸層傳輸層：提供主機(jī)到主機(jī)的（也叫端到端的）可靠傳輸，對上層應(yīng)用屏蔽復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò) 細(xì)節(jié)。包括建立，維護(hù)和拆除傳輸聯(lián)接，選擇網(wǎng)絡(luò)層提供的合適的服務(wù)，在系統(tǒng)之間提供 可靠的透明的傳輸，提供端到端的差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制等。 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層：建立源節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑。包括將數(shù)據(jù)打包編址 以適于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，路徑選擇，網(wǎng)絡(luò)中的擁擠控制和阻塞處理等網(wǎng)絡(luò)功能，以及向傳輸 層報(bào)告不可恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)。向傳輸層提供可選

54、的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。 鏈路層鏈路層：負(fù)責(zé)提供可以物理直通的節(jié)點(diǎn)之間的可靠通信。包括把數(shù)據(jù)劃分成幀（即數(shù) 據(jù)包），用各種糾錯(cuò)碼如 CRC 校驗(yàn)等方法提供差錯(cuò)控制，為因?yàn)榻?jīng)常有共享傳輸介質(zhì)的 許多節(jié)點(diǎn)，所以還要對數(shù)據(jù)幀加上源和目的地址。 物理層物理層：解決代表原始數(shù)據(jù)位的電信號的傳輸問題，包括機(jī)械的，電氣的，功能的和 規(guī)程特性的規(guī)定。比如要定義連接器尺寸，電平高低，每根接線的功能定義，信號之間的 相互關(guān)系等。 應(yīng) 用 層 表 示 層 會 話 層 傳 輸 層 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 物 理 層 圖 2-1 ISO 的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI-RM） 如前所述，現(xiàn)有的實(shí)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并不都是嚴(yán)格

55、按照這七個(gè)層次劃分的，經(jīng)常是把幾 個(gè)層次的功能歸到一層中，同時(shí)每個(gè)層次的功能劃分也和 OSI 模型不完全一致。 這七個(gè)層次中，傳輸層以下是面向傳輸?shù)?，最上面的三層是面向?yīng)用的。除物理層以 外，其余每一層需要完成的功能都依賴于相鄰的底層所提供的服務(wù)支持；除應(yīng)用層以外， 其余每一層也都向相鄰的高層提供服務(wù)支持。 如果一臺機(jī)器的某個(gè)程序需要將數(shù)據(jù)傳送給另一個(gè)機(jī)器上的某個(gè)程序（為簡化問題， 我們把應(yīng)用程序看作應(yīng)用層，實(shí)際上應(yīng)用程序是使用應(yīng)用層的服務(wù)，兩者還是有區(qū)別的）， 則將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)交給表示層，表示層對這些數(shù)據(jù)加以適當(dāng)處理，交給會話層，等等， 這樣一直傳到物理層，變成可以在物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)碾娦盘?/p>

56、。另一臺機(jī)器的物理層收到表 示數(shù)據(jù)的電信號之后，按照相反的次序再逐層加以處理，逐層向上傳送，一直傳到應(yīng)用層 的程序。 為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，必須保證應(yīng)用程序所發(fā)送的數(shù)據(jù)是可以被另一臺機(jī)器的應(yīng)用層程 序所理解的，同時(shí)應(yīng)用層以下的每一層對數(shù)據(jù)的處理也要能被另一臺機(jī)器的對應(yīng)層所理解。 因此，不同的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信可以看作是一系列對等層之間的通信。不過僅有 物理層通過物理介質(zhì)的傳輸是實(shí)實(shí)在在的，其它層次都是邏輯的。不同機(jī)器的對等層之間 要遵守相同的約定，才能互相通信，這種約定就是通信協(xié)議。因此就有物理層，數(shù)據(jù)鏈路 層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層等等不同層次的協(xié)議。這樣，也可以簡單認(rèn)為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就對 應(yīng)一

57、套不同層次的協(xié)議。 這些層次中，除物理層的功能必須用硬件實(shí)現(xiàn)外，其余層次大都可以用軟件實(shí)現(xiàn)。隨 著大規(guī)模集成電路的技術(shù)進(jìn)步，目前鏈路層中的部分功能也都是用硬件實(shí)現(xiàn)的。 在 OSI 模型的各個(gè)層次中，傳輸層是一個(gè)很重要的層次，各種不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 雖然層次劃分不盡一致，但一般都有傳輸層，而且大都在這個(gè)層次上提供網(wǎng)絡(luò)編程界面。 傳輸層提供的服務(wù)是面向數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，根?jù)所提供的傳輸服務(wù)的不同特點(diǎn)可以進(jìn)行各種分 類，了解這些區(qū)別是很重要的。 1. 可靠的和不可靠的傳輸可靠的和不可靠的傳輸 可靠的傳輸一般采用出錯(cuò)重發(fā)的方法保證可靠性。數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)根據(jù)一定的校驗(yàn)算法加 上校驗(yàn)碼，接收方收到數(shù)據(jù)后根據(jù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)

58、結(jié)果給出應(yīng)答，表示數(shù)據(jù)是否正確收到。如果 傳輸過程中由于干擾等原因使數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤甚至數(shù)據(jù)丟失，接收方就會發(fā)出否定應(yīng)答，或 根本沒有應(yīng)答。發(fā)送方收到否定應(yīng)答或在規(guī)定時(shí)間內(nèi)就收不到應(yīng)答信號，就會重新發(fā)送。 如果多次嘗試仍不成功，則報(bào)告錯(cuò)誤。因此，傳輸成功與否，發(fā)送方是知道的?？煽總鬏?的代價(jià)是增加了應(yīng)答和重新發(fā)送的開銷。 不可靠傳輸則較簡單，發(fā)送方只負(fù)責(zé)發(fā)送，接收方即使正確收到也不應(yīng)答。犧牲可靠 性換來的是高效率，而且只有這種不需要應(yīng)答的方式才能實(shí)現(xiàn)廣播數(shù)據(jù)的發(fā)送。 2. 面向聯(lián)接的和非聯(lián)接的傳輸面向聯(lián)接的和非聯(lián)接的傳輸 面向聯(lián)接的傳輸在傳輸數(shù)據(jù)之前有一個(gè)建立聯(lián)接的過程，只有建立了聯(lián)接才能發(fā)送或

59、接收數(shù)據(jù)，最后再拆除聯(lián)接。這個(gè)過程很象打電話，先要撥號建立聯(lián)接，然后對話，最后 掛斷電話。一般來說，面向聯(lián)接的傳輸意味著保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蛐?，?shù)據(jù)接收的順序和 發(fā)送的順序是一致的。大部分情況下，面向聯(lián)接的傳輸也是可靠的。 非聯(lián)接的傳輸則象發(fā)送郵政信件，不需要聯(lián)接過程，但一般也不保證順序性，先發(fā)送 的報(bào)文不一定先收到，大部分情況下，非聯(lián)接的傳輸也不保證可靠性。 當(dāng)然還有其它一些特性的分類，如面向消息和面向流的傳輸?shù)?，都涉及網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì) 中的一些重要概念。但作為一般應(yīng)用，了解聯(lián)接/非聯(lián)接和可靠/不可靠的區(qū)別是最基本的。 2.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 上述的網(wǎng)絡(luò)模型是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)抽象，網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)際

60、上是由一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體現(xiàn)的。在物理層，一般不叫“協(xié)議”，而稱為“標(biāo)準(zhǔn)”，在數(shù)據(jù)鏈路層，有 時(shí)稱為“協(xié)議”，有時(shí)也稱為“規(guī)程”，網(wǎng)絡(luò)層以上一般稱為“協(xié)議”。 不同網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)層以上都有自己的一族協(xié)議，但在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，很 多標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程對各種不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)都是通用的。 以下是一些常用的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程： 物理層物理層：常見的標(biāo)準(zhǔn)如 RS-232（V.24）、V.35、X.21 等。 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層：常見的規(guī)程如 HDLC、以太網(wǎng)規(guī)范等?，F(xiàn)在常用的 RTU 規(guī)約也是數(shù)據(jù) 鏈路層的規(guī)程。 TCP/IP 協(xié)議族是 Internet 使用的協(xié)議族，也稱 Int