電力新技術(shù)new201101203

1、內(nèi)容提要內(nèi)容提要本章圍繞現(xiàn)代電力本章圍繞現(xiàn)代電力系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)所具有的“”特點(diǎn)，介紹特點(diǎn)，介紹現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的自動化新技術(shù)。現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的自動化新技術(shù)。第第3章章 序v 20世紀(jì)50年代以前，電力系統(tǒng)自動化多限于單項(xiàng)自動裝置，且以安全保護(hù)和過程自動調(diào)節(jié)為主。 v 20世紀(jì)60年代，電力系統(tǒng)開始裝設(shè)模擬式調(diào)頻裝置和以離線計算為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)功率分配裝置，并廣泛采用遠(yuǎn)動通信技術(shù)。開始推廣使用晶體管保護(hù)裝置、可控硅勵磁調(diào)節(jié)器、電氣液壓式調(diào)速器等。v 20世紀(jì)7080年代，電力系統(tǒng)開始采用計算機(jī)電網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，過程控制開始使用集中式數(shù)字控制系統(tǒng)CCS；隨著微處理機(jī)的發(fā)展，又產(chǎn)生了分布式過程控制系統(tǒng)D

2、CS。v 20世紀(jì)90年代，新一代過程控制體系結(jié)構(gòu)是廠站綜合自動化系統(tǒng)，300MW及以上容量機(jī)組已全面采用分布式過程控制系統(tǒng)DCS，逐步形成了數(shù)據(jù)采集、模擬量控制、順序控制、燃燒器管理及電氣控制等五大系統(tǒng)，形成現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)。v 電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)大致可分為電力系統(tǒng)信息化系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)等，各系統(tǒng)之間通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，也可以根據(jù)需要將各系統(tǒng)集成。電力信息化技術(shù)電力信息化技術(shù)數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析與處理的對象，構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析與處理的對象，構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ) v 電力信息化是信息化技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各電

3、力電力信息化是信息化技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各電力企業(yè)信息化是電力信息化的主要內(nèi)容。電力信息化的目的是企業(yè)信息化是電力信息化的主要內(nèi)容。電力信息化的目的是提高電力企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和管理水平，增加企業(yè)的競爭能力提高電力企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和管理水平，增加企業(yè)的競爭能力，最終提高企業(yè)的綜合效益。電力企業(yè)信息化包括生產(chǎn)過程，最終提高企業(yè)的綜合效益。電力企業(yè)信息化包括生產(chǎn)過程自動化和管理信息化系統(tǒng)兩大范疇，每個范疇下根據(jù)功能和自動化和管理信息化系統(tǒng)兩大范疇，每個范疇下根據(jù)功能和對象的不同又劃分為若干的應(yīng)用系統(tǒng)，核心是建立在生產(chǎn)過對象的不同又劃分為若干的應(yīng)用系統(tǒng)，核心是建立在生產(chǎn)過程自動化基礎(chǔ)上的企業(yè)內(nèi)部管

4、理信息系統(tǒng)程自動化基礎(chǔ)上的企業(yè)內(nèi)部管理信息系統(tǒng)MIS，以及企業(yè)資源，以及企業(yè)資源計劃計劃ERP，重點(diǎn)是信息資源開發(fā)利用，由操作層向管理層延，重點(diǎn)是信息資源開發(fā)利用，由操作層向管理層延伸，實(shí)現(xiàn)信息化管理伸，實(shí)現(xiàn)信息化管理 電力信息化技術(shù)電力信息化技術(shù)電力企業(yè)信息系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)模型 v 電力企業(yè)MIS是電力工業(yè)信息化技術(shù)的核心，計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)是MIS的基礎(chǔ)。邏輯上分為四層：宏觀決策層、經(jīng)營管理層、生產(chǎn)管理層和作業(yè)設(shè)備控制層。主要功能有數(shù)據(jù)處理、預(yù)測、計劃、控制和輔助決策功能。 電力企業(yè)信息系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)模型電力ERPv 電力ERP是一種面向供應(yīng)鏈管理的現(xiàn)代企業(yè)管理思想和方法。v 應(yīng)用電力ERP的目

5、的是建立符合市場經(jīng)濟(jì)體制的現(xiàn)代企業(yè)管理模式。包括供應(yīng)鏈和信息集成兩方面的內(nèi)容。 電力ERP的基本框架 電網(wǎng)調(diào)度自動化電網(wǎng)調(diào)度自動化v 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括調(diào)度端電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括調(diào)度端SCADA/EMS系統(tǒng)系統(tǒng)（控制中心）、主站系統(tǒng)、廠站端（控制中心）、主站系統(tǒng)、廠站端(RTU)和信息通道三大部分和信息通道三大部分。根據(jù)所完成功能的不同。根據(jù)所完成功能的不同,可以將此系統(tǒng)劃分為信息采集和執(zhí)行可以將此系統(tǒng)劃分為信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)和人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)和人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。 主要包括：數(shù)據(jù)采集和控制（主要包括：

6、數(shù)據(jù)采集和控制（SCADA）、發(fā)電自動控制（）、發(fā)電自動控制（AGC）、經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行（）、經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行（EDC）、電網(wǎng)靜態(tài)安全分析（）、電網(wǎng)靜態(tài)安全分析（SA）以及調(diào)度員培訓(xùn)模擬（以及調(diào)度員培訓(xùn)模擬（DTS）在內(nèi)的能量管理系統(tǒng)。）在內(nèi)的能量管理系統(tǒng)。v 廠站端廠站端RTU，功能：實(shí)現(xiàn)，功能：實(shí)現(xiàn)“四遙四遙”。v 信息傳輸通道，功能：信號傳送時的通道。信息傳輸通道，功能：信號傳送時的通道。v 控制中心調(diào)度計算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時收集各個廠站控制中心調(diào)度計算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時收集各個廠站RTU采集的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)，顯示并監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)，向廠站端發(fā)動送控制和顯示并監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)，向廠站端發(fā)動

7、送控制和調(diào)節(jié)命令，協(xié)助調(diào)度員完成電網(wǎng)調(diào)度任務(wù)。調(diào)節(jié)命令，協(xié)助調(diào)度員完成電網(wǎng)調(diào)度任務(wù)。 v 主站系統(tǒng)構(gòu)成：包括主站系統(tǒng)構(gòu)成：包括 硬件層：計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、遠(yuǎn)動等硬件層：計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、遠(yuǎn)動等； 系統(tǒng)軟件層：操作系統(tǒng)、語言等；系統(tǒng)軟件層：操作系統(tǒng)、語言等； 支撐軟件層：數(shù)據(jù)庫支撐軟件層：數(shù)據(jù)庫、人機(jī)界面、應(yīng)用接口等；、人機(jī)界面、應(yīng)用接口等； 應(yīng)用軟件層：應(yīng)用軟件層：SCADA/EMS電力中心調(diào)度所控制室能量管理系統(tǒng)EMSv EMS構(gòu)成： 數(shù)據(jù)收集級（SCADA）， 能量管理級， 網(wǎng)絡(luò)分析級v 數(shù)據(jù)收集級（SCADA）功能：完成實(shí)時數(shù)據(jù)的收集和系統(tǒng)監(jiān)控，包括： 數(shù)據(jù)采集（DA）， 數(shù)據(jù)預(yù)處理

8、和報警， 事件順序記錄SOE， 事故追憶PDR， 遠(yuǎn)方控制， 遠(yuǎn)方調(diào)整， 趨勢曲線和棒圖， 歷史數(shù)據(jù)存儲和制表打印， 系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘， 模擬盤接口。v 能量管理級分為發(fā)電控制類和發(fā)電計劃類 。功能：利用電網(wǎng)總體信息（頻率、時差、機(jī)組功率、聯(lián)絡(luò)線功率等）進(jìn)行調(diào)度決策，主要目標(biāo)是提高控制質(zhì)量和改善電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。v 發(fā)電控制類: 自動發(fā)電控制AGC、經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制EDC 、發(fā)電成本分析、交換計劃評估、機(jī)組計劃等，核心是AGC/EDC。AGC對電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組出力自動進(jìn)行二次調(diào)整，滿足控制目標(biāo)（頻率、交換功率、旋轉(zhuǎn)備用等）的要求。EDC可與AGC配合使用。能量管理系統(tǒng)EMSv 發(fā)電計劃類：負(fù)荷預(yù)測LF

9、、機(jī)組啟停計劃、水火電協(xié)調(diào)計劃、交換功率計劃、火電計劃等。v 負(fù)荷預(yù)測LF：超短期（幾分鐘1小時）、短期（日1周）、中期（月1年），用于安全監(jiān)視和負(fù)荷控制、運(yùn)行計劃、檢修計劃等。 v 網(wǎng)絡(luò)分析級的特點(diǎn)：利用電力系統(tǒng)全面信息（母線電壓和角度）進(jìn)行分析與決策，目標(biāo)的提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。 基礎(chǔ)是經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊屯獠烤W(wǎng)絡(luò)等值后形成的簡化網(wǎng)絡(luò)模型。包括：狀態(tài)估計SE 、（優(yōu)化）潮流計算、安全分析、短路電流計算、電壓穩(wěn)定性分析等。其核心軟件為狀態(tài)估計和潮流計算。一般均可工作在實(shí)時型和研究性二種模式下。v 狀態(tài)估計SE：根據(jù)SCADA提供的實(shí)時信息，給出電網(wǎng)內(nèi)各個母線電壓和功率的估計值。經(jīng)過狀態(tài)估計后的

10、YC、YX值，比SCADA提供的數(shù)據(jù)更為完整、準(zhǔn)確和可靠，產(chǎn)生的“可靠數(shù)據(jù)集”才能用于其它應(yīng)用功能。能量管理系統(tǒng)EMSv 最優(yōu)潮流：滿足電網(wǎng)各種約束的條件下，使目標(biāo)函數(shù)（總發(fā)電成本、總損耗等）最小的優(yōu)化計算，得出系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行方式。v 安全分析SA：靜態(tài)安全分析和動態(tài)安全分析v 靜態(tài)安全分析：對多種給定運(yùn)行方式進(jìn)行預(yù)想事故分析，對引起線路過負(fù)荷、電壓越限、發(fā)電機(jī)功率越限等故障進(jìn)行警告，評估電網(wǎng)的安全水平，找出薄弱環(huán)節(jié)。僅僅考慮假想事故后穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的安全性，不考慮狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中的穩(wěn)定性。以判斷當(dāng)前狀態(tài)是否有足夠的安全儲備。v 動態(tài)安全分析：在當(dāng)前、歷史或預(yù)想運(yùn)行方式下，給定預(yù)想事故集，判斷系統(tǒng)是

11、否失去暫態(tài)穩(wěn)定，給出系統(tǒng)失穩(wěn)的故障元件的極限切除時間和系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，篩選出嚴(yán)重故障?？紤]假想事故后狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中是否失去穩(wěn)定的問題。v 一般EMS硬件平臺由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信服務(wù)器、前置服務(wù)器、SCADA服務(wù)器、高級功能軟件服務(wù)器、Web服務(wù)器、調(diào)度員工作站、工程師維護(hù)工作站、DTS培訓(xùn)仿真工組站、AGC工作站，以及打印設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、物理隔離設(shè)備等組成。 EMS的硬件結(jié)構(gòu) 地級調(diào)度主站典型配置示意圖 調(diào)度室v 南方電網(wǎng)新調(diào)度室采用了國際先進(jìn)的大屏幕投影墻系統(tǒng)，該系統(tǒng)由24塊67in一體化三片多晶硅反射式背投單元和一套多屏拼接控制器構(gòu)成，整個大屏按21弧形排列，每列屏幕之間成3角；以局域

12、網(wǎng)連接方式接入EMS 調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)DTSv 調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)DTS：對電網(wǎng)的模擬仿真，用于培訓(xùn)調(diào)度員在正常狀態(tài)下的操作能力和事故狀態(tài)下的快速反應(yīng)能力，也用于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員和方式分析人員分析電網(wǎng)運(yùn)行的工具。既可用當(dāng)前的運(yùn)行數(shù)據(jù)也可用歷史或假想數(shù)據(jù)。變電站自動化SAS變電站自動化 SAS智能電子設(shè)備智能電子設(shè)備IED變電站自動化 SASv IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)定義的標(biāo)準(zhǔn)定義的SAS的的功能包括控制、監(jiān)視和保護(hù)功能包括控制、監(jiān)視和保護(hù)變電站的設(shè)備及其饋線，同變電站的設(shè)備及其饋線，同時，還包括變電站自動化系時，還包括變電站自動化系統(tǒng)的維護(hù)功能，即系統(tǒng)組態(tài)統(tǒng)的維護(hù)功能，即系統(tǒng)組態(tài)、通信管理和

13、軟件管理等功、通信管理和軟件管理等功能，它包含變電站的高壓電能，它包含變電站的高壓電氣設(shè)備監(jiān)視、繼電保護(hù)、故氣設(shè)備監(jiān)視、繼電保護(hù)、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等設(shè)備，是集保護(hù)、測量置等設(shè)備，是集保護(hù)、測量、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體，通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)現(xiàn)信息共享，實(shí)現(xiàn)變電站自動運(yùn)行監(jiān)視和操作，完成自動運(yùn)行監(jiān)視和操作，完成變電站運(yùn)行任務(wù)的一種集成變電站運(yùn)行任務(wù)的一種集成化二次設(shè)備及系統(tǒng)。化二次設(shè)備及系統(tǒng)。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動化系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動化系統(tǒng)中的設(shè)備定義為智能電子設(shè)備的設(shè)備

14、定義為智能電子設(shè)備IED，并定，并定義義IED是一個或者多個處理器協(xié)調(diào)工作是一個或者多個處理器協(xié)調(diào)工作的設(shè)備，它具有從或到一個外部源接受的設(shè)備，它具有從或到一個外部源接受和發(fā)送數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)/控制（如電子式多功能表控制（如電子式多功能表計、數(shù)字繼電保護(hù)、控制器）的能力。計、數(shù)字繼電保護(hù)、控制器）的能力。采用采用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)將使傳統(tǒng)變電站自標(biāo)準(zhǔn)將使傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)中的動化系統(tǒng)中的“保護(hù)保護(hù)”和和“自動化自動化”及及設(shè)備的界限發(fā)生根本變化。設(shè)備的界限發(fā)生根本變化。智能電子設(shè)備智能電子設(shè)備IED變電站自動化 SAS變電站自動化 SAS變電站自動化 SAS變電站自動化 SAS變電站自動化

15、 SAS變電站自動化 SAS變電站自動化 SAS變電站自動化 SAS變電站自動化 SASv 現(xiàn)代變電站自動化系統(tǒng)是一種數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)，其物理結(jié)構(gòu)特征是一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，在邏輯上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作。v 數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)在邏輯結(jié)構(gòu)上分為變電站層、間隔層和過程層3層。各層內(nèi)部及層次之間是一種高速通信網(wǎng)絡(luò)。包括計算機(jī)監(jiān)控、間隔繼電保護(hù)、間隔控制器、自動裝置、電能質(zhì)量自動控制等多個子系統(tǒng)。在各個子系統(tǒng)中，又由多個智能模塊組成。在變電站層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)采用抽象通信服務(wù)接口映射到制造報文規(guī)范、以太網(wǎng)。在間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡(luò)采用單點(diǎn)向多點(diǎn)的單向傳輸

16、以太網(wǎng)。變電站內(nèi)的IED均采用統(tǒng)一的協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。 v 智能化一次設(shè)備的信號回路和操作回路采用智能控制器和光電技術(shù)設(shè)計，用數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。v 網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)監(jiān)測裝置全部采用微處理器數(shù)字化、模塊化設(shè)計，常規(guī)功能裝置變成了邏輯上的功能模塊，邏輯功能模塊之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享。變電站自動化 SASv 智能化的一次設(shè)備包括智能化斷路器和光電/電子式互感器等。v 智能化斷路器由微機(jī)、電力電子元器件組成執(zhí)行單元，代替常規(guī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助開關(guān)和輔助繼電器，實(shí)現(xiàn)按電壓波形控制跳、合閘，跳、合閘時間控制精確，暫態(tài)過電壓幅值減少。能夠

17、檢測斷路器開斷前一瞬間的各種工作狀態(tài)信息，具有自動選擇和調(diào)節(jié)操動機(jī)構(gòu)以及滅弧室狀態(tài)相適應(yīng)的合理工作條件，這樣就可獲得最佳開斷效果。智能化斷路器的設(shè)備信息由內(nèi)部微機(jī)直接處理，并獨(dú)立執(zhí)行其功能，而不依賴于變電站級的控制系統(tǒng)。v 光電/電子式互感器可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號和數(shù)字量信號，直接用于微機(jī)保護(hù)和智能化計量設(shè)備，能同時適用于測量和保護(hù)兩種功能的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)變電站控制系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。變電站自動化 SASv 現(xiàn)代變電站自動化系統(tǒng)是將傳統(tǒng)上分散布置的設(shè)備集成在一起現(xiàn)代變電站自動化系統(tǒng)是將傳統(tǒng)上分散布置的設(shè)備集成在一起，將二次回路中的邏輯通過智能控制器的軟邏輯替代，強(qiáng)電模，將二次回路中的

18、邏輯通過智能控制器的軟邏輯替代，強(qiáng)電模擬信號和控制信號電纜被光數(shù)字和光纖代替，完全取消了傳統(tǒng)擬信號和控制信號電纜被光數(shù)字和光纖代替，完全取消了傳統(tǒng)的集中控制屏、繼電保護(hù)屏、信號屏等。的集中控制屏、繼電保護(hù)屏、信號屏等。v 現(xiàn)代變電站自動化系統(tǒng)在功能上采用現(xiàn)場總線技術(shù)完成現(xiàn)代變電站自動化系統(tǒng)在功能上采用現(xiàn)場總線技術(shù)完成“4遙遙”功能，通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信控制單元和后臺計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行功能，通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信控制單元和后臺計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，從而完成傳統(tǒng)通信，從而完成傳統(tǒng)RTU和變電站自動化系統(tǒng)的功能，包括自和變電站自動化系統(tǒng)的功能，包括自動控制功能（電壓動控制功能（電壓/無功綜合控制、低周減載、靜止

19、無功補(bǔ)償無功綜合控制、低周減載、靜止無功補(bǔ)償器控制等）；測量表計功能；繼電保護(hù)功能，與繼電保護(hù)相配器控制等）；測量表計功能；繼電保護(hù)功能，與繼電保護(hù)相配套的功能（故障錄波、測距、小電流接地選線等）；接口功能套的功能（故障錄波、測距、小電流接地選線等）；接口功能（與微機(jī)五防、電源、電能表計、全球定位裝置等接口），系（與微機(jī)五防、電源、電能表計、全球定位裝置等接口），系統(tǒng)功能（與主站通信、統(tǒng)功能（與主站通信、SCADA等），以及五防功能。等），以及五防功能。v 五防功能是指五防功能是指防止誤分、合斷路器。防止誤分、合斷路器。防止帶負(fù)荷分、合隔防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。離開關(guān)。防止帶電掛（合）接地線

20、（接地開關(guān)）。防止帶電掛（合）接地線（接地開關(guān)）。防止帶防止帶接地線（接地開關(guān)）合斷路器（隔離開關(guān)）。接地線（接地開關(guān)）合斷路器（隔離開關(guān)）。防止誤入帶電防止誤入帶電間隔。間隔。IEC 60870遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) v IEC60870-5系列標(biāo)準(zhǔn)采用三層參考模型，即物理層、鏈路層、應(yīng)用層結(jié)構(gòu)，涵蓋了各種網(wǎng)絡(luò)配置（點(diǎn)對點(diǎn)、多個點(diǎn)對點(diǎn)、多點(diǎn)共線、多點(diǎn)環(huán)型、多點(diǎn)星形）, 各種傳輸模式（平衡式、非平衡式），網(wǎng)絡(luò)的主從傳輸模式和網(wǎng)絡(luò)的平衡傳輸模式，電力系統(tǒng)所需要的應(yīng)用功能和應(yīng)用信息，是一個完整的集，既可用于變電站和控制中心之間交換信息，也可用于變電站和配電控制中心之間交換信息、各類配電遠(yuǎn)方終端和變電站

21、控制端之間交換信息。上述標(biāo)準(zhǔn)即常說的101、102、103、104規(guī)約，是相當(dāng)一段時間里指導(dǎo)變電站自動化技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)，得到了廣泛應(yīng)用，在變電站和控制中心之間使用101規(guī)約，在變電站內(nèi)部使用103規(guī)約，電能量計量計費(fèi)系統(tǒng)使用102規(guī)約。新的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850頒布之后，變電站自動化系統(tǒng)從過程層到控制中心將使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 國際標(biāo)準(zhǔn) 對象模型與映射數(shù)字化變電站的分層結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站的分層結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站的分層結(jié)構(gòu)v 站控層由具有數(shù)據(jù)庫的高性能工作站或?qū)Ｓ弥悄芸刂破鳌⒐I(yè)計算機(jī)站控層由具有數(shù)據(jù)庫的高性能工作站或?qū)Ｓ弥悄芸刂破?、工業(yè)計算機(jī)、操作員平臺

22、和遠(yuǎn)方通信接口等組成。主要任務(wù)是通過以上兩級網(wǎng)絡(luò)、操作員平臺和遠(yuǎn)方通信接口等組成。主要任務(wù)是通過以上兩級網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時數(shù)據(jù)庫，按既定規(guī)約將數(shù)據(jù)匯總?cè)镜膶?shí)時數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時數(shù)據(jù)庫，按既定規(guī)約將數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心，接收調(diào)度或控制中心的控制命令并轉(zhuǎn)間隔信息送向調(diào)度或控制中心，接收調(diào)度或控制中心的控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)各智能電子設(shè)備信息采集和處理、監(jiān)視控制層、過程層執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)各智能電子設(shè)備信息采集和處理、監(jiān)視控制和操作，以及遠(yuǎn)方網(wǎng)絡(luò)通信交換功能，包括全變電站的監(jiān)控計算機(jī)、和操作，以及遠(yuǎn)方網(wǎng)絡(luò)通信交換功能，包括全變電站的監(jiān)控計算機(jī)、現(xiàn)場總線和局

23、域網(wǎng)，供計算機(jī)之間與間隔層交換信息。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)，供計算機(jī)之間與間隔層交換信息。v 站控層的功能分兩類：一是與過程有關(guān)的變電站層功能，使用多個間站控層的功能分兩類：一是與過程有關(guān)的變電站層功能，使用多個間隔或整個變電站的數(shù)據(jù)對多個間隔或整個變電站的一次設(shè)備進(jìn)行操作隔或整個變電站的數(shù)據(jù)對多個間隔或整個變電站的一次設(shè)備進(jìn)行操作。如變電站范圍內(nèi)的閉鎖、自動順序控制或母線保護(hù)。這些功能主要。如變電站范圍內(nèi)的閉鎖、自動順序控制或母線保護(hù)。這些功能主要通過邏輯接口進(jìn)行通信。二是與接口有關(guān)的變電站層功能，包括變電通過邏輯接口進(jìn)行通信。二是與接口有關(guān)的變電站層功能，包括變電站自動化系統(tǒng)與本站操作員的接口站

24、自動化系統(tǒng)與本站操作員的接口HMI與調(diào)度控制中心的接口與調(diào)度控制中心的接口TCI 或或與遠(yuǎn)方監(jiān)視和維護(hù)工程師站的接口與遠(yuǎn)方監(jiān)視和維護(hù)工程師站的接口TMI 。這些功能通過邏輯接口和。這些功能通過邏輯接口和TCI與外部進(jìn)行通信。具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能、站與外部進(jìn)行通信。具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能、站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能、人機(jī)聯(lián)系功能，以及對間隔層、過程層設(shè)備在線維內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能、人機(jī)聯(lián)系功能，以及對間隔層、過程層設(shè)備在線維護(hù)、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)功能，還有變電站故障自動分析和操作護(hù)、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)功能，還有變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能等。培訓(xùn)功能等。 電力地理信息系

25、統(tǒng)GISGIS的基本含義地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成 地理信息系統(tǒng)的基本功能v GIS將計算機(jī)技術(shù)與空間數(shù)據(jù)相結(jié)合，基本功能是數(shù)據(jù)采集、管理、處理、分析和輸出。通過利用空間分析技術(shù)、模型分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集成技術(shù)、二次開發(fā)環(huán)境等，演繹出豐富多彩的各種應(yīng)用系統(tǒng)功能。即，GIS能夠解決空間、時間、原由和解決方案4大類問題：空間問題就是用GIS的專業(yè)語言描述事物或物體所處的地理位置和事情將要發(fā)生的地點(diǎn)；時間問題就是能準(zhǔn)確推斷事情發(fā)生的時間和將要發(fā)生的時間；原由問題就是能通過數(shù)據(jù)收集和分析，推斷出事情發(fā)生的原因是什么，解決方案問題就是通過對數(shù)據(jù)分析，正確找出解決方法。v 空間信息處理和分析功能：位

26、置、條件、變化趨勢、模式和模型。包括拓?fù)淇臻g查詢、緩沖區(qū)分析、疊置分析、空間集合分析、地學(xué)分析等。 v 數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、存儲與編輯功能：包括圖形數(shù)據(jù)采集與編輯和屬性數(shù)據(jù)編輯與分析。數(shù)據(jù)存儲與組織是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵步驟，涉及到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。 v 數(shù)據(jù)庫管理功能：包括數(shù)據(jù)庫定義、數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)、數(shù)據(jù)庫操作、通信功能等。v 制圖功能：根據(jù) GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及繪圖儀的類型，用戶可獲得矢量地圖或柵格地圖。 GIS不僅可以輸出全要素地圖，而且可以根據(jù)需要分層輸出各種專題地圖，還可以通過空間分析得到一些特殊的地學(xué)分析用圖，如剖面圖等。 電力GIS應(yīng)用軟件的功能 v 電力電力GIS

27、是將電力企業(yè)的電力設(shè)備、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、電力用戶與是將電力企業(yè)的電力設(shè)備、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、電力用戶與電力負(fù)荷和生產(chǎn)及管理等核心業(yè)務(wù)連接形成電力信息化的生產(chǎn)管理的電力負(fù)荷和生產(chǎn)及管理等核心業(yè)務(wù)連接形成電力信息化的生產(chǎn)管理的綜合信息系統(tǒng)。它提供的電力設(shè)備設(shè)施信息、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息、電綜合信息系統(tǒng)。它提供的電力設(shè)備設(shè)施信息、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息、電力技術(shù)信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與地形地貌，及氣象、水力技術(shù)信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與地形地貌，及氣象、水文、地質(zhì)、資源等自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。通過文、地質(zhì)、資源等自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。通過GIS可查詢有可查詢有關(guān)數(shù)據(jù)、圖

28、片、圖象、地圖、技術(shù)資料、管理知識等。關(guān)數(shù)據(jù)、圖片、圖象、地圖、技術(shù)資料、管理知識等。v 電力電力GIS平臺包括基本構(gòu)件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫連接層、圖形與數(shù)平臺包括基本構(gòu)件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫連接層、圖形與數(shù)據(jù)接口工具層、應(yīng)用系統(tǒng)層等。分層建立各種數(shù)據(jù)模型，并建立各層據(jù)接口工具層、應(yīng)用系統(tǒng)層等。分層建立各種數(shù)據(jù)模型，并建立各層的連接關(guān)系。建立地理層信息與設(shè)備信息的拓?fù)浜陀成潢P(guān)系。支持多的連接關(guān)系。建立地理層信息與設(shè)備信息的拓?fù)浜陀成潢P(guān)系。支持多空間同屏顯示和多空間關(guān)聯(lián)建模、多空間索引?？臻g同屏顯示和多空間關(guān)聯(lián)建模、多空間索引。v 電力電力GIS應(yīng)用軟件的基本功能應(yīng)包括電力空間數(shù)據(jù)的建模、存

29、儲、數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件的基本功能應(yīng)包括電力空間數(shù)據(jù)的建模、存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交換格式定義、信息檢索、查詢、挖掘和分析、數(shù)據(jù)安全管理、數(shù)據(jù)交換格式定義、信息檢索、查詢、挖掘和分析、數(shù)據(jù)安全保護(hù)保密技術(shù)等。保護(hù)保密技術(shù)等。v 電力電力GIS可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化描述，能對電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)快速查詢，及時掌握電可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化描述，能對電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)快速查詢，及時掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，快速診斷電網(wǎng)故障，提高處理事故能力，保證電網(wǎng)運(yùn)行網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，快速診斷電網(wǎng)故障，提高處理事故能力，保證電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量以及提高用戶服務(wù)質(zhì)量?？蓪D形數(shù)據(jù)、可執(zhí)行圖形和屬性數(shù)據(jù)質(zhì)量以及提高用戶服務(wù)質(zhì)量?？蓪D形數(shù)據(jù)、可執(zhí)行圖形和屬性數(shù)據(jù)的嵌套操作與映射查詢

30、關(guān)系運(yùn)算；根據(jù)配電設(shè)備的圖形、屬性信息與的嵌套操作與映射查詢關(guān)系運(yùn)算；根據(jù)配電設(shè)備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、線路走向數(shù)據(jù)、線路設(shè)備歷史檔案地理位置、地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、線路走向數(shù)據(jù)、線路設(shè)備歷史檔案和即時信息，對線路設(shè)計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策和即時信息，對線路設(shè)計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策依據(jù)及輔助決策。依據(jù)及輔助決策。電力GIS應(yīng)用軟件的功能 v 電力電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力用戶關(guān)系管理系統(tǒng)、電能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力用戶關(guān)系管理系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力市場管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)共享信息。支持多種管理力營銷系統(tǒng)、電力

31、市場管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)共享信息。支持多種管理應(yīng)用系統(tǒng)的連接，其中包括與企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)的連接，其中包括與企業(yè)的MIS系統(tǒng)融為一體。系統(tǒng)融為一體。v 電力電力GIS能對信息庫進(jìn)行安全保護(hù)，制定管理與使用的安全保密措施和能對信息庫進(jìn)行安全保護(hù)，制定管理與使用的安全保密措施和機(jī)制，包括內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的隔離、重要電力設(shè)施電子地圖和設(shè)備信息數(shù)據(jù)機(jī)制，包括內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的隔離、重要電力設(shè)施電子地圖和設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫的保護(hù)等。庫的保護(hù)等。輸變電GIS的基本功能 配電網(wǎng)GIS v 配電網(wǎng)GIS的應(yīng)用主要有兩種趨勢，一是把GIS作為整個配電管理系統(tǒng) DMS的基礎(chǔ)平臺，另一種是把GIS作為DMS的子系統(tǒng)，與SCADA等其他系統(tǒng)共

32、同完成整個配電網(wǎng)自動化的功能。v 基于電力GIS的配電管理系統(tǒng)DMS包括SCADA、負(fù)荷管理LM、負(fù)荷控制和故障管理、自動繪圖AM、設(shè)備管理FM、電話投訴管理TCM等，是一個涉及供電企業(yè)運(yùn)行管理、設(shè)備管理、用戶服務(wù)等各個方面的計算機(jī)集成系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理自動化、配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化，提高供電可靠性，為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。 配電網(wǎng)GIS的基本功能變電站遙視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡介 通過與通過與SCADASCADA系統(tǒng)的接系統(tǒng)的接口，實(shí)時顯示模擬圖上口，實(shí)時顯示模擬圖上設(shè)備的遙測信息，對站設(shè)備的遙測信息，對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控內(nèi)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控；通過；通過 SCADASCADA系統(tǒng)與系統(tǒng)與GISGIS的接口，遙信遙測的

33、接口，遙信遙測站內(nèi)開關(guān)變位信息，自站內(nèi)開關(guān)變位信息，自動糾正站內(nèi)開關(guān)開合狀動糾正站內(nèi)開關(guān)開合狀態(tài)并實(shí)時分析處理全網(wǎng)態(tài)并實(shí)時分析處理全網(wǎng)的線路及設(shè)備停供電狀的線路及設(shè)備停供電狀態(tài)，及時刷新圖形窗口。態(tài)，及時刷新圖形窗口。 利用變電站信息利用變電站信息查詢功能和查詢功能和IntranetIntranet應(yīng)用部分可顯示該變電應(yīng)用部分可顯示該變電站的一次接線圖、現(xiàn)場站的一次接線圖、現(xiàn)場錄像等。錄像等。 現(xiàn)場總線技術(shù)簡介v 現(xiàn)場總線既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。作為通信網(wǎng)絡(luò)，它所傳送現(xiàn)場總線既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。作為通信網(wǎng)絡(luò)，它所傳送的是工業(yè)現(xiàn)場的開關(guān)量或數(shù)字量指令與數(shù)據(jù)；作為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，在系的是工業(yè)現(xiàn)場的開關(guān)量或數(shù)字量指令與數(shù)據(jù)；作為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的顯著特征是可由單個節(jié)點(diǎn)、也可由多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同完成所統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的顯著特征是可由單個節(jié)點(diǎn)、也可由多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同完成所要求的自動控制功能，是一種由網(wǎng)絡(luò)集成的分布式自動化控制系統(tǒng)。從要求的自動控制功能，是一種由網(wǎng)絡(luò)集成的分