電網(wǎng)調(diào)度自動化課件

第四章電網(wǎng)調(diào)度自動化第四章電網(wǎng)調(diào)度自動化1前言：1、電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)

控制整個電力系統(tǒng)的運行方式。（1）使電力系統(tǒng)在正常狀態(tài)下能滿足安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟地向用戶供電的要求；（2）在缺電狀態(tài)下做好負荷管理；（3）在事故狀態(tài)下迅速消除故障的影響，及時恢復(fù)供電。2、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的任務(wù)綜合利用電子計算機、遠動和遠程通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理自動化，有效的幫助電力系統(tǒng)調(diào)度員完成調(diào)度任務(wù)。前言：1、電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)23、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的特點：

“統(tǒng)一調(diào)度，分層管理”3、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的特點：

“3統(tǒng)一調(diào)度，其內(nèi)容一般是指：１、由電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一組織全網(wǎng)調(diào)度計劃（或稱電網(wǎng)運行方式）的編制和執(zhí)行。其中包括：統(tǒng)一平衡和實施全網(wǎng)發(fā)電、供電調(diào)度計劃；統(tǒng)一平衡和安排全網(wǎng)主要發(fā)電、供電設(shè)備的檢修進度；統(tǒng)一安排全網(wǎng)的主結(jié)線方式；統(tǒng)一布置和落實全網(wǎng)安全穩(wěn)定措施等。統(tǒng)一調(diào)度，其內(nèi)容一般是指：１、由電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一組織全網(wǎng)調(diào)4２、統(tǒng)一指揮全網(wǎng)的運行操作和事故處理；３、統(tǒng)一布置和指揮全網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓；４、統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)定全網(wǎng)繼電保護、安全自動裝置、調(diào)度自動化系統(tǒng)和調(diào)度通信系統(tǒng)的運行；５、統(tǒng)一協(xié)調(diào)水電廠水庫的合理運用；６、按照規(guī)章制度統(tǒng)一協(xié)調(diào)有關(guān)電網(wǎng)運行的各種關(guān)系。在形式上，統(tǒng)一調(diào)度表現(xiàn)為在調(diào)度業(yè)務(wù)上，下級調(diào)度必須服從上級調(diào)度的指揮。２、統(tǒng)一指揮全網(wǎng)的運行操作和事故處理；在形式上，5分級管理，是指根據(jù)電網(wǎng)分層的特點，為了明確各級調(diào)度機構(gòu)的責任和權(quán)限，有效地實施統(tǒng)一調(diào)度，由各級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)在其調(diào)度管理范圍內(nèi)具體實施電網(wǎng)調(diào)度管理的分工。

電網(wǎng)運行的統(tǒng)一調(diào)度、分級管理是一個整體，統(tǒng)一調(diào)度以分級管理為基礎(chǔ)，分級管理是為了有效地實施統(tǒng)一調(diào)度。統(tǒng)一調(diào)度、分級管理的目的是為了有效地保證電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行，最終目的是為了維護社會的公共利益。分級管理，是指根據(jù)電網(wǎng)分層的特點，為了明確各級調(diào)度機構(gòu)的責任6電網(wǎng)調(diào)度自動化基本結(jié)構(gòu)發(fā)電廠變電站信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)信息傳輸子系統(tǒng)信息收集、處理、控制子系統(tǒng)人機聯(lián)系子系統(tǒng)廠站端（RTU）信息傳輸通道調(diào)度中心電網(wǎng)調(diào)度自動化基本結(jié)構(gòu)發(fā)電廠變電站信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)信7第4章電網(wǎng)調(diào)度自動化課件8信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)

（遠動終端RTU）1、作用采集各發(fā)電廠、變電所中各種表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時信息，并根據(jù)運行需要將有關(guān)信息通過信息傳輸通道傳送到調(diào)度中心，同時也接受調(diào)度端發(fā)來的控制命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng)

92、功能可以實現(xiàn)“四遙”功能：

遙測(YC)、遙信(YX)、遙控(YK)和遙調(diào)(YT).遙測:采集并傳送電力系統(tǒng)運行模擬量的實時信息；遙信:采集并傳送電力系統(tǒng)中開關(guān)量的實時信息；遙控:指接收調(diào)度中心主站發(fā)送的命令信息，執(zhí)行對斷路器的分合閘、發(fā)電機的開停、并聯(lián)電容器的投切等操作；遙調(diào):指接收并執(zhí)行調(diào)度中心主站計算機發(fā)送的遙調(diào)命令，如調(diào)整發(fā)電機的有功出力或無功出力、發(fā)電機組的電壓、變壓器的分接頭等。2、功能10信息傳輸子系統(tǒng)作用：信息傳輸子系統(tǒng)是調(diào)度中心和廠站端(RTU)信息溝通的橋梁。將遠動終端的各種實時信息上傳給主站，把主站發(fā)出的各種調(diào)度命令下達到各有關(guān)廠站，即完成主站與遠動終端之間信息與命令可靠、準確地傳輸。

信息傳輸子系統(tǒng)作用：11信息收集處理與控制子系統(tǒng)

信息收集處理與控制子系統(tǒng)，是整個電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心。信息處理的內(nèi)容（1）發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤數(shù)據(jù)和信息（2）提高數(shù)據(jù)精度（3）補齊缺少的數(shù)據(jù)信息收集與控制子系統(tǒng)的組成

（1）前置機（2）后臺處理機信息收集處理與控制子系統(tǒng)信息收集處理與控制子系統(tǒng)，是整12人機聯(lián)系子系統(tǒng)2、人機聯(lián)系系統(tǒng)的功能：（1）輸出功能（2）輸入功能3、人機聯(lián)系系統(tǒng)的硬件組成（1）輸出設(shè)備：模擬屏、圖形顯示器、聲光報警裝置等（2）輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標等1、人機聯(lián)系系統(tǒng)的必要性：人機聯(lián)系子系統(tǒng)2、人機聯(lián)系系統(tǒng)的功能：1、人機聯(lián)系系統(tǒng)的必要13第一節(jié)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)和相應(yīng)的調(diào)度控制

由于電力負荷始終是變動的，而且系統(tǒng)故障具有不可預(yù)見性，為了有效地控制電力系統(tǒng)，需要將電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行分類，以便在不同運行狀態(tài)時對電力系統(tǒng)實行控制。

電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)可以用一組包含電力系統(tǒng)狀態(tài)變量(如各節(jié)點的電壓幅值和相位角)、運行參數(shù)(如各節(jié)點的注入有功功率)和結(jié)構(gòu)參數(shù)(網(wǎng)絡(luò)連接和元件參數(shù))的微分方程組描述。

第一節(jié)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)和相應(yīng)的調(diào)度控制由于電力負荷始14一、電力系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)和非正常運行狀態(tài)

電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)可分為正常狀態(tài)和非正常狀態(tài)。電力系統(tǒng)正常運行時，運行參數(shù)在允許的上、下限值之內(nèi)。如果有一個或幾個運行參數(shù)在允許的上、下限之外時，電力系統(tǒng)就處于不正常狀態(tài)了。

如果左式成立，則電力系統(tǒng)運行正常，否則就不正常。

左式也稱為電力系統(tǒng)運行的不等式約束條件。

正常狀態(tài)用數(shù)學式描述：

一、電力系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)和非正常運行狀態(tài)電力系統(tǒng)的15正常狀態(tài)預(yù)警狀態(tài)緊急控制狀態(tài)崩潰狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)由兩種約束條件可將系統(tǒng)的運行分為以下五種狀態(tài)：正常狀態(tài)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)由兩種約束條件可將系統(tǒng)16在負荷變化時，系統(tǒng)頻率和電壓值在規(guī)定的范圍之內(nèi)，并向系統(tǒng)用戶供應(yīng)合格的電能。正常運行狀態(tài)：（電力系統(tǒng)是安全的。

）特點：滿足所有等式和不等式約束條件。電力系統(tǒng)有一定的安全水平，在正常干擾下，能從一個正常狀態(tài)連續(xù)變化到另一個正常狀態(tài)。調(diào)度措施：采取經(jīng)濟運行。發(fā)電機有一定的旋轉(zhuǎn)備用容量；輸變電設(shè)備也有一定的富余容量；在負荷變化時，系統(tǒng)頻率和電壓值在規(guī)定的范圍之內(nèi)，并向17預(yù)警狀態(tài)：

當電力系統(tǒng)中的某些電力設(shè)備的備用容量減少到使電力系統(tǒng)的安全水平不能承受正常干擾的程度時，電力系統(tǒng)進入預(yù)警狀態(tài)。調(diào)度措施：應(yīng)采取預(yù)防控制使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。特點：滿足所有等式和不等式約束條件。但是備用儲備減少，某些干擾可能導(dǎo)致不等式約束破壞(如設(shè)備過載)，使系統(tǒng)安全受到威脅。電力系統(tǒng)是不安全的。預(yù)警狀態(tài)：當電力系統(tǒng)中的某些電力設(shè)備的備用容量減少到18緊急狀態(tài):一個處于正?；蚓錉顟B(tài)的電力系統(tǒng)，如果受到嚴重干擾，比如短路或大容量電機組的非正常退出工作，系統(tǒng)可能進入緊急狀態(tài)。特點：某些不等式約束條件遭到破壞，等式約束條件仍能滿足。此時，系統(tǒng)是危險的。調(diào)度措施：采取緊急控制措施，應(yīng)盡快消除故障的影響，爭取使系統(tǒng)恢復(fù)到警戒或正常狀態(tài)。緊急狀態(tài):一個處于正?；蚓錉顟B(tài)的電力系統(tǒng)，如果受到19（1）頻率下降。在緊急狀態(tài)下，發(fā)電機和負荷間的功率嚴重不平衡，會引起電力系統(tǒng)頻率突然大幅度下降，如不采取措施，使頻率迅速恢復(fù)，將使整個電廠解列，其惡性循環(huán)將會產(chǎn)生頻率崩潰，導(dǎo)致全電力系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)緊急狀態(tài)事故有哪幾個方面？（2）電壓下降。在緊急狀態(tài)下，無功電源可能被突然切除，引起電壓大幅度下降，甚至發(fā)生電壓崩潰現(xiàn)象。這時，電力系統(tǒng)中大量電動機停止轉(zhuǎn)動，大量發(fā)電機甩掉負荷，導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列，甚至使電力系統(tǒng)的一部分或全部瓦解。（1）頻率下降。電力系統(tǒng)緊急狀態(tài)事故有哪幾個方面？（220（4）出現(xiàn)穩(wěn)定問題。在緊急狀態(tài)下，如不及時采取相應(yīng)的控制措施或措施不夠有效，則電力系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。所謂電力系統(tǒng)穩(wěn)定，就是要求保持電力系統(tǒng)中所有同步發(fā)電機并列同步運行。電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定就是各發(fā)電機不再以同一頻率，保持固定功角運行，電壓和功率大幅度來回搖動。電力系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞會對電力系統(tǒng)安全運行產(chǎn)生最嚴重后果，將可能導(dǎo)致全系統(tǒng)崩潰，造成大面積停電事故。

（3）線路和變壓器過負荷。在緊急狀態(tài)下，線路過負荷，如不采取相應(yīng)技術(shù)措施，會連鎖反應(yīng)，出現(xiàn)新的故障，導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行進一步惡化。（4）出現(xiàn)穩(wěn)定問題。（3）線路和變壓器過負荷。21崩潰狀態(tài)：在緊急狀態(tài)下，如不能及時消除故障，電力系統(tǒng)可能失去穩(wěn)定。為了不使事故擴大并保證對重要用戶的供電，自動解列裝置動作，將一個并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)解列成幾部分。特點：解列后的各子系統(tǒng)中等式與不等式約束條件均不成立。崩潰狀態(tài)：在緊急狀態(tài)下，如不能及時消除故障，電力系統(tǒng)可22通過自動裝置或調(diào)度人員的控制，在崩潰系統(tǒng)大體穩(wěn)定下來以后，可使系統(tǒng)進入恢復(fù)狀態(tài)。將已解列的系統(tǒng)重新并列。根據(jù)實際情況可恢復(fù)到預(yù)警狀態(tài)或正常狀態(tài)?；謴?fù)狀態(tài)：通過自動裝置或調(diào)度人員的控制，在崩潰系統(tǒng)大體穩(wěn)定下恢復(fù)23二、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及其相應(yīng)的調(diào)度控制

電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及轉(zhuǎn)換框圖二、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及其相應(yīng)的調(diào)度控制電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及轉(zhuǎn)24

1.正常運行狀態(tài)

正常運行狀態(tài)時，系統(tǒng)滿足所有的約束條件，即有功功率和無功功率都保持平衡，給所有負荷正常供電。

電壓、頻率均在正常的范圍內(nèi)，各種電力設(shè)備都在規(guī)定的限額內(nèi)運行，同時還有足夠的備用裕度。能夠承擔各種預(yù)計的擾動(如一條輸電線路或一臺發(fā)電機斷開等)，而不產(chǎn)生任危險何有害的后果(如設(shè)備過載等)。

1.正常運行狀態(tài)252.警戒狀態(tài)

電力系統(tǒng)受到嚴重的擾動或者一系列小擾動(如負荷持續(xù)升高等)逐步積累，使電力系統(tǒng)總的備用裕度減少、安全水平降低后，就可能進入警戒狀態(tài)。

在警戒狀態(tài)下，各種約束條件也能滿足，但隨時都有可能由于一個偶然故障或漸進性的負荷增加，使某些不等式約束條件被破壞，而校正越限時會導(dǎo)致丟失負荷。

因而處于警戒狀態(tài)的電力系統(tǒng)是欠安全的，應(yīng)及時采取預(yù)防性控制措施，使電力系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.警戒狀態(tài)263.緊急狀態(tài)

一個處于正常狀態(tài)或警戒狀態(tài)的電力系統(tǒng)，如果受到嚴重干擾，例如短路和大容量機組被切除，使運行極限被破壞，系統(tǒng)就進入了緊急狀態(tài)。

這時系統(tǒng)頻率、電壓和某些線路潮流都可能嚴重越限，但系統(tǒng)中的發(fā)電機組仍然可繼續(xù)同步運行。緊急狀態(tài)下的電力系統(tǒng)是危險的，如不及時采取有效的控制，系統(tǒng)可能失去穩(wěn)定，導(dǎo)致大量發(fā)電機組跳閘或甩掉大量負荷，使等式約束條件也遭破壞。

這時電網(wǎng)調(diào)度控制應(yīng)盡快采取緊急控制措施，爭取使電力系統(tǒng)恢復(fù)到警戒狀態(tài)或正常狀態(tài)。3.緊急狀態(tài)274.崩潰狀態(tài)

在緊急狀態(tài)下，如果不能及時消除故障和采取適當?shù)目刂拼胧?，或者措施不得力，電力系統(tǒng)可能失去穩(wěn)定。在這種情況下為了不使事故進一步擴大并保證對部分重要負荷供電，自動解列裝置可能動作，調(diào)度人員也可以進行調(diào)度控制，將一個并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)解列成幾部分。

這時電力系統(tǒng)進入了崩潰狀態(tài)。系統(tǒng)崩潰時，在一般情況下，解列成的各個子系統(tǒng)中等式約束條件和不等式約束條件均不能成立。一些子系統(tǒng)由于電源功率不足，不得不切除大量負荷;而另一些子系統(tǒng)可能由于電源功率大大超過負荷而不得不讓部分發(fā)電機組解列。

4.崩潰狀態(tài)285.恢復(fù)狀態(tài)

通過自動裝置和調(diào)度人員的調(diào)度控制，在崩潰系統(tǒng)大體上穩(wěn)定下來以后，可使系統(tǒng)進入恢復(fù)狀態(tài)。這時調(diào)度控制應(yīng)重新并列己解列的機組，增加并聯(lián)運行機組的出力，恢復(fù)對用戶供電，將己解列的系統(tǒng)重新并列。

根據(jù)實際情況將系統(tǒng)恢復(fù)到警戒狀態(tài)或正常狀態(tài)。

5.恢復(fù)狀態(tài)29①三道防線電力系統(tǒng)安全防御系統(tǒng)的三道防線。第一道防線是指正常運行方式下的電力系統(tǒng)受到單一故障擾動后，由繼電保護裝置正確動作，迅速切除故障，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的正常供電。

第二道防線是指正常運行方式下的電力系統(tǒng)受到較嚴重的故障擾動后，繼電保護裝置正確動作后，由切除發(fā)電機和切除負荷等穩(wěn)定控制措施構(gòu)成第二道防線，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。3、關(guān)于電網(wǎng)安全的一些術(shù)語①三道防線3、關(guān)于電網(wǎng)安全的一些術(shù)語30第三道防線是指電力系統(tǒng)的穩(wěn)定破壞后，由防止事故擴大的穩(wěn)定控制措施構(gòu)成第三道防線，采取解列電網(wǎng)等措施防止系統(tǒng)全部崩潰，保證部分重要用戶供電，避免長時間、大面積停電。

第三道防線是指電力系統(tǒng)的穩(wěn)定破壞后，由防止事故擴大的穩(wěn)定控制31②黑啟動是指某個電網(wǎng)因故障全部停運后，通過啟動系統(tǒng)中具有自啟動能力的機組或外來電源來帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大系統(tǒng)的供電范圍，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。黑啟動方案就是針對這種情況預(yù)先編制的實施方案。②黑啟動32③電磁環(huán)網(wǎng)亦稱高低壓電磁環(huán)網(wǎng)，是指兩組不同電壓等級的線路通過兩端變壓器磁回路的聯(lián)接而并聯(lián)運行。高低壓電磁環(huán)網(wǎng)中高壓線路斷開引起的負荷轉(zhuǎn)移很有可能造成事故擴大、系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。③電磁環(huán)網(wǎng)33三、電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)

保證供電優(yōu)良的質(zhì)量保證系統(tǒng)運行經(jīng)濟性保證供電安全保證強有力的事故處理措施電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)：控制電力系統(tǒng)運行方式，使之在正常和事故輕況下，安全經(jīng)濟高質(zhì)量的供電。三、電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)保證供電優(yōu)良的質(zhì)量電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)34電網(wǎng)調(diào)度是電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行的一個重要指揮部門，負責領(lǐng)導(dǎo)電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電、輸電、變電和配電設(shè)備的運行，負責系統(tǒng)內(nèi)重要的操作和事故處理?？梢哉f，電力系統(tǒng)能夠安全經(jīng)濟運行，能夠連續(xù)地向廣大用戶供應(yīng)符合質(zhì)量標準的電能，是與各級電力系統(tǒng)調(diào)度所作的工作密不可分的。電網(wǎng)調(diào)度是電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行的一個重要指揮部35

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的任務(wù)是綜合利用電子計算機、遠動和遠程通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理自動化，有效地幫助電力系統(tǒng)調(diào)度員完成調(diào)度任務(wù)。

電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)可概括為:監(jiān)視、控制整個電力系統(tǒng)的運行方式，使電力系統(tǒng)在正常狀態(tài)下能滿足安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟地向用戶供電的要求。在缺電狀態(tài)下做好負荷管理。在事故狀態(tài)下迅速消除故障的影響和恢復(fù)正常供電。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的任務(wù)是綜合利用電子計算機、遠電36電網(wǎng)調(diào)度的幾項基本工作如下:

1.預(yù)測負荷要求預(yù)測月、日最大、最小負荷，并要考慮節(jié)日、天氣等各種因素對負荷的影響。另外，調(diào)度要考慮到季節(jié)的變化、人民生活和生產(chǎn)活動的規(guī)律，來做好負荷預(yù)測。準確的負荷預(yù)測以及據(jù)此作出的發(fā)電計劃，是保證系統(tǒng)頻率合格的關(guān)鍵。負荷預(yù)測一般可分為超短期、短期、中期和長期負荷預(yù)測。調(diào)度自動化主要進行的是超短期和短期負荷預(yù)測。電網(wǎng)調(diào)度的幾項基本工作如下:1.預(yù)測負荷37(1）超短期負荷預(yù)測是指未來1h以內(nèi)的負荷預(yù)測:用于質(zhì)量控制時需5—10s的負荷值，用于安全監(jiān)視需1—5min的負荷值，用于緊急狀態(tài)處理需10—60min的負荷值，使用對象是調(diào)度員。(2)短期負荷預(yù)測通常是指24h的日負荷預(yù)測和168h的周負荷預(yù)測:主要用于火電分配、水火電協(xié)調(diào)、機組經(jīng)濟組合。使用對象是編制計劃的工程師。(1）超短期負荷預(yù)測是指未來1h以內(nèi)的負荷預(yù)測:(2)短期負38(3)中期負荷預(yù)測是指未來一年之內(nèi)的用電負荷預(yù)測:主要用于水庫調(diào)度、機組檢修計劃和燃料計劃。使用對象是編制中長期運行計劃的工程師。

(4)長期負荷預(yù)測是指未來數(shù)年至數(shù)十年的用電負荷預(yù)測:主要用于電源發(fā)展規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃。使用對象是規(guī)劃工程師。

(3)中期負荷預(yù)測是指未來一年之內(nèi)的用電負荷預(yù)測:(4)長期39

根據(jù)預(yù)測負荷，編制發(fā)電計劃，并確定機組的搶修和備用方式。

發(fā)電計劃要考慮經(jīng)濟運行。特別是日計劃(即次日的計劃)，一般是當日12h以前做好，下午將計劃發(fā)出。發(fā)電計劃包括次日從零點開始一直到24h的安排曲線，規(guī)定了哪些機組帶基本負荷、哪些用來調(diào)峰、哪些用來備用。

另外還要計算經(jīng)濟調(diào)度方式，水電應(yīng)發(fā)多少，火電應(yīng)發(fā)多少等。

2.編制發(fā)電計劃

根據(jù)預(yù)測負荷，編制發(fā)電計劃，并確定機組的搶40電力系統(tǒng)中送電線路，凡涉及兩個以上單位的，都必須由調(diào)度指揮進行倒閘操作。母線上倒閘操作涉及發(fā)電和送電，變壓器中性點接地隔離開關(guān)多合一個少合一個與系統(tǒng)零序保護有關(guān)，這些必須由調(diào)度統(tǒng)一考慮和決定。3.倒閘操作

電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生嚴重事故可能危及人們生命財產(chǎn)安全，造成國民經(jīng)濟的重大損失。因此必須正確的迅速處理事故，盡快恢復(fù)正常供電。4.事故處理

電力系統(tǒng)中送電線路，凡涉及兩個以上單位的，都必須由341應(yīng)不斷調(diào)整各發(fā)電廠有功和無功，以實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟運行。在洪水季節(jié)水電站應(yīng)當滿發(fā)，用火電調(diào)峰。其次，在一天的負荷變化中調(diào)整開停機組，在已開的機組中，按照等微增率來安排機組出力。5.經(jīng)濟調(diào)度

應(yīng)不斷調(diào)整各發(fā)電廠有功和無功，以實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟運42(一)分層調(diào)度控制與集中調(diào)度控制

四、電力系統(tǒng)的分層調(diào)度控制

從理論上講，可以對電力系統(tǒng)實行集中調(diào)度控制，也可以實行分層調(diào)度控制。所謂集中調(diào)度控制就是把電力系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電廠和變電站的信息都集中在一個調(diào)度控制中心，由一個調(diào)度控制中心對整個電力系統(tǒng)進行調(diào)度控制。

但是把數(shù)量很大的信息集中在一個調(diào)度中心，使得調(diào)度中心的規(guī)模巨大，計算機系統(tǒng)復(fù)雜。另一方面，調(diào)度值班人員不可能全部顧及和處理。此外，從數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃钥矗瑐鬏斁嚯x越遠，受干擾的機會就越大，數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤的機會也就越大。(一)分層調(diào)度控制與集中調(diào)度控制四、電力系統(tǒng)的分層調(diào)度43鑒于集中調(diào)度控制的缺點，目前世界各國的大型電力系統(tǒng)都是采用分層調(diào)度控制的。

國際電工委員會標準提出的典型分層結(jié)構(gòu)就將電力系統(tǒng)調(diào)度中心分為主調(diào)度中心、區(qū)域調(diào)度中心和地區(qū)調(diào)度中心。這些相當于中國的大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心(簡稱網(wǎng)調(diào))、省調(diào)度中心(簡稱省調(diào))和地區(qū)調(diào)度所(簡稱地調(diào))。

分層調(diào)度控制將全電力系統(tǒng)的監(jiān)視控制任務(wù)分配給屬于不同層次的調(diào)度中心。下一層調(diào)度除完成本層次的調(diào)度控制任務(wù)外，還接受上一級調(diào)度組織的調(diào)度命令并向上層調(diào)度傳遞所需信息。鑒于集中調(diào)度控制的缺點，目前世界各國的大型電力系統(tǒng)44

(二)我國電網(wǎng)的分層調(diào)度我國目前的電力體制己實現(xiàn)廠網(wǎng)分開，成立了國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司。國家電網(wǎng)公司管轄五個大電網(wǎng)以及一些省網(wǎng)，并且在大網(wǎng)之間通過聯(lián)絡(luò)線進行能量交換。南方電網(wǎng)公司目前管轄著廣東、廣西、云南、貴州等省網(wǎng)。(二)我國電網(wǎng)的分層調(diào)度我國目前的電45華北電網(wǎng)有限公司：

天津市電力公司、河北省電力公司、山西省電力公司、北京市電力公司、山東電力集團公司、內(nèi)蒙古電力公司華中電網(wǎng)公司：湖北省電力公司、湖南省電力公司、江西省電力公司、河南省電力公司、四川省電力公司、重慶市電力公司

華東電網(wǎng)公司：上海市電力公司、江蘇省電力公司、浙江省電力公司、安徽省電力公司、福建省電力有限公司

西北電網(wǎng)公司：陜西省電力公司、甘肅省電力公司、寧夏電力公司、青海省電力公司、新疆電力公司、西藏電力有限公司東北電網(wǎng)公司：遼寧電力公司、吉林電力公司、黑龍江電力公司、蒙東電力有限公司國家電網(wǎng)公司管轄五個大電網(wǎng)以及一些省網(wǎng)華北電網(wǎng)有限公司：國家電網(wǎng)公司管轄五個大電網(wǎng)以及一些省網(wǎng)46我國現(xiàn)行電網(wǎng)運行、管理體制實行五級分層調(diào)度管理，以國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)而論，五級調(diào)度分別是:國家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)級電網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、地(市)級電網(wǎng)調(diào)度、縣級電網(wǎng)調(diào)度。各級調(diào)度中心是各級電網(wǎng)控制中心，信息分層采集，逐級傳送，命令也按層次逐級下達，各級調(diào)度都規(guī)定了相應(yīng)的職責。我國電網(wǎng)調(diào)度的基本原則是統(tǒng)一調(diào)度、分級管理、分層控制。我國現(xiàn)行電網(wǎng)運行、管理體制實行五級分層調(diào)度管理，以國家電網(wǎng)公47

在實行廠、網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)和市場化取向的電力體制下，發(fā)電廠與電網(wǎng)公司實現(xiàn)了產(chǎn)權(quán)分離。

發(fā)電企業(yè)不再由電網(wǎng)公司管理，而分屬于新成立的大唐、華能、華電、中國電力投資集團等發(fā)電公司管理。

但發(fā)電廠仍必須遵守統(tǒng)一調(diào)度的原則，所有并網(wǎng)電廠必須與相應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度中心簽訂并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議，以確保整個電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行。在實行廠、網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)和市場化取向的電力體制下48

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行控制，與其他各種工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)相比，更為集中統(tǒng)一，也更為復(fù)雜。

各種發(fā)電、變電、輸電、配電和用電設(shè)備，在同一瞬間，按著同一節(jié)奏，遵循著統(tǒng)一的規(guī)律，有條不紊地運行著。各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相接，嚴密和諧，不能有半點差錯。一旦發(fā)生事故，就會在一瞬間影響到非常廣大的地區(qū)，危害十分嚴重，必須及時地發(fā)現(xiàn)和排除。

所有這一切，都決定了現(xiàn)代電力系統(tǒng)必須要有一個強有力的、擁有各種現(xiàn)代化手段、能夠保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的調(diào)度中心。

第二節(jié)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行控制，與其他各種工業(yè)生產(chǎn)系第二節(jié)49電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)狀態(tài)估計電力系統(tǒng)安全分析和安全控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化電力系統(tǒng)實時負荷預(yù)測電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動控制電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動控制電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是一個總稱，由于各個電網(wǎng)的具體情況不同，可以采用不同規(guī)格、不同檔次、不同功能的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)主要有以下功能:

調(diào)度員仿真培訓(xùn)功能

電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是一個總稱，由于50隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，系統(tǒng)的安全性尤為重要。為了保證電力系統(tǒng)能夠安全運行，調(diào)度自動化系統(tǒng)不能僅限于對系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的安全監(jiān)控，還應(yīng)該對系統(tǒng)在實時狀態(tài)下以及預(yù)測其未來狀態(tài)下的安全水平進行分析和判斷，并及時而正確地作出控制決策，這就是電網(wǎng)調(diào)度的安全分析工作。安全分析是在實現(xiàn)狀態(tài)估計和網(wǎng)絡(luò)拓撲分析的基礎(chǔ)上進行在線潮流計算得出的。

其中監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)是調(diào)度自動化系統(tǒng)最基本的功能，它主要對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制。依靠SCADA系統(tǒng)，調(diào)度員可以掌握電力系統(tǒng)當前的運行工況，實現(xiàn)遙控操作，完成調(diào)度的日常工作。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，系統(tǒng)51在SCADA系統(tǒng)之上發(fā)展起來的高級應(yīng)用軟件(PAS)還有電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動控制、自動發(fā)電控制、電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制、調(diào)度員仿真培訓(xùn)(DTS)等。

調(diào)度自動化系統(tǒng)也從SCADA系統(tǒng)升級為能量管理系統(tǒng)(EMS)。這樣的新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)被稱為SCADA/EMS系統(tǒng)(也可只簡稱為EMS——能量管理系統(tǒng))。在SCADA系統(tǒng)之上發(fā)展起來的高級應(yīng)用軟件(PAS)還52SCADA系統(tǒng)主要包括以下一些功能:①數(shù)據(jù)采集(遙測、遙信);②數(shù)據(jù)預(yù)處理;③信息顯示(監(jiān)視器或動態(tài)模擬屏)和越限報警;④遠方控制(遙控、遙調(diào));⑤信息的存儲及報表;⑥事件順序記錄SOE;⑦數(shù)據(jù)計算;⑧事故追憶DDR亦稱擾動后追憶PDR。

一、監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(ADA)

SCADA系統(tǒng)主要包括以下一些功能:一、監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系53數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是和各RTU交換信息。它是調(diào)度端遠動和計算機內(nèi)處理遠動信息的軟件功能集合。它包括:調(diào)度端遠動通信裝置和廠、站端RTU交換信息功能;調(diào)度端遠動處理廠、站RTU或主機送來的信息;調(diào)度端遠動和主機交換信息等功能。SCADA系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集的過程為:

廠、站內(nèi)部RTU或綜合遠動裝置掃描并快速更新廠、站RTU內(nèi)部數(shù)據(jù);調(diào)度主站周期查詢廠、站RTU;廠、站RTU向調(diào)度主站計算機傳送所要求的數(shù)據(jù);調(diào)度主站計算機進行數(shù)據(jù)校驗、檢錯、糾錯;將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準形式并送入主機數(shù)據(jù)庫。

1.數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是和各RTU交換信息。它是調(diào)度端遠154在電力系統(tǒng)信息的收集和傳輸過程中，由于測量裝置和傳輸設(shè)備的誤差以及傳輸過程中的各種外界干擾，使得通過信息傳輸系統(tǒng)傳送過來的數(shù)據(jù)具有不同程度的誤差和不可靠性。如果直接利用這些原始數(shù)據(jù)進行電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制，就有可能做出錯誤的判斷和決策。因此，由信息傳輸系統(tǒng)直接送來的信息被存入數(shù)據(jù)庫以前，必須對這些數(shù)據(jù)進行合理性檢查和可信性校驗及處理等。數(shù)據(jù)的預(yù)處理有些可在廠、站端RTU進行，大量的數(shù)據(jù)預(yù)處理工作都在主控端由狀態(tài)估計等軟件模塊進行。2.數(shù)據(jù)預(yù)處理在電力系統(tǒng)信息的收集和傳輸過程中，由于測量裝置和傳輸設(shè)備的誤55調(diào)度端將系統(tǒng)運行的動態(tài)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進行顯示，供調(diào)度員監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)。當運行參數(shù)越限或設(shè)備狀態(tài)發(fā)生非預(yù)定變化時及時向調(diào)度員告警。對電力系統(tǒng)監(jiān)視的內(nèi)容如下：(1)電能質(zhì)量監(jiān)視:監(jiān)視系統(tǒng)的運行頻率、各選定點的電壓值，觀察系統(tǒng)是否運行在給定頻率和電壓范圍內(nèi)。(2)安全限制監(jiān)視:監(jiān)視系統(tǒng)的頻率和各選定點的功率、電壓、電流、水位等是否在允許范圍內(nèi)。3.信息顯示和報警

調(diào)度端將系統(tǒng)運行的動態(tài)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進行顯示，供調(diào)度員監(jiān)視系56（3)開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視:監(jiān)視開關(guān)、刀閘當前的開合狀態(tài)，檢查是否有非計劃動作。(4)停電監(jiān)視:線路和母線的停電狀況監(jiān)視。(5)計劃執(zhí)行情況監(jiān)視:監(jiān)視地區(qū)用電、電廠出力、區(qū)域交換功率等是否超計劃值。（6）設(shè)備監(jiān)視：監(jiān)視各電廠機爐的啟、停、備用、檢修和變壓器的運行和檢修。（7）保護和自動裝置監(jiān)視：監(jiān)視系統(tǒng)主要設(shè)備的動作情況和自動裝置的動作。

（3)開關(guān)狀態(tài)監(jiān)視:監(jiān)視開關(guān)、刀閘當前的開合狀態(tài)，檢查是否有57第4章電網(wǎng)調(diào)度自動化課件584.調(diào)度員遙控遙調(diào)操作5.信息存儲和報表6.事件順序記錄和事故追憶4.調(diào)度員遙控遙調(diào)操作5.信息存儲和報表6.事件順序記錄和事59

網(wǎng)絡(luò)拓撲分析的基本功能是根據(jù)斷路器的開合狀態(tài)(遙信信息)和電網(wǎng)一次接線圖來確定網(wǎng)絡(luò)的拓撲關(guān)系，即節(jié)點一支路的連通關(guān)系，為其他的電力系統(tǒng)分析、應(yīng)用做好準備。二、網(wǎng)絡(luò)拓撲分析

在網(wǎng)絡(luò)拓撲分析之前需要進行網(wǎng)絡(luò)建模。網(wǎng)絡(luò)建模是將電力網(wǎng)絡(luò)的物理特性用數(shù)學模型來描述，以便用計算機進行分析。電網(wǎng)的數(shù)學模型包括發(fā)電機組、變壓器、導(dǎo)線、電容器、負荷、斷路器等。網(wǎng)絡(luò)建模用于建立和修改網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，為其他應(yīng)用如狀態(tài)估計、潮流計算等定義電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓撲分析的基本功能是根據(jù)斷路器的開合狀態(tài)(遙信信息60網(wǎng)絡(luò)拓撲分析根據(jù)斷路器狀態(tài)和電網(wǎng)元件關(guān)系，將網(wǎng)絡(luò)物理模型轉(zhuǎn)化為計算用數(shù)學模型，運用堆棧原理，搜索網(wǎng)絡(luò)圖的樹枝，來判斷支路的連通狀態(tài)，劃分電網(wǎng)中的各拓撲島。當電網(wǎng)解列時，網(wǎng)絡(luò)拓撲分析可以給出各子系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)。此外，利用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)果可以標識電網(wǎng)元件的帶電狀態(tài)，進行網(wǎng)絡(luò)的跟蹤著色，用直觀形象的方式表示網(wǎng)絡(luò)元件的運行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)接線的連通性。EMS中的網(wǎng)絡(luò)拓撲分析可以用于實時模式或研究模式，由斷路器變位事件驅(qū)動或召喚啟動。網(wǎng)絡(luò)拓撲分析根據(jù)斷路器狀態(tài)和電網(wǎng)元件關(guān)系，將網(wǎng)絡(luò)物61圖4-5所示是一個簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲物理模型，有三個廠站:STA、STB、STC，各廠站間有4條線路相連:LNABl，LNAB2，LNAC，LNBC。廠站STA：有9個開關(guān)2臺機組，1個負荷和8個節(jié)點;廠站STB：有4個開關(guān)，1個負荷和4個節(jié)點;廠站STC：有1臺變壓器，變壓器左側(cè)有5個開關(guān)，右側(cè)有1個開關(guān)和1臺機組。LDC圖4-5所示是一個簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲物理模型，有三個62當該網(wǎng)絡(luò)中所有的開關(guān)都閉合時，拓撲分析的結(jié)果如圖4-6所示的4條母線計算模型。當該網(wǎng)絡(luò)中所有的開關(guān)都閉合時，拓撲分析的結(jié)果如63第五節(jié)調(diào)度主站系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度目動化系統(tǒng)的設(shè)備可以統(tǒng)稱為硬件，這是相對于各種功能程序一軟件而言的。

調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的核心是計算機系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)由三都分構(gòu)成:即調(diào)度計算機(主站)系統(tǒng)、信道設(shè)備和廠站端。要在調(diào)度中心對電力系統(tǒng)實行調(diào)度控制，就必須掌握表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的運行參數(shù)。而這些信息是由RTU完成的，然后由遠動系統(tǒng)的通信系統(tǒng)將RTU采集的信息送到安裝在調(diào)度中心的通信設(shè)備，再送到調(diào)度計算機進行處理。

一、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成第五節(jié)調(diào)度主站系統(tǒng)的硬件構(gòu)成實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度目動化系統(tǒng)的64電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成65調(diào)度計算機系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的-個子系統(tǒng)，它完成信息處理和加工任務(wù)，是整個調(diào)度自動化的核心。調(diào)度計算機系統(tǒng)主要由計算機硬件、軟件和專用接口組成。二、調(diào)度計算機系統(tǒng)

對于小型的調(diào)度控制中心，可以用工業(yè)控制微機為主機，配備簡單的人機聯(lián)系外部設(shè)備，構(gòu)成單機系統(tǒng)。(一)調(diào)度計算機系統(tǒng)的配置1.單機系統(tǒng)調(diào)度計算機系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的-個子系統(tǒng)，它完成信息66在對可靠性要求更高的規(guī)模較的調(diào)度控制中心，為了提高計算機系統(tǒng)的可靠性，采用雙機系統(tǒng)。雙機系統(tǒng)通常有完全相同的兩臺主機及各自的內(nèi)、外存儲器及輸入/輸出設(shè)備。通常由一臺計算機承擔在線運行功能，稱值班機，另一臺處于熱備用狀態(tài)。當值班機發(fā)生故障，監(jiān)視設(shè)備立即自動把備用機在最短的時間內(nèi)投入在線運行。在這種方式工作時，備用機必須保存與值班機相同的數(shù)據(jù)庫。2.雙機系統(tǒng)在對可靠性要求更高的規(guī)模較的調(diào)度控制中心，為了提高67

雙機系統(tǒng)的另一種工作方式是主一副工作方式。通常1臺計算機為主，擔負在線運行的主要功能，另一臺為副，擔負較次要的在線運行功能和輔助的或離線的功能。在主機發(fā)生故障時，自動使副計算機承擔起主計算機的功能。雙機系統(tǒng)的第三種工作方式是雙機完全平行工作，不存在主-備機或主-副機切換時帶來的復(fù)雜性。為了保證可靠性，在雙機系統(tǒng)中，前置機通常也采用雙機方式。雙機系統(tǒng)的另一種工作方式是主一副工作方式。68分布式系統(tǒng)是把系統(tǒng)的各項功能分散到多臺計算機中去，各臺計算機之間用局域網(wǎng)相連并通過局域網(wǎng)高速交換數(shù)據(jù)。人機聯(lián)系的處理機也以工作站方式接在局域網(wǎng)上。

3.分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)采用標準的接口和介質(zhì)，把整個系統(tǒng)按功能分解分布在網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點上，數(shù)據(jù)實現(xiàn)冗余分布，提高了系統(tǒng)整體性能，降低了對單機的性能要求，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，且系統(tǒng)的可擴充性增強。分布式系統(tǒng)是把系統(tǒng)的各項功能分散到多臺計算機中去，各臺計算機69圖(a)單機單網(wǎng)典型配置圖圖(a)單機單網(wǎng)典型配置圖70圖(b)雙機雙網(wǎng)典型配置圖圖(b)雙機雙網(wǎng)典型配置圖71（二）人機聯(lián)系設(shè)備調(diào)度自動化主站系統(tǒng)中的人機聯(lián)系設(shè)備是為了實現(xiàn)人機對話而設(shè)置的，它是調(diào)度自動化中操作人員和計算機之間交換信息的輸入和輸出設(shè)備。

(1)監(jiān)視電力系統(tǒng)。

1）在屏幕上以單線圖的形式顯示電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。2)以表格的方式顯示電力系統(tǒng)的運行參數(shù)以及定時打印、記錄。3)顯示趨勢曲線、條形圖等。4)在某些指定圖面上進行某些操作。人機聯(lián)系系統(tǒng)的主要功能（二）人機聯(lián)系設(shè)備調(diào)度自動化主站系統(tǒng)中的人機聯(lián)系設(shè)備是為了實72(3)維護系統(tǒng)。

1)在線維護和生成畫面。2)維護和生成數(shù)據(jù)庫。(4)執(zhí)行和開發(fā)應(yīng)用軟件(2)監(jiān)視控制系統(tǒng)。

1)監(jiān)視計算機系統(tǒng)的運行狀態(tài)。2)監(jiān)視RTU、通道的運行狀態(tài)。3)監(jiān)視操作系統(tǒng)運行狀態(tài)。(3)維護系統(tǒng)。(2)監(jiān)視控制系統(tǒng)。73(三)圖形系統(tǒng)

圖形是直觀地顯示電力系統(tǒng)運行狀況的重要手段。SCADA系統(tǒng)軟件模塊中的圖形系統(tǒng)，一般都能夠繪制出表示電力系統(tǒng)運行狀況的各種圖形。它們是：網(wǎng)絡(luò)潮流圖、廠站主接線圖、曲線圖、扇形圖、棒圖、地理接線圖、數(shù)據(jù)表格及文字說明等。

(三)圖形系統(tǒng)圖形是直觀地顯示電力系統(tǒng)運行狀況的重要手段。74(四)前置機

調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，常稱為前置機系統(tǒng)。前置機系統(tǒng)包括從調(diào)制解調(diào)器到前置機的軟、硬件。前置機系統(tǒng)是各廠站遠動信息進入主站系統(tǒng)的關(guān)口。前置機的主要功能是接收多個RTU的遠動信息。由于系統(tǒng)中的RTU可能是不同廠家、不同型號的產(chǎn)品。RTU發(fā)送遠動信息時，可能采用不同的規(guī)約，因此前置機在設(shè)計通信軟件時，應(yīng)該使前置機的通信口能夠綁定不同的規(guī)約。

(四)前置機調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理子系75前置機的主要功能

(1）對接收數(shù)據(jù)的預(yù)處理:遙測量的預(yù)處理工作主要有對遙測值的濾波處理、越限檢查和遙測歸零處理。對狀態(tài)量進行變位判別并對變位次數(shù)進行統(tǒng)計。當變位為事故變位時，完成對相關(guān)遙測量的事故追憶。(2)向后臺機傳送信息:前置機預(yù)處理后的數(shù)據(jù)要向后臺機傳送，由后臺機作進一步處理。前置機可以采用有開關(guān)變位或遙測值的變化超過設(shè)定的死區(qū)時再向后臺機送數(shù)的處理方法，以便減輕后臺機的處理負擔。前置機的主要功能(1）對接收數(shù)據(jù)的預(yù)處理:(2)向后臺機傳76(3)下發(fā)命令:接收后臺機的遙控、遙調(diào)命令，并通過下行通道向RTU發(fā)送。向下發(fā)送電能量凍結(jié)命令。前置機接收標準時鐘(如天文鐘、衛(wèi)星鐘等)或主機時鐘，并以此為標準向RTU發(fā)送校時命令，實現(xiàn)系統(tǒng)時鐘的統(tǒng)一。(4)向調(diào)度模擬屏傳送實時數(shù)據(jù):前置機應(yīng)通過串行口向模擬屏的控制主機送數(shù)或直接向模擬屏后面的智能控制箱送數(shù)，由智能控制箱的輸出驅(qū)動遙測顯示器和遙信指示燈。

(3)下發(fā)命令:(4)向調(diào)度模擬屏傳送實時數(shù)據(jù):77(5)具有轉(zhuǎn)發(fā)功能:

前置機從實時數(shù)據(jù)庫中，選擇出上級調(diào)度主站需要的信息，并按

規(guī)定的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約對信息重新進行組幀，向上級調(diào)度主站發(fā)送。

(6)對各個通道進行監(jiān)視:監(jiān)視各個通道是否有信號正常傳送，并統(tǒng)計信道的誤碼率。在各級調(diào)度所里，調(diào)度模擬屏在調(diào)度控制臺對面的墻壁上，模擬屏一般采用各種模型元件組成系統(tǒng)的單線圖。其中的斷路器、隔離開關(guān)是用燈光的顏色表示其分合位置，在事故跳閘時相應(yīng)的斷路器圖形閃光。在各線上還鑲嵌有電流或功率的指示儀或數(shù)字顯示器。這樣，整個電力系統(tǒng)當前的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、運行參數(shù)及潮流分布都能一目了然。模擬屏與彩色屏幕顯示器配合使用，既有宏觀顯示，又有局部詳細顯示，給調(diào)度人員提供了極大的方便。

(5)具有轉(zhuǎn)發(fā)功能:(6)對各個通道進行監(jiān)視:78在調(diào)度自動化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是實現(xiàn)有組織、動態(tài)地存儲大量電網(wǎng)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問的由計算機組成的系統(tǒng)。各種高級應(yīng)用軟件，其功能的最終操作對象都是數(shù)據(jù)，因此，也可以說，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心。調(diào)度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分為實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。。實時數(shù)據(jù)庫主要用于實時數(shù)據(jù)的儲存，由于其對實時性要求較高，一般采用專用的數(shù)據(jù)庫。歷史數(shù)據(jù)庫主要用于對歷史數(shù)據(jù)的儲存，一般采用商用數(shù)據(jù)庫，如ORACLE、SQL、Server、SYBASE等。(五)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

在調(diào)度自動化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是實現(xiàn)有組織、動態(tài)(五79第六節(jié)電力系統(tǒng)遠動終端單元遠動終端是電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠動裝置，簡稱RTU。RTU采集所在發(fā)電廠或變電站表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向主站傳送這些模擬量和狀態(tài)量，執(zhí)行主站向所在發(fā)電廠或變電站發(fā)控制和調(diào)節(jié)命令。

第六節(jié)電力系統(tǒng)遠動終端單元遠動終端是電網(wǎng)監(jiān)80現(xiàn)代的遠動終端是一個以微型計算機為核心的具有多輸入/多輸出通道、功能較為齊全的計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)中的硬件在程序(軟件)的指揮下完成規(guī)

定的功能。它具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，改變程序比較方便，工作靈活，適應(yīng)性強。隨著

電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對電網(wǎng)的監(jiān)視和控制要求日益提高。作為采集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和執(zhí)行

調(diào)度命令的遠動終端，其作用也越來越重要。由遠動終端提供完備可靠的實時數(shù)據(jù)，并正

確執(zhí)行控制和調(diào)節(jié)命令，是實現(xiàn)對電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的必不可少的手段之一。

現(xiàn)代的遠動終端是一個以微型計算機為核心的具有多輸入/多輸出81遠方終端RTU(也常稱為遠動終端)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備，它們安裝于各變電站或發(fā)電廠內(nèi)，是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在基層的“耳目”和“手腳”。RTU采集所在發(fā)電廠或變電站表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的模擬量、狀態(tài)量等，監(jiān)視并向調(diào)度主站傳送這些量，執(zhí)行調(diào)度主站發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)節(jié)命令。一、遠動終端單元RTU的功能遠方終端RTU(也常稱為遠動終端)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系82(1)遙測(Tele-measurement，YC):即遠程測量。采集發(fā)電廠、變電站的各種運行參數(shù)，將采集到的主要參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度主站。通常，一臺RTU可以處理幾百個遙測量。2)遙信(Tele-indication，YX):即遠程信號。采集發(fā)電廠、變電站的設(shè)備狀態(tài)信號，將采集到的主要參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度主站。這些狀態(tài)信號包括:斷路器和隔離開關(guān)的合閘或分閘狀態(tài)、主要設(shè)備的保護繼電器動作狀態(tài)、自動裝置的動作狀態(tài);一些運行狀態(tài)信號，發(fā)電機組開或停的狀態(tài)信號、遠動及通信設(shè)備的運行狀態(tài)信號等。通常，一臺RTU可以處理幾百~幾千個遙信量。1.四遙(1)遙測(Tele-measurement，YC):1.83(3)遙控(Tele-command，YK):即遠程命令。根據(jù)接收到的調(diào)度命令，執(zhí)行改變運行設(shè)備狀態(tài)的命令，如發(fā)電機組的啟停命令、斷路器的分合命令、并聯(lián)電容器和電抗器的投切命令等。通常，一臺RTU可以實現(xiàn)對幾十個設(shè)備的遠方操作。(4)遙調(diào)(Tele-adjusting，YT):即遠程調(diào)節(jié)。根據(jù)接收到的調(diào)度命令，執(zhí)行改變運行設(shè)備參數(shù)的命令，如改變發(fā)電機有功出力和勵磁電流的設(shè)定值，改變變壓器分接頭的位置等。通常，一臺RTU可以實現(xiàn)對幾個或十幾個設(shè)備的遠方調(diào)節(jié)。(3)遙控(Tele-command，YK):842.數(shù)據(jù)通信

按預(yù)定通信規(guī)約的規(guī)定，自動循環(huán)(或按調(diào)度端要求)地向調(diào)度端發(fā)送所采集的本廠站數(shù)據(jù)，并接收調(diào)度端下達的各種命令。3.其他功能就地功能:就地功能是指RTU通過自身或連接的顯示、記錄設(shè)備，就地實現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)視和控制的能力。對有人值班的較大站點，如果配有監(jiān)視器、打印機等，可完成顯示、報表、打印功能，越限告警功能，事件順序記錄功能，對時功能，轉(zhuǎn)發(fā)功能等。自診斷功能:該功能反映了裝置的可維護能力。程序出錯死機時自行恢復(fù)功能，自動監(jiān)視主、備通信信道及切換功能，個別插件損壞診斷報告等功能。2.數(shù)據(jù)通信85二、遠動終端單元的結(jié)構(gòu)1.單CPU的結(jié)構(gòu)二、遠動終端單元的結(jié)構(gòu)1.單CPU的結(jié)構(gòu)86RTU是實時監(jiān)控系統(tǒng)中的一個組成部分，RTU運行的軟件是實時軟件。實時性軟件要完成的任務(wù)由定時或不定時觸發(fā)產(chǎn)生，可用中斷服務(wù)程序來完成。因此，單CPU的RTU軟件包括一個主程序和多個中斷服務(wù)程序。主程序完成對整個系統(tǒng)的初始化和人機聯(lián)系的功能中斷服務(wù)程序完成RTU的輸入和輸出功能，主要包括實時時鐘中斷服務(wù)程序、A/D結(jié)束中斷服務(wù)程序、字節(jié)發(fā)送空中斷服務(wù)程序和字節(jié)接收滿中斷服務(wù)程序等。RTU是實時監(jiān)控系統(tǒng)中的一個組成部分，RTU運87較大廠站采集和處理數(shù)據(jù)較多，單CPU結(jié)構(gòu)難以勝任，此時可采用多CPU結(jié)構(gòu)的RTU。所謂多CPU是指多個CPU分工協(xié)作共同完成RTU功能的一種RTU。2.多CPU的結(jié)構(gòu)

較大廠站采集和處理數(shù)據(jù)較多，單CPU結(jié)構(gòu)難以勝任，此2.88這種RTU由一個主控系統(tǒng)和多個子系統(tǒng)組成，主控系統(tǒng)和每個子系統(tǒng)都帶有CPU。子系統(tǒng)中的CPU負責子系統(tǒng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集或執(zhí)行命令，并與主控系統(tǒng)的CPU通信;主控系統(tǒng)的CPU負責管理各子系統(tǒng)，并與主站通信以及人機聯(lián)系。采用多個CPU構(gòu)成RTU，有利于提高RTU采集和處理遠動信息的能力。每個子系統(tǒng)中的CPU運行相應(yīng)子系統(tǒng)的軟件，這些軟件都包括一個主程序和一個或多個中斷服務(wù)程序。主控系統(tǒng)的CPU軟件主要包括與子系統(tǒng)內(nèi)CPU的通信程序、與主站的通信程序、數(shù)據(jù)處理程序以及人機聯(lián)系程序。多個從CPU運行各自的程序，主、從CPU協(xié)調(diào)工作，共同完成RTU功能所指定的任務(wù)。

這種RTU由一個主控系統(tǒng)和多個子系統(tǒng)組成，主控系統(tǒng)和每89由于RTU的任務(wù)對實時性要求較強，所以RTU的任務(wù)大多數(shù)采用中斷方式完成。因此，RTU在實時運行中可以出現(xiàn)多個中斷源，故需采用一片8259A來擴展中斷輸入，使整個系統(tǒng)可擴展到12級中斷服務(wù)。8085A中的五條中斷輸入線，其優(yōu)先級別是不相同的。3.中斷與中斷優(yōu)先權(quán)由于RTU的任務(wù)對實時性要求較強，所以RTU的任務(wù)大多數(shù)901.遙控及命令執(zhí)行過程三、遙控輸入與輸出

遙控是主站向廠站端下達的操作命令，直接干預(yù)電網(wǎng)的運行。在遙控過程中，采用“返送校核”的方法，實現(xiàn)遙控命令的傳送。即廠站端RTU接收到主站的命令后，為了保證接收到的命令能正確地執(zhí)行，對命令進行校核，并返送給主站的過程。主站發(fā)往廠站RTU的遙控命令有三種：遙控選擇命令包括兩個部分:一是選擇的對象，二是遙控操作的性質(zhì)，用操作性質(zhì)碼指示是合閘還是分閘。遙控執(zhí)行命令指示RTU接收到的選擇命令、執(zhí)行指定的開關(guān)操作。遙控撤消命令指示RTU撤消已下達的選擇命令。1.遙控及命令執(zhí)行過程三、遙控輸入與輸出遙控是主站向91廠站RTU向主站傳送的校核信息，用以指明RTU所收到命令與主站原發(fā)的命令是否相符以及RTU能否執(zhí)行遙控選擇命令的操作。為此，廠站端校核包括兩個方面:1)校核遙控選擇命令的正確性，即檢查性質(zhì)碼是否正確、檢查遙控對象號是否屬于本廠站。2)檢查RTU遙控輸出對象繼電器和性質(zhì)繼電器是否能正確動作。廠站RTU向主站傳送的校核信息，用以指明RTU所收到命921)主站向廠站端RTU發(fā)遙控選擇命令。2)RTU接收到選擇命令后，啟動選擇定時器，校核性質(zhì)碼和對象碼的正確性，并使相應(yīng)的性質(zhì)繼電器和對象繼電器動作，使遙控執(zhí)行回路處于準備就緒狀態(tài)。3)RTU適當延時后讀取遙控對象繼電器和性質(zhì)繼電器的動作狀態(tài)，形成返校信息。4)RTU將返送校核信息發(fā)往主站。5)主站顯示返校信息，與原發(fā)遙控選擇命令核對。若調(diào)度員認為正確，則發(fā)送遙控執(zhí)行命令到RTU;反之，發(fā)出遙控撤銷命令。遙控命令，包括返校信息均連送三遍?，F(xiàn)將遙控過程小結(jié)如下:1)主站向廠站端RTU發(fā)遙控選擇命令。遙控命令，包括返校信936)RTU接收到遙控執(zhí)行命令后，驅(qū)使遙控執(zhí)行繼電器動作。若RTU接收到遙控撤銷命令，則清除選擇命令，使對象和性質(zhì)繼電器復(fù)位。7)RTU若超時未收到遙控執(zhí)行命令或遙控撤消命令，則作自動撤消，并清除選擇命令。8)遙控過程中遇有遙信變位，則自動撤消遙控命令。9)當RTU執(zhí)行遙控執(zhí)行命令時，啟動遙控執(zhí)行定時器，定時到，則復(fù)位全部繼電器。10)RTU在執(zhí)行完成遙控執(zhí)行命令后，向主站補送一次遙信信息。6)RTU接收到遙控執(zhí)行命令后，驅(qū)使遙控執(zhí)行繼電器動作。若94KHZKFZKHZKFZ95+-K1K8K8K1KHJKFJKZXKHJ1KHJ8KFJ1KFJ1圖4-27RTU與遙控執(zhí)行屏的連接示意圖+-K1K8K8K1KHJKFJKZXKHJ1KHJ8KFJ96遙調(diào)命令的可靠性要求一般沒有遙控那樣高，故通常不采用返送校核的方式傳送遙調(diào)命令。RTU接到主站下達的遙調(diào)命令后，就可將命令整定值經(jīng)D/A變換成模擬量信號(模擬遙調(diào)輸出)或直接將數(shù)字量信號(數(shù)字遙調(diào)輸出)輸出到對象選擇號指定的調(diào)節(jié)裝置執(zhí)行。四、遙調(diào)輸入與輸出

遙調(diào)命令的可靠性要求一般沒有遙控那樣高，故通常不采四、974運放4運放98第4章電網(wǎng)調(diào)度自動化課件99P1.2P1.21001、并行傳輸與串行傳輸（2）串行傳輸串行傳輸僅需要一回傳輸線（2根），是根據(jù)一個字節(jié)中碼元的順序一位一位地傳過去。并行傳輸特點：

傳輸速度快；傳輸距離短；軟件及通信規(guī)約簡單；成本高。串行傳輸特點：

傳輸速度較慢；傳輸距離長；軟件及通信規(guī)約復(fù)雜；成本低。（1）并行傳輸：

如果用8根線（另有1根公共線）將數(shù)字通信雙方連接起來，每根線傳一位碼元將這組信息傳送過去，這種方式就稱為并行傳輸。第七節(jié)遠動系統(tǒng)信息傳送1、并行傳輸與串行傳輸（2）串行傳輸并行傳輸特點：串行傳輸特1012、單工、半雙工、雙工通信數(shù)字通信傳輸方式2、單工、半雙工、雙工通信數(shù)字通信傳輸方式1021、信息傳輸速率（1）碼元：把每個信號脈沖稱為一個碼元。（2）碼元速率：每秒傳送的碼元數(shù)，以Bd（波特）為單位。（3）信息速率：系統(tǒng)每秒傳送的信息量。單位是bit/s（比特/秒）。2、誤碼率

數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元之比。信息傳輸?shù)馁|(zhì)量指標1、信息傳輸速率信息傳輸?shù)馁|(zhì)量指標103數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)數(shù)字通信系統(tǒng)框圖信道譯碼數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)數(shù)字通信系統(tǒng)框圖104（一）電力載波通信PLC（PowerLineCarrier）

電力載波通信是利用電力線作為高頻信號的傳輸介質(zhì)，用于調(diào)度中心與廠站端的通信，它是電力系統(tǒng)特有的，應(yīng)用最廣泛的一種通信方式。三、遠動信息傳輸通道利用高壓輸電線路傳輸高頻電流具有以下特點：

線路衰減小；

輸電線路機械強度很高，具有較高的傳輸可靠性；

不需要另建通信線路的投資和日常維護費用等。（一）電力載波通信PLC（PowerLineCarri105二、遠動信道（一）電力線載波通信二、遠動信道（一）電力線載波通信106（二）光纖通信光纖通信是目前認為最有前途的一種有線通信方式優(yōu)點：

?傳輸頻帶很寬，通信容量大；?傳輸衰耗小，適合長距離傳輸；?體積小，重量輕，柔性好，可繞性強，敷設(shè)方便；?輸入與輸出之間電氣隔離好，不怕電磁干擾；?抗腐蝕，耐酸堿，可以直埋地下；?保密性好，無漏信號和竄音干擾缺點:強度不如金屬線；?連接比較困難；（二）光纖通信光纖通信是目前認為最有前途的一種有線通信方式優(yōu)107光纖通信的原理目前光纖通信技術(shù)已經(jīng)成熟，在電力系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。光纖通信的原理目前光纖通信技術(shù)已經(jīng)成熟，在電力系統(tǒng)得到了廣泛108（三）微波中繼通信與衛(wèi)星通信波長為0.001-1.0m，頻率為300MHZ-300GHZ的無線電波稱為微波，微波基本上沿直線傳播。優(yōu)點：?微波頻段的頻帶很寬，可以容納數(shù)量很多的無線電頻道且不致互相干擾；?微波收發(fā)信機的通頻帶可以做的很寬，用一套設(shè)備可做多路通信；?不易受工業(yè)的干擾，通信穩(wěn)定；?方向性強，保密性好；?每公里話路成本比有線通信低。缺點：中繼設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)水平要求較高。（1）微波通信（三）微波中繼通信與衛(wèi)星通信波長為0.001-1.0109微波通信系統(tǒng)的構(gòu)成微波通信系統(tǒng)的構(gòu)成110特點：與一般微波通信相比，衛(wèi)星通信不受距離和地形的限制，容量大，可靠性高。目前使用的頻率：

上行（地球到衛(wèi)星）：5925~6425MHZ;下行（衛(wèi)星到地球）：3700~4200MHZ;適用：偏遠的發(fā)電廠或變電站。（2）衛(wèi)星通信（中繼站設(shè)在同步衛(wèi)星上）特點：與一般微波通信相比，衛(wèi)星通信不受距離和地形的限制，容量111（四）特高頻無線通信波長1~10mm,頻率30~300MHZ的無線電波稱為特高頻，特高頻以視距范圍的空間波形式傳輸，因多采用定向天線，故受氣候影響較小，也不易干擾其它設(shè)備或受其它通信干擾?，F(xiàn)在有許多市、縣供電局采用無線電通信方式，作為調(diào)動自動化系統(tǒng)中負荷控制的信道。這樣組成的系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、方便靈活、建設(shè)速度快，投資較少的優(yōu)點，投入運行后收到了很好的效果。國家無線電管理委員會已頒發(fā)了民用電臺頻率表，并專門為電力部門劃分了可用頻段。（四）特高頻無線通信波長1~10mm,頻率30~300MHZ112(1)距離遠(2)實時性強(3)可靠性高。國際電工委員會(IEC)建議的最大允許時延是：命令信息：0.1s～2s；狀態(tài)變化、事件信息：1s～5s；正常遙測遙信：2s～10s；存儲數(shù)據(jù)：1min～5min。在我國地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中：

最大允許時延指標要求是變位信息、廠站端工作狀態(tài)變化信息必須在1s內(nèi)送到調(diào)度中心；廠站端遙測信息按重要程度分別在3s～20s內(nèi)在調(diào)度中心實現(xiàn)更新；電能等存儲信息允許幾分或幾十分鐘傳送一次。（一）RTU與調(diào)度中心通信的特點四、電力系統(tǒng)通信規(guī)約(1)距離遠國際電工委員會(IEC)建議的最大允許時延是：113（二）RTU與調(diào)度中心的通信規(guī)約1、通信規(guī)約的定義在電力系統(tǒng)遠動中，主站與遠方終端之間進行實時數(shù)據(jù)通信時必須事先做出約定，制訂必須遵守的通信規(guī)則，并共同遵守。這必須共同遵守的規(guī)則與約定，即通信規(guī)約。（二）RTU與調(diào)度中心的通信規(guī)約1、通信規(guī)約的定義1142、我國電網(wǎng)調(diào)度自動化的兩大通信規(guī)約（二）電力系統(tǒng)遠動通信規(guī)約循環(huán)式通信規(guī)約（CDT）問答式通信規(guī)約（Polling）2、我國電網(wǎng)調(diào)度自動化的兩大通信規(guī)約（二）電力系統(tǒng)遠動通信規(guī)1151、CDT規(guī)約的特點：?廠站RTU按預(yù)先約定，周期不斷的向調(diào)度端發(fā)送信息，享有發(fā)送信息的主動權(quán)。?信息以幀為單位，按信息重要程度不同，分為A、B、C、D、E幀5種幀類別；?每幀長度可變；多種幀類別循環(huán)傳送；上幀與下幀相連，信道永無休閑的循環(huán)傳送；?信息按重要性和實時性不同，規(guī)定有不同的優(yōu)先級和循環(huán)更新時間。遙信變位優(yōu)先傳送，重要遙測量更新時間較短。?由調(diào)度中心發(fā)給RTU的各種遙控、遙調(diào)或其它命令，由下行通道隨時傳送（全雙工方式，上、下行通信可同時進行），不是循環(huán)的。（三）循環(huán)式通信規(guī)約1、CDT規(guī)約的特點：（三）循環(huán)式通信規(guī)約116對時的子站信息及遙控命令的返送控核信息均隨時插入傳送；遙信變位信息及子站工作狀態(tài)變化信息均隨時插入傳送，并要求1s內(nèi)送達主站；重要遙測量安排在A幀傳送，循環(huán)更新時間≤3S；次要遙測量安排在B幀傳送，循環(huán)更新時間≤6S；

一般遙測量安排在C幀傳送，循環(huán)更新時間≤20S；一般遙信量安排在D1幀傳送，循環(huán)時間為幾分鐘至幾十分鐘；電能脈沖量安排在D2幀傳送，循環(huán)時間為幾分鐘至幾十分鐘；事件順序記錄信息安排在E幀傳送，以幀插入方式傳送。上行信息的優(yōu)先級：2、CDT中信息的優(yōu)先級順序?qū)r的子站信息及遙控命令的返送控核信息均隨時插入傳送；上行117下行信息的優(yōu)先級：?召喚子站時鐘，設(shè)置子站時鐘校正值，設(shè)置子站時鐘。?遙控選擇、執(zhí)行、撤銷命令，設(shè)定命令。?廣播命令?復(fù)歸命令。2、CDT中信息的優(yōu)先級順序下行信息的優(yōu)先級：2、CDT中信息的優(yōu)先級順序1183、CDT規(guī)約的幀格式及字格式同步字。一幀開始的標志，應(yīng)當很特殊。同步字按通道傳送順序分為三組EB90H，即1110、1011、1001、0000共48位。(2)控制字。控制字用來說明本幀信息的有關(guān)情況，共有六個字節(jié)48位。如圖3.27所示。圖3.26循環(huán)式遠動規(guī)約幀結(jié)構(gòu)3、CDT規(guī)約的幀格式及字格式同步字。圖3.26循環(huán)式遠119圖3.27循環(huán)式遠動規(guī)約控制字結(jié)構(gòu)①控制字節(jié)：E——擴展位，當E=0時，使用標準的定義幀類別；當E=1時，幀類別可另行定義，以便擴展功能。L——幀長定義位，當L=0時，表示本幀沒有信息字；當L=1時，表示本幀有信息字。S——源站址定義位，S=1表示控制字中源站址有內(nèi)容，源站址字節(jié)即代表信息始發(fā)站的站號。D——目的站址定義位。D=1表示目的站址字節(jié)有內(nèi)容，即代表信息到達站的站號；D=0表示目的站址字節(jié)內(nèi)容為FFH，即代表廣播命令，所有站同時接收并執(zhí)行此命令。以上所述的上行信息和下行信息中若同時S=0，D=0，則表示源站址和目的站址無意義。圖3.27循環(huán)式遠動規(guī)約控制字結(jié)構(gòu)①控制字節(jié)：120②幀類別本規(guī)約定義的幀類別碼及其含義見表3-4。③信息字數(shù)n表示該幀中所含信息字數(shù)量，n=0表示無信息字。②幀類別③信息字數(shù)n121(3)信息字

每個信息字由六個字節(jié)構(gòu)成：

功能碼一個字節(jié)，信息、數(shù)據(jù)碼四個字節(jié)和校驗碼一個字節(jié)，其通用格式如圖3.28所示。圖3.28循環(huán)式遠動規(guī)約信息字結(jié)構(gòu)其中功能碼有256個(00H~FFH)，分別代表不同的信息用途，具體分配見表3-5：(3)信息字每個信息字由六個字節(jié)構(gòu)成：圖3.28122第4章電網(wǎng)調(diào)度自動化課件123重要數(shù)據(jù)發(fā)送周期短，實時性強；一般數(shù)據(jù)發(fā)送周期長，主站對其響應(yīng)慢。采用信息字校驗方式，當某個字符出錯時，只需丟棄相應(yīng)的字，其他可以正常接收；數(shù)據(jù)傳送以現(xiàn)場端為主，因此若發(fā)生暫時性通信失敗，當通信恢復(fù)時，未發(fā)出的數(shù)據(jù)仍有機會上報，而不至于造成顯著危害；循環(huán)式較應(yīng)答式規(guī)約容量大，可傳送512路遙信量，256路遙測量。循環(huán)式通信規(guī)約的特點：重要數(shù)據(jù)發(fā)送周期短，實時性強；一般數(shù)據(jù)發(fā)送周期長，主站對其響124問答通信方式由調(diào)度中心掌握遙測、遙信通信的主動權(quán)。問答式規(guī)約特點是：?RTU有問必答：

RTU收到主機查詢命令時，必須在規(guī)定的時間內(nèi)應(yīng)答，否則視為通信失??；?RTU無問不答：

當RTU未收到主機查詢命令時，決不允許上報信息。（四）問答式通信規(guī)約問答通信方式由調(diào)度中心掌握遙測、遙信通信的主動權(quán)。（四）問答125問答規(guī)約的優(yōu)點：①允許多臺RTU以共線的方式共用一個通道；②采用變化信息傳送策略，壓縮了數(shù)據(jù)塊的長度，提高了數(shù)據(jù)傳送速度；③通道適應(yīng)性強。問答規(guī)約的缺點：①由于需要詢問，因此主站對數(shù)據(jù)的采集速度較慢；②由于采用變化信息傳送方式，對信道的要求高。一次通信失敗會影響后續(xù)信息；③采用整幀校驗，數(shù)據(jù)多、出錯幾率大，且若出錯就丟失整幀，信息量丟失量大；④出錯棄幀后須經(jīng)重新詢問RTU才重發(fā)出錯信息。問答規(guī)約的優(yōu)點：126第四節(jié)調(diào)度中計算機系統(tǒng)一、調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)1、調(diào)度計算機系統(tǒng)的任務(wù)2、對計算機系統(tǒng)的基本要求

數(shù)值計算和邏輯判斷能力；輸入輸出中斷處理能力；實時操作系統(tǒng)能力；高可靠性、可維護性和可擴展性。3、計算機系統(tǒng)的專用接口（1）遠動終端接口

一種專用接口，按遠動終端的通信規(guī)約接收來自RTU的信息和將調(diào)度決策送往RTU。遠動終端接口的硬件一般是以微處理器為基礎(chǔ)的專用通信控制器。第四節(jié)調(diào)度中計算機系統(tǒng)一、調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)127（2）人機聯(lián)系接口（CRT顯示器）（3）計算機遠程通信接口

計算機系統(tǒng)的硬件一般采用支持某一標準規(guī)約的智能接口板插入主計算機，也可采用專用的通信節(jié)點計算機承擔所有遠程通信和規(guī)約轉(zhuǎn)換等工作，以減輕主計算機的負載。（4）統(tǒng)一時鐘接口

一般在一個調(diào)度中心設(shè)置一個精確時鐘，再由計算機向發(fā)電廠和變電站的RTU下發(fā)對時信號。

各級調(diào)度所之間對準時間只能通過共同接收國家或地域的無線電對時信號解決。第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)（2）人機聯(lián)系接口（CRT顯示器）第四節(jié)調(diào)度中心的計算機1284、計算機軟件系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是計算機制造廠家為了用戶使用方便和充分發(fā)揮計算機能力而提供的管理和服務(wù)性軟件，是最底層的軟件。

它包括：為用戶編制程序提供的各種工具和手段，如各種程序設(shè)計語言(FORTRAN語言、C語言、PASCAL語言等)的編譯程序，各種便于調(diào)試程序的工具等；（2）支持軟件

支持軟件是為計算機的在線、實時應(yīng)用開發(fā)服務(wù)的服務(wù)性軟件，主要有數(shù)據(jù)庫管理、人機聯(lián)系管理、故障切除及備用管理等。第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)4、計算機軟件系統(tǒng)第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)129（3）電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件PAS

應(yīng)用軟件是利用系統(tǒng)軟件和支持軟件提供的服務(wù)編制的實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化各項功能的軟件。第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)（3）電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件PAS第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)130①主－備工作模式雙機系統(tǒng)通常有完全相同的兩臺主機及各自內(nèi)、外存貯器及輸入輸出設(shè)備。通常由一臺計算機承擔在線運行功能，稱值班機，另一臺處于熱備用狀態(tài)。

當值班機發(fā)生故障，監(jiān)視設(shè)備立即發(fā)現(xiàn)并自動把備用機在最短的時間內(nèi)投入在線運行。這一般應(yīng)在30～60s內(nèi)完成，如果時間過長就會丟失重要數(shù)據(jù)。在這種工作方式時，備用機必須保存與值班機相同的數(shù)據(jù)庫。通常采用“快照”的方式定時周期性地把值班機保存的數(shù)據(jù)復(fù)制到備用機的數(shù)據(jù)庫中。

備用機還可用于軟件的維護和開發(fā)、對運行人員的模擬培訓(xùn)以及一些離線計算等。②主－副工作模式③雙機完全平行工作模式(2)雙機系統(tǒng)①主－備工作模式(2)雙機系統(tǒng)131

分布式系統(tǒng)是把系統(tǒng)的各項功能分散到多臺計算機中去，各臺計算機之間用局域網(wǎng)相連，并通過局域網(wǎng)高速交換數(shù)據(jù)。人機聯(lián)系的處理機也以工作站方式接在局域網(wǎng)上，各種備用機也同樣連接在局域網(wǎng)上，并可隨時承擔同類故障機的任務(wù)。通過局域網(wǎng)可將實時數(shù)據(jù)成人工輸入的數(shù)據(jù)定點傳送到其它計算機的實時數(shù)據(jù)庫中。

(3)分布式系統(tǒng)在系統(tǒng)擴充功能時，只需增加新的處理機或把原有的處理機升級，無需改變整個系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)是把系統(tǒng)的各項功能分散到多臺計算機中去132二、人機聯(lián)系設(shè)備(一)調(diào)度員控制臺

調(diào)度員控制臺是調(diào)度人員對電力系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制的交互型人機聯(lián)系設(shè)備。臺上一般有彩色屏幕顯示器、操作鍵盤、屏幕游標定位部件、音響報警裝置和語音輸入、輸出裝置等。（二）調(diào)度員工作站

供調(diào)度人員進行人機交互的計算機。（三）模擬屏（四）記錄設(shè)備第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)二、人機聯(lián)系設(shè)備第四節(jié)調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)133第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計一、SCADA基本功能1、數(shù)據(jù)采集與傳輸2、事故追憶功能3、歷史數(shù)據(jù)存儲4、報表功能5、特殊運算功能第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計一、SCADA基134二、SCADA設(shè)計實例1、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)配置第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)采用雙機雙網(wǎng)熱備用體系結(jié)構(gòu)模式。二、SCADA設(shè)計實例第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)1352、系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件分為三層：數(shù)據(jù)層、程序?qū)雍屯ㄐ殴芾硐到y(tǒng)層。(1)數(shù)據(jù)層主要包括實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫以及它們的存儲歷程。(2)程序?qū)又饕獙崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的各項功能，并提供良好的人機接口和管理工具，以方便用戶使用。(3)通信管理系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)的管理和通信任務(wù)的管理，它對上層應(yīng)用程序屏蔽具體的網(wǎng)絡(luò)細節(jié)，保證通信進程之間實現(xiàn)高速、可靠和標準的通信。第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計2、系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計136網(wǎng)絡(luò)建模網(wǎng)絡(luò)拓撲分析狀態(tài)估計潮流分析與調(diào)度員潮流負荷預(yù)報自動發(fā)電控制AGC與經(jīng)濟調(diào)度安全控制調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)DTS等電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件三、SCADA/EMS系統(tǒng)第五節(jié)電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計新一代的電力自動化系統(tǒng)除SCADA基本功能之外，還增加了許多被稱為高級應(yīng)用軟件(PAS)的新功能，這樣的新一代電力自動化系統(tǒng)被稱為SCADA/EMS系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)建模電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件三、SCADA/EMS系統(tǒng)第五節(jié)137本章小結(jié)

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的結(jié)構(gòu)遠動終端RTU的“四遙”功能及實現(xiàn)遠動信息傳輸通道及電力系統(tǒng)遠動通信規(guī)約調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)

電力調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)設(shè)計重點本章小結(jié)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的結(jié)構(gòu)重點1382＃電源來自北風井降壓站LG-120-2.785KM孫村北立井D6-38制冷機1#水泵D6-36備用D6-342#變壓器D6-322#避雷器D6-302#電容器D6-282#電壓互感器D6-262#制冷機組D6-24D6-22D6-50D6-48D6-20D6-18D6-16D6-14D6-12D6-10D6-08D6-062#立井絞車2#下井-800井底配電所D6-44D6-021D6-00溫度瓦斯6KVⅡ8DL2＃主變D6-46D6-462溫度瓦斯6KVⅠ7DL1＃主變D6-46D6-4621＃電源來自北風井降壓站LG2#制冷機組-800井底配電所1#立井絞車制冷機1#水泵1#制冷機組2#電壓互感器2#電容器2#避雷器2#變壓器萬家莊2＃電源來自北風井降壓站孫村北立井D6-38制冷機1#水泵D1396KVⅡ6KVⅠ2#主變溫度瓦斯D6-221D6-222832-135KV華豐1#線（饋出）電容補償1#井Ⅰ路2#風機Ⅰ路東電容靈山1#井Ⅱ路－450Ⅰ路3#井Ⅰ路－450Ⅳ路東PT2#風機Ⅱ路西聯(lián)絡(luò)白土廠1＃井Ⅱ路農(nóng)電－750Ⅰ路西電容

2#井Ⅱ路西PTD6-291D6-29D6-2923522-13520-D2831-1電廠Ⅱ路35KV華豐進線自樓德110KV變電站1#主變溫度瓦斯－7