配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控SCADA知識講座課件

一、SCADA系統(tǒng)SupervisorControlAndDataAcquisition的縮寫，即監(jiān)測監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集的意思。作用：完成遠方現(xiàn)場的運行參數(shù)狀態(tài)的監(jiān)視、對工藝流程進行全面、實時的監(jiān)視和遠方操作控制、調(diào)節(jié)等任務(wù),并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)

第一節(jié)概述2022/11/27第1頁沈陽工程學院一、SCADA系統(tǒng)第一節(jié)概述2022/11/27第1頁沈陽(1)配電網(wǎng)一般是樹枝狀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)分散、點多、每點信息量少，采集信息比輸電網(wǎng)困難。(2)配電網(wǎng)設(shè)備多，數(shù)據(jù)量一般比輸電網(wǎng)多出一個數(shù)量級。(3)配電網(wǎng)的操作頻率高，因此要求采集的信息應(yīng)能反應(yīng)配電網(wǎng)故障。(4)低壓配電網(wǎng)為三相不平衡網(wǎng)絡(luò)，因此無論在計算上還是在SCADA圖形監(jiān)視上，都與輸電網(wǎng)不盡相同。(5)對配電網(wǎng)而言，需要有建立在SCADA系統(tǒng)之上的具有故障隔離能力及恢復(fù)供電能力的自動操作軟件。(6)配電網(wǎng)因其點多面廣，配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)對通信系統(tǒng)提出了比輸電網(wǎng)更高的要求。(7)配電網(wǎng)直接連接用戶，使得配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的創(chuàng)建、維護、擴展工作量非常巨大。二、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的特點2022/11/27第2頁沈陽工程學院(1)配電網(wǎng)一般是樹枝狀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)分散、點多、每點信息量少，配電網(wǎng)終端設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、調(diào)節(jié)、信息上傳和本地控制等功能區(qū)域工作站通信網(wǎng)絡(luò)用于RTU與中心站通訊及與其它RTU通訊

中心工作站2022/11/27第3頁沈陽工程學院配電網(wǎng)終端設(shè)備區(qū)域工作站通信網(wǎng)絡(luò)用于中心工作站2022/11一、數(shù)據(jù)采集功能SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以來自變電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、配電變壓器等的實時數(shù)據(jù)，也可以手工輸入。數(shù)據(jù)采集類型有：（1）模擬量（2）數(shù)字量（3）脈沖量（4）標準GPS時鐘（5）保護信息（6）事件順序記錄(SOE)第二節(jié)

配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的功能2022/11/27第4頁沈陽工程學院一、數(shù)據(jù)采集功能第二節(jié)

配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的模擬量數(shù)據(jù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)處理累積量數(shù)據(jù)處理積分累積量處理計算量的處理統(tǒng)計功能報表生成、數(shù)據(jù)整理。趨勢曲線的生成。異常情況和操作記錄等提示告警、打印。歷史文檔歸檔保存、整理。二、數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第5頁沈陽工程學院模擬量數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第5頁沈陽（1）實時對斷路器和某些開關(guān)進行操作。（2）投切有載變壓器分接頭。（3）電容器投切；電抗器投切。三、控制功能2022/11/27第6頁沈陽工程學院三、控制功能2022/11/27第6頁沈陽工程學院（1）與負荷監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換（2）與配電地理信息（GIS）系統(tǒng)、DMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和傳輸。（3）用電營業(yè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換（4）與故障報修系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換（5）與RTU、FTU、TTU的數(shù)據(jù)通信四、數(shù)據(jù)的交換與傳輸功能2022/11/27第7頁沈陽工程學院（1）與負荷監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換四、數(shù)據(jù)的交換與傳輸功能20GIS數(shù)據(jù)

DMS、SCADA、GIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換GISDMSSCADA實時數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)計算結(jié)果實時數(shù)據(jù)計算結(jié)果2022/11/27第8頁沈陽工程學院GIS數(shù)據(jù)DMS、SCADA、GIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換GI人機界面功能：①變電站一次接線圖及配網(wǎng)邏輯圖實時數(shù)據(jù)刷新顯示，接線圖可輸出到打印機；②設(shè)備參數(shù)顯示、查詢；③具有任意模擬量的曲線趨勢圖④實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)查詢、拷貝和打印歷史文檔功能；⑤具有通道運行監(jiān)視、報警和統(tǒng)計功能；⑥采用多窗口風格，不同的窗口可顯示不同的畫面；⑦支持圖形的放大、縮小功能，支持圖形的層、面設(shè)置與顯示和自動切換。提供圖形導(dǎo)航功能；⑧圖形的線路動態(tài)著色功能和潮流方向標志功能⑨在線配電網(wǎng)設(shè)備的檢修與線路檢修的掛牌功能；五、人機界面功能(工況監(jiān)視功能)2022/11/27第9頁沈陽工程學院人機界面功能：五、人機界面功能(工況監(jiān)視功能)2022/11系統(tǒng)的設(shè)備管理、監(jiān)視功能：①系統(tǒng)實時運行工況；②各子系統(tǒng)運行情況；③系統(tǒng)配置圖及其運行情況；④RTU、FTU、TTU配置圖及其運行情況；⑤主機運行監(jiān)視和故障自動切換；⑥網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)監(jiān)視及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)視；⑦各節(jié)點系統(tǒng)運行進程狀態(tài)監(jiān)視和在線編輯。2022/11/27第10頁沈陽工程學院系統(tǒng)的設(shè)備管理、監(jiān)視功能：2022/11/27第10頁沈陽通過系統(tǒng)提供的繪圖功能實現(xiàn)圖形的在線編輯。在一個有權(quán)限的機器上編輯的圖形可實時的更新到全系統(tǒng)，并可存儲到數(shù)據(jù)庫中；六、圖形編輯功能2022/11/27第11頁沈陽工程學院六、圖形編輯功能2022/11/27第11頁沈陽工程學院報警處理分兩種方式：一種是事故報警，另一種是預(yù)告報警。報警的內(nèi)容一般有：越限報警；開關(guān)量的狀態(tài)變化報警；設(shè)備、配網(wǎng)終端及通道故障報警；綜合自動化保護事件報警；SOE信息報警。七、報警處理2022/11/27第12頁沈陽工程學院七、報警處理2022/11/27第12頁沈陽工程學院歷史記錄的類型主要有：測量數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、累計數(shù)據(jù)、數(shù)字數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、事件順序記錄數(shù)據(jù)、繼電保護數(shù)據(jù)、安全裝置數(shù)據(jù)和事故追憶記錄等。歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)的存儲周期定時將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù)庫中。八、歷史數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第13頁沈陽工程學院八、歷史數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第13頁沈陽工程學院電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，往往是多個繼電保護和斷路器先后動作。把這些帶有毫秒級時間標記的遙信動作順序記錄下來的功能，稱為SOE。

九、事件順序記錄2022/11/27第14頁沈陽工程學院九、事件順序記錄2022/11/27第14頁沈陽工程學院事故追憶功能是在開關(guān)變位時將變位前后若干時間段內(nèi)系統(tǒng)中的主要參數(shù)記錄下來，供事后分析用。（一）事故追憶啟動（二）事故重演（三）事故分析十、事故追憶功能2022/11/27第15頁沈陽工程學院事故追憶功能是在開關(guān)變位時將變位前后若干時間段內(nèi)系統(tǒng)中的主要通訊超時處理；通訊校驗錯處理；通訊封鎖與解鎖處理；遙控上鎖與解鎖處理；遙控二級確認處理；分母為零，非法值(無窮大、無窮小等)處理十一、容錯措施2022/11/27第16頁沈陽工程學院十一、容錯措施2022/11/27第16頁沈陽工程學院系統(tǒng)由GPS全球定位時鐘提供標準時間，同時向全系統(tǒng)發(fā)對鐘命令，包括主站系統(tǒng)的各個節(jié)點的機器、RTU、FTU、TTU等。十二、系統(tǒng)的時間統(tǒng)一2022/11/27第17頁沈陽工程學院十二、系統(tǒng)的時間統(tǒng)一2022/11/27第17頁沈陽工程學院功能：自動生成操作票及對操作票進行模擬操作該系統(tǒng)的兩種運行模式：正常模式：操作票系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)一起在線運行，并且操作票系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)將一致培訓模式：操作票系統(tǒng)只是在啟動時從監(jiān)控系統(tǒng)中取得各個設(shè)備當前狀態(tài)，在運行過程中，設(shè)備狀態(tài)的變位并不反映到操作票系統(tǒng)，在該狀態(tài)下，可以進行操作票快速模擬，即將操作票專家系統(tǒng)當前設(shè)備的狀態(tài)改成執(zhí)行了操作票后的狀態(tài)

十三、智能操作票功能2022/11/27第18頁沈陽工程學院功能：自動生成操作票及對操作票進行模擬操作十三、智能操作票功系統(tǒng)以任務(wù)為單位進行授權(quán)和權(quán)限控制操作權(quán)限可分以下四個級別：（1）值班類：可瀏覽監(jiān)視接線圖，報表，曲線；（2）調(diào)度員：增加遙控權(quán)限，可手動切換主備機；（3）系統(tǒng)維護員：可進行圖形編輯，數(shù)據(jù)庫生成，修改，報表，曲線的生成，修改，歷史數(shù)據(jù)存貯周期設(shè)定；（4）系統(tǒng)管理員：計算機系統(tǒng)的組網(wǎng)，節(jié)點功能配置。對所有控制操作實施完全檢查，并提供詳細記錄備查。十四、系統(tǒng)安全管理2022/11/27第19頁沈陽工程學院系統(tǒng)以任務(wù)為單位進行授權(quán)和權(quán)限控制十四、系統(tǒng)安全管理202站端系統(tǒng)維護：維護工作站通過現(xiàn)有通道對站端系統(tǒng)進行遠程維護，包括對FTU的運行監(jiān)視和參數(shù)設(shè)置。通道監(jiān)視：對RTU通訊通道的狀態(tài)及通訊質(zhì)量進行監(jiān)視，并對各通道的通訊出錯次數(shù)進行統(tǒng)計。提供在線時分段開關(guān)定值遠方設(shè)置與修改功能。十五、通道監(jiān)視與站端系統(tǒng)維護2022/11/27第20頁沈陽工程學院十五、通道監(jiān)視與站端系統(tǒng)維護2022/11/27第20頁沈與地調(diào)SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換接口與MIS系統(tǒng)的接口與負荷控制系統(tǒng)的接口與用電營業(yè)管理系統(tǒng)的接口與GIS系統(tǒng)的接口十六、與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換的接口功能2022/11/27第21頁沈陽工程學院十六、與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換的接口功能2022/11/27第2（一）報表打印配調(diào)工作站均可召喚打印所需要的報表；報表的生成在報表工作站上進行；報表可定時打印，時間可設(shè)置；（二）實時打印包括事件及報警打印，操作記錄打印。（三）圖形打印接線圖、曲線圖、棒圖等的打印。十七、打印輸出2022/11/27第22頁沈陽工程學院十七、打印輸出2022/11/27第22頁沈陽工程學院一、SCADA系統(tǒng)SupervisorControlAndDataAcquisition的縮寫，即監(jiān)測監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集的意思。作用：完成遠方現(xiàn)場的運行參數(shù)狀態(tài)的監(jiān)視、對工藝流程進行全面、實時的監(jiān)視和遠方操作控制、調(diào)節(jié)等任務(wù),并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)

第一節(jié)概述2022/11/27第23頁沈陽工程學院一、SCADA系統(tǒng)第一節(jié)概述2022/11/27第1頁沈陽(1)配電網(wǎng)一般是樹枝狀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)分散、點多、每點信息量少，采集信息比輸電網(wǎng)困難。(2)配電網(wǎng)設(shè)備多，數(shù)據(jù)量一般比輸電網(wǎng)多出一個數(shù)量級。(3)配電網(wǎng)的操作頻率高，因此要求采集的信息應(yīng)能反應(yīng)配電網(wǎng)故障。(4)低壓配電網(wǎng)為三相不平衡網(wǎng)絡(luò)，因此無論在計算上還是在SCADA圖形監(jiān)視上，都與輸電網(wǎng)不盡相同。(5)對配電網(wǎng)而言，需要有建立在SCADA系統(tǒng)之上的具有故障隔離能力及恢復(fù)供電能力的自動操作軟件。(6)配電網(wǎng)因其點多面廣，配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)對通信系統(tǒng)提出了比輸電網(wǎng)更高的要求。(7)配電網(wǎng)直接連接用戶，使得配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的創(chuàng)建、維護、擴展工作量非常巨大。二、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的特點2022/11/27第24頁沈陽工程學院(1)配電網(wǎng)一般是樹枝狀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)分散、點多、每點信息量少，配電網(wǎng)終端設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、調(diào)節(jié)、信息上傳和本地控制等功能區(qū)域工作站通信網(wǎng)絡(luò)用于RTU與中心站通訊及與其它RTU通訊

中心工作站2022/11/27第25頁沈陽工程學院配電網(wǎng)終端設(shè)備區(qū)域工作站通信網(wǎng)絡(luò)用于中心工作站2022/11一、數(shù)據(jù)采集功能SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以來自變電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、配電變壓器等的實時數(shù)據(jù)，也可以手工輸入。數(shù)據(jù)采集類型有：（1）模擬量（2）數(shù)字量（3）脈沖量（4）標準GPS時鐘（5）保護信息（6）事件順序記錄(SOE)第二節(jié)

配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的功能2022/11/27第26頁沈陽工程學院一、數(shù)據(jù)采集功能第二節(jié)

配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的模擬量數(shù)據(jù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)處理累積量數(shù)據(jù)處理積分累積量處理計算量的處理統(tǒng)計功能報表生成、數(shù)據(jù)整理。趨勢曲線的生成。異常情況和操作記錄等提示告警、打印。歷史文檔歸檔保存、整理。二、數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第27頁沈陽工程學院模擬量數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第5頁沈陽（1）實時對斷路器和某些開關(guān)進行操作。（2）投切有載變壓器分接頭。（3）電容器投切；電抗器投切。三、控制功能2022/11/27第28頁沈陽工程學院三、控制功能2022/11/27第6頁沈陽工程學院（1）與負荷監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換（2）與配電地理信息（GIS）系統(tǒng)、DMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和傳輸。（3）用電營業(yè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換（4）與故障報修系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換（5）與RTU、FTU、TTU的數(shù)據(jù)通信四、數(shù)據(jù)的交換與傳輸功能2022/11/27第29頁沈陽工程學院（1）與負荷監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換四、數(shù)據(jù)的交換與傳輸功能20GIS數(shù)據(jù)

DMS、SCADA、GIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換GISDMSSCADA實時數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)計算結(jié)果實時數(shù)據(jù)計算結(jié)果2022/11/27第30頁沈陽工程學院GIS數(shù)據(jù)DMS、SCADA、GIS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換GI人機界面功能：①變電站一次接線圖及配網(wǎng)邏輯圖實時數(shù)據(jù)刷新顯示，接線圖可輸出到打印機；②設(shè)備參數(shù)顯示、查詢；③具有任意模擬量的曲線趨勢圖④實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)查詢、拷貝和打印歷史文檔功能；⑤具有通道運行監(jiān)視、報警和統(tǒng)計功能；⑥采用多窗口風格，不同的窗口可顯示不同的畫面；⑦支持圖形的放大、縮小功能，支持圖形的層、面設(shè)置與顯示和自動切換。提供圖形導(dǎo)航功能；⑧圖形的線路動態(tài)著色功能和潮流方向標志功能⑨在線配電網(wǎng)設(shè)備的檢修與線路檢修的掛牌功能；五、人機界面功能(工況監(jiān)視功能)2022/11/27第31頁沈陽工程學院人機界面功能：五、人機界面功能(工況監(jiān)視功能)2022/11系統(tǒng)的設(shè)備管理、監(jiān)視功能：①系統(tǒng)實時運行工況；②各子系統(tǒng)運行情況；③系統(tǒng)配置圖及其運行情況；④RTU、FTU、TTU配置圖及其運行情況；⑤主機運行監(jiān)視和故障自動切換；⑥網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)監(jiān)視及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)視；⑦各節(jié)點系統(tǒng)運行進程狀態(tài)監(jiān)視和在線編輯。2022/11/27第32頁沈陽工程學院系統(tǒng)的設(shè)備管理、監(jiān)視功能：2022/11/27第10頁沈陽通過系統(tǒng)提供的繪圖功能實現(xiàn)圖形的在線編輯。在一個有權(quán)限的機器上編輯的圖形可實時的更新到全系統(tǒng)，并可存儲到數(shù)據(jù)庫中；六、圖形編輯功能2022/11/27第33頁沈陽工程學院六、圖形編輯功能2022/11/27第11頁沈陽工程學院報警處理分兩種方式：一種是事故報警，另一種是預(yù)告報警。報警的內(nèi)容一般有：越限報警；開關(guān)量的狀態(tài)變化報警；設(shè)備、配網(wǎng)終端及通道故障報警；綜合自動化保護事件報警；SOE信息報警。七、報警處理2022/11/27第34頁沈陽工程學院七、報警處理2022/11/27第12頁沈陽工程學院歷史記錄的類型主要有：測量數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、累計數(shù)據(jù)、數(shù)字數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、事件順序記錄數(shù)據(jù)、繼電保護數(shù)據(jù)、安全裝置數(shù)據(jù)和事故追憶記錄等。歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)的存儲周期定時將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù)庫中。八、歷史數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第35頁沈陽工程學院八、歷史數(shù)據(jù)處理功能2022/11/27第13頁沈陽工程學院電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，往往是多個繼電保護和斷路器先后動作。把這些帶有毫秒級時間標記的遙信動作順序記錄下來的功能，稱為SOE。

九、事件順序記錄2022/11/27第36頁沈陽工程學院九、事件順序記錄2022/11/27第14頁沈陽工程學院事故追憶功能是在開關(guān)變位時將變位前后若干時間段內(nèi)系統(tǒng)中的主要參數(shù)記錄下來，供事后分析用。（一）事故追憶啟動（二）事故重演（三）事故分析十、事故追憶功能2022/11/27第37頁沈陽工程學院事故追憶功能是在開關(guān)變位時將變位前后若干時間段內(nèi)系統(tǒng)中的主要通訊超時處理；通訊校驗錯處理；通訊封鎖與解鎖處理；遙控上鎖與解鎖處理；遙控二級確認處理；分母為零，非法值(無窮大、無窮小等)處理十一、容錯措施2022/11/27第38頁沈陽工程學院十一、容錯措施2022/11/27第16頁沈陽工程學院系統(tǒng)由GPS全球定位時鐘提供標準時間，同時向全系統(tǒng)發(fā)對鐘命令，包括主站系統(tǒng)的各個節(jié)點的機器、RTU、FTU、TTU等。十二、系統(tǒng)的時間統(tǒng)一2022/11/27第39頁沈陽工程學院十二、系統(tǒng)的時間統(tǒng)一2022/11/27第17頁沈陽工程學院功能：自動生成操作票及對操作票進行模擬操作該系統(tǒng)的兩種運行模式：正常模式：操作票系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)一起在線運行，并且操作票系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)將一致培訓模式：操作票系統(tǒng)只是在啟動時從監(jiān)控系統(tǒng)中取得各個設(shè)備當前狀態(tài)，在運行過程中，設(shè)備狀態(tài)的變位并不反映到操作票系統(tǒng)，在該狀態(tài)下，可以進行操作票快速模擬，即將操作票專家系統(tǒng)當前設(shè)備的狀態(tài)改成執(zhí)行了操作票后的狀態(tài)

十三、智能操作票功能2022/11/27第40