调度自动化系统.pptx

1、 电力调度自动化系统美国加州电力调度大厅美国加州电力调度大厅我国某电厂调度室我国某电厂调度室45目录目录调度调度自动化定义自动化定义调度调度自动化发展历程自动化发展历程调度自动化功能简介调度自动化功能简介调度自动化基本结构调度自动化基本结构调度自动化配置调度自动化配置一体化电网运行智能系统一体化电网运行智能系统6调度自动化系统定义定义：利用现代计算机、通信和网络技术对于物理电力系统进行监视、分析和控制。能量管理系统(Energy Management System-EMS)：属于计算机系统、二次系统由软件系统和硬件系统构成；几个类比：人体的神经系统、个人电脑、比尔盖茨的家庭管理系统7何为系统？

2、紧密耦合与松散耦合；最复杂的人造系统：电力系统。最复杂的自然系统：人自身。电力系统崩溃心脏停止跳动！何为电力系统？何为电力系统？发电机及其控制系统、网络和负荷发电机及其控制系统、网络和负荷8 物理电网物理电网发电发电发电发电用电用电用电用电输电输电输电输电变电变电变电变电配电配电配电配电数字电网数字电网9调度自动化基本概念调度自动化基本概念 基于基于计算机、通信、控制技术计算机、通信、控制技术的自动化系统的的自动化系统的总称，是在线为各级电力调度机构生产运行人员总称，是在线为各级电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信息提供电力系统运行信息(包括频率、发电机功率、包括频率、发电机功率、线路功

3、率、母线电压等线路功率、母线电压等)，分析决策工具和控制手分析决策工具和控制手段的数据处理系统。段的数据处理系统。电力调度自动化系统一般包含安装在发电力调度自动化系统一般包含安装在发电厂、变电站的数据采集和控制装置，以及安装电厂、变电站的数据采集和控制装置，以及安装在各级调度机构的主站设备，通过通信介质或数在各级调度机构的主站设备，通过通信介质或数据传输网络构成系统。据传输网络构成系统。10电力系统调度自动化的发展历程电力系统调度自动化的发展历程电话调度阶段远动调度阶段计算机调度阶段集中式系统；分布式系统；开放型系统；基于PMU/WAMS的动态系统；11电话调度速度慢、同时性差；信息量少、片面

4、；依赖运行人员的经验；直到今天，电话是无法取代的；12远动调度阶段四遥（厂站）：千里眼：遥测、遥信；千里手：遥调、遥控；系统模拟屏（调度中心）植物电力系统，没有大脑的电力系统13计算机调度计算机技术的发展及其在电力系统分析中的应用；1965年前后，北美发生了大停电事故；现代调度自动化之父：Dyliaco；通信技术和网络技术的飞速发展。14电网调度自动化系统具有较大经济效益，可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况，迅速进行处置，防止扩大事故，减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户用的自动装置以后，可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等

5、经济办法管理电网，经济效益更大。因此，电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作，是电力系统不可缺少的组成部分。调度自动化作用调度自动化作用15调度自动化功能简介调度自动化功能简介电网调度自动化功能分低、中、高三档电网调度自动化功能分低、中、高三档低档：低档：SCADASCADA（数据采集与监视控制系统）（数据采集与监视控制系统）中档：中档：SCADA+AGC/EDCSCADA+AGC/EDC（自动（自动发电控制和经济发电控制和经济调度控制）调度控制）高档：高档：SCADA+AGC/EDC+SASCADA+AGC/EDC+SA（安全分析安全分析）(总称总称EMS)EMS

6、)网、省两级调度自动化系统应根据调度职责范围逐步实现网、省两级调度自动化系统应根据调度职责范围逐步实现以下总体功能：数据采集和监控，自动发电控制和经济调以下总体功能：数据采集和监控，自动发电控制和经济调度，实用安全分析，计算机通信。度，实用安全分析，计算机通信。16lEMSEMS(Energy Management System)能量管理系统lSCADASCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)即数据采集与监视控制系统lPASPAS(Power Advance Software)电力系统基本应用和电力高级应用软件lAGCAGC(自动发电控制)

7、,它是能量管理系统（EMS）的重要组成部分。按电网高度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。lDTSDTS(Dispatcher Training Simulator System)调度员培训仿真系统lMISMIS(Management Information System)管理信息系统lDMISDMIS(Management Information System)调度管理信息系统lEDC EDC 经济调度控制,用以确定最经济的发电调度以满足给定的负荷水平。lSA SA 安全分析lVQC VQC 电压无功控制相关术语和缩写相关

8、术语和缩写17数据采集与监视控制系统数据采集与监视控制系统(SCADA)(SCADA)是指信息是指信息收集、处理和控制的自动化系统，通过人收集、处理和控制的自动化系统，通过人机系统的屏幕显示机系统的屏幕显示(CRT)(CRT)和调度模拟盘，对和调度模拟盘，对电网运行进行在线的安全监视，并有越限电网运行进行在线的安全监视，并有越限告警、记录、打印制表、事故追忆、本系告警、记录、打印制表、事故追忆、本系统自检，远动通道状态的监测等功能。对统自检，远动通道状态的监测等功能。对电网中重要断路器进行遥控，对变压器分电网中重要断路器进行遥控，对变压器分接头、调相机及电容器等无功功率补偿设接头、调相机及电容

9、器等无功功率补偿设备进行自动调节或投切，实现电压监控。备进行自动调节或投切，实现电压监控。18自动发电控制和经济调度控制自动发电控制和经济调度控制(AGC/EDC)(AGC/EDC)是是在线闭环控制功能，在考虑电网频率调整在线闭环控制功能，在考虑电网频率调整的同时，进行经济调度控制，直接控制到的同时，进行经济调度控制，直接控制到各个调频电厂，其他非调频电厂按日负荷各个调频电厂，其他非调频电厂按日负荷曲线进行，并考虑线损修正，对互联电网曲线进行，并考虑线损修正，对互联电网实现联络线净功率偏移控制，对有条件的实现联络线净功率偏移控制，对有条件的电厂实现自动电压和无功功率控制。电厂实现自动电压和无功

10、功率控制。19安全分析安全分析(SA)(SA)和对策和对策是在实现网络结构分是在实现网络结构分析和状态估计的基础上进行实时潮流计算析和状态估计的基础上进行实时潮流计算和安全分析，目前只能进行静态的安全分和安全分析，目前只能进行静态的安全分析。根据析。根据n-1n-1原则进行事故预想，并提出对原则进行事故预想，并提出对策，使调度人员提高处理事故的应变能力，策，使调度人员提高处理事故的应变能力，通过约束和紧急控制等手段，解除线路过通过约束和紧急控制等手段，解除线路过负荷，使电网保持正常运行状态。负荷，使电网保持正常运行状态。20调度自动化基本结构调度自动化基本结构电网调度自动化系统，其基本结构包括

11、电网调度自动化系统，其基本结构包括控制中心主站系统、控制中心主站系统、厂站端（厂站端（RTURTU）和通信通道）和通信通道三大部分。根据所完成功能的三大部分。根据所完成功能的不同，可以将此系统划分为不同，可以将此系统划分为:信息采集和执行子系统信息采集和执行子系统信息传输子系统信息传输子系统信息处理子系统信息处理子系统人机联系子系统人机联系子系统21调度自动化基本结构调度自动化基本结构22信息采集和执行子系统信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息，此外还所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息，此外还负责接收和执行上

12、级调度控制中心发出的操作、调下或负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调下或控制命令。控制命令。信息传输子系统信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调度控制中为信息采集和执行子系统和调度控制中心提供了信息交换的桥梁，其核心是数据通道，它经调心提供了信息交换的桥梁，其核心是数据通道，它经调制解调器与制解调器与RTURTU及主站前置机相连。及主站前置机相连。信息处理子系统信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心，以电子是整个调度自动化系统的核心，以电子计算机为主要组成部分。该子系统包含大量的直接面向计算机为主要组成部分。该子系统包含大量的直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件，完成对采集到

13、电网调度、运行人员的计算机应用软件，完成对采集到的信息的各种处理及分析计算，乃至实现对电力设备的的信息的各种处理及分析计算，乃至实现对电力设备的自动控制与操作。自动控制与操作。人机联系子系统人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理，通过各种显示设备、打印设备和其他输出设加工处理，通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备，为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调备，为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入，传送度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入，传送给执行机构。给执行机构。23调度自动化系

14、统配置调度自动化系统配置基本配置包括基本配置包括:硬件平台（服务器）硬件平台（服务器）操作系统操作系统平台（平台（Tru64 Tru64 UnixUnix、OracleOracle/SybaseSybase）EMS/DMSEMS/DMS支撑平台（支撑平台（RTERTE、RTDBRTDB、MMIMMI）电力系统基本应用和电力高级应用软件电力系统基本应用和电力高级应用软件(PAS)(PAS)前置采集系统前置采集系统调度员培训仿真子系统调度员培训仿真子系统(DTS)(DTS)WEBWEB子系统子系统24SCADA/AGC服务服务器器HIS服务器服务器磁盘阵磁盘阵列列PAS服务器服务器FE服务器服务器

15、 骨干交换机骨干交换机运方工作站运方工作站保护工作站保护工作站维护工作站维护工作站调度员工作站调度员工作站大屏幕投影大屏幕投影模拟屏模拟屏打印机打印机物理隔离装置物理隔离装置WEB服务服务器器认证服务器认证服务器外网外网防火墙防火墙路由器路由器DTS服务器服务器教员台教员台学员台学员台学员台学员台网络网络GPS通信柜通信柜 RTU地区转发地区转发通信服务器通信服务器/现场路由节点现场路由节点专专线线通通信信网网络络通通信信网络通信网络通信电力调度电力调度通信网通信网专线通信专线通信WEB子系统子系统实时数采和转发子系统实时数采和转发子系统调度员培训调度员培训仿真子系统仿真子系统调度中心系统调度

16、中心系统防火墙防火墙电力调度电力调度通信网通信网网络通信网络通信共享采集的集控共享采集的集控中心中心调度自动化系统配置调度自动化系统配置25主网系统典型配置主网系统典型配置SCADA服务器服务器HIS服务器服务器磁盘磁盘阵列阵列PAS服务器服务器 骨干交换机骨干交换机报表工报表工作站作站维护工维护工作站作站调度员工作站调度员工作站大屏幕大屏幕投影投影模拟模拟屏屏打印机打印机网络网络GPS前置服务器前置服务器26 2 2台台SCADASCADA服务器用于完成数据的接收，规约的解释，服务器用于完成数据的接收，规约的解释，SCADASCADA计算和越限、变位计算和越限、变位处理等。处理等。前置服务器

17、前置服务器(通讯采集服务器通讯采集服务器)随时将采集的实时数据送给调度系统的随时将采集的实时数据送给调度系统的SCADASCADA服服务器务器,SCADA,SCADA服务器处理后的实时数据采用组广播方式同步分布了服务器处理后的实时数据采用组广播方式同步分布了SCADASCADA应用的应用的服务器和工作站，使各个节点都能得到一致的、最新的实时数据，从而完成服务器和工作站，使各个节点都能得到一致的、最新的实时数据，从而完成监视、分析、控制功能。监视、分析、控制功能。2 2台历史数据服务器台历史数据服务器(互为热备用互为热备用)主要用于存储数据库模型、网络结构、历史主要用于存储数据库模型、网络结构、

18、历史数据等，可接磁盘阵列保存历史数据库，负责管理全网。数据等，可接磁盘阵列保存历史数据库，负责管理全网。多台人机界面多台人机界面(MMI)(MMI)工作站可以带多屏，主要完成各种图形显示、调度员操作、工作站可以带多屏，主要完成各种图形显示、调度员操作、模拟屏控制，在任意模拟屏控制，在任意1 1台工作站上都可看到所有应用的数据，如台工作站上都可看到所有应用的数据，如SCADASCADA，PASPAS，DTSDTS等。等。2 2台台PASPAS服务器互为热备用，主要完成应用软件计算，所有数据存于服务器互为热备用，主要完成应用软件计算，所有数据存于PASPAS服务器服务器中，任何中，任何MMIMMI

19、工作站和其他工作站都可在本地看到工作站和其他工作站都可在本地看到PASPAS数据。数据。前置采集系统通过终端服务器接收前置采集系统通过终端服务器接收RTURTU信息。能实现双通道，双机热备用。信息。能实现双通道，双机热备用。网络是一个分布式系统的关键部件，可采用双网，也可采用单网。网络是一个分布式系统的关键部件，可采用双网，也可采用单网。主网系统典型配置主网系统典型配置27可选配子系统可选配子系统DTS服务器服务器教教员员台台学员台学员台学员台学员台调度员培训调度员培训仿真子系统仿真子系统防火墙防火墙物理隔离装置物理隔离装置WEB服务器服务器认证认证服务服务器器MIS网网WEB子系统子系统（可

20、选）（可选）（可选）（可选）28DTSDTS服务器中服务器中1 1台作为教员机，其它的作为学员机。可接大屏幕投影仪，完台作为教员机，其它的作为学员机。可接大屏幕投影仪，完成调度员培训仿真功能，教员和学员通过图形界面进行直观操作，联网交成调度员培训仿真功能，教员和学员通过图形界面进行直观操作，联网交互进行。互进行。WebWeb服务是调度自动化系统的一项重要功能，通过服务是调度自动化系统的一项重要功能，通过Web Web 发布和浏览，用户可发布和浏览，用户可以在以在Internet Internet 和和Intranet Intranet 上浏览调度自动化系统的信息。上浏览调度自动化系统的信息。认

21、证服务器是一个用在网络接入控制的设备。它存储用户名和密码确定客认证服务器是一个用在网络接入控制的设备。它存储用户名和密码确定客户的登录。为了访问特定的网络资源，这个服务器可能自己存储用户许可户的登录。为了访问特定的网络资源，这个服务器可能自己存储用户许可和公司政策或提供到存储这个信息的目录的接入和公司政策或提供到存储这个信息的目录的接入。29安全分区安全分区30安全分区安全分区电力系统信息安全遵循电力系统信息安全遵循“安全分区安全分区”的原则，的原则，不同的安全区采用防火墙和专用的安全隔离不同的安全区采用防火墙和专用的安全隔离装置进行隔离，主站系统和装置进行隔离，主站系统和WEBWEB子系统和

22、子系统和DTSDTS子系统分属于安全子系统分属于安全I I区和安全区和安全IIII区、安全区、安全IIIIII区，配置时要考虑增加相应的物理隔离装置区，配置时要考虑增加相应的物理隔离装置。31物理隔离装置物理隔离装置32前置采集系统前置采集系统前置采集系统是调度自动化系统的前端，是连接前置采集系统是调度自动化系统的前端，是连接采集终端与主站服务器的纽带，担任着上传下达采集终端与主站服务器的纽带，担任着上传下达的重要角色，主要负责整个系统所需数据的采集的重要角色，主要负责整个系统所需数据的采集工作。前置数据采集系统要有可靠性，可维护性，工作。前置数据采集系统要有可靠性，可维护性，可扩充性要求。前

23、置系统是主站系统的重要子系可扩充性要求。前置系统是主站系统的重要子系统统,是各厂是各厂(站站)远动信息进入主站系统的把门关远动信息进入主站系统的把门关,或者说是用户进入主站系统的咽喉或者说是用户进入主站系统的咽喉,也是信息交换也是信息交换的瓶颈。的瓶颈。33前置采集系统示意图前置采集系统示意图通信柜通信柜变电站远动机变电站远动机专专线线通通信信电力调度网电力调度网变电站远动机变电站远动机前置服务器前置服务器按口值班按口值班专专线线通通信信专专线线通通信信34前置通讯方式前置通讯方式以太网方式，前置服务器通过路由器同外部网相以太网方式，前置服务器通过路由器同外部网相连。采用光纤方式的连。采用光纤

24、方式的SDHSDH或或ATMATM方式，典型的是方式，典型的是2M2M带宽的带宽的E1(G703)E1(G703)格式和格式和E1E1信道信道n64kn64k格式，主要格式，主要通过路由器、转换器等设备。通过路由器、转换器等设备。MODEMMODEM或串口方式，前置服务器通过终端服务器或串口方式，前置服务器通过终端服务器/通道装置通道装置(RCS9787)(RCS9787)和外部通道相连，采用拨号或和外部通道相连，采用拨号或载波方式通讯。载波方式通讯。35电力调度环网电力调度环网子站与主站通讯部分子站与主站通讯部分 网络通道方式网络通道方式变电站远动机变电站远动机变电站远动机变电站远动机N个个

25、E1/100M转换模块转换模块前置采集子系统前置采集子系统子站子站部分部分通过通过SDH SDH 方式复用，方式复用，传输传统的远动协议传输传统的远动协议（IEC104IEC104）所）所给定给定的的数据格式数据格式。电力调度环网电力调度环网36通信柜通信柜远远动机动机专专线线通通信信专专线线通通信信专专线线通通信信子站与主站通讯部分子站与主站通讯部分 专线通道方式专线通道方式终端服务器终端服务器通道装置通道装置RCS-9787切换装置切换装置RCS-9788含通道板含通道板远远动机动机前置采集子系统前置采集子系统子站子站部分部分一体化电网运行智能系统一体化电网运行智能系统一体化电网运行智能系

26、统（Operation Smart System,简称OS2）是支撑大电网运行，提供电网运行策划、监视、分析、决策、指挥、操作、控制和管理等功能，整合所有二次系统，发挥综合效益，具有互动性、智能化特点的一体化系统。OS2定义为实现二次一体化目标，建设以一体化电网运行智能系统（OS2）为核心的完整二次系统技术支撑体系。标准化的二次系统接线一体化保护装置一体化测控装置一体化记录分析装置一次设备在线监测装置视频装置电能质量监测装置标准化的二次设备其它装置间隔层监视/告警控制/操作数据采集/订阅发布运行管理变电站综合驾驶舱站控层二次系统安全防护智能远动时间同步通信网络双平面监测、计量、调节、控制、保护

27、、分析、管理等信息和业务功能运行服务总线（OSB）规划基建技术监督设备管理营销安监物资外部其它系统基础资源平台（BRP）数据中心监视中心电力系统运行驾驶舱（POC）控制中心运行控制系统（OCS）管理中心软件支撑平台硬件支撑平台数据库支撑平台公用设施一体化电网运行智能系统（OS2)OS2整体组成OS2 总体架构在全网建立一体化架构，覆盖各级主站和厂站，统一平台、集中监视、集中控制，支持调控一体、地县一体、主配一体。通过建设运行服务总线（OSB），建立信息高速公路，实现“横向到边”、“纵向到底”。OS2 数据流架构数据流架构：规范4类标准数据交换模式，制定了厂站端数据“统一采集、集中上送”的技术方

28、案，推动功能模块化建设与信息灵活共享。厂站端数据流分析OS2主站功能架构45OS2厂站功能架构OS2主站硬件逻辑结构OS2地级主站典型配置（大型地调）电网运行电网运行电网运行电网运行随着电力控制系统自动化程度不断提高，对电网监视、控制的手段不断丰富，单纯的图形化、表单化工具已经无法满足复杂大电网运行监视和控制要求。电力系统运行驾驶舱-问题提出4949技术架构OS2主站主站构建在OS2统一架构上的顶层应用，展现关键运行状态，并具备控制关键运行风险的“一站式”辅助决策支持功能，能够满足未来电网日趋复杂的运行指挥要求：监视一套系统、清晰、精炼的KPI体系代替监视大量的数据；事前、事中、事后在一套系统

29、及统一的KPI体系上进行评价；提供一套与电力系统运行本质相符的KPI异常监视预警-信息挖掘-辅助决策-控制-KPI恢复正常的任务导向流程。电力系统运行驾驶舱变电站测控、保信、安自、设备在线监测、电能量采集等采用独立通信机上送主站，占用屏柜、线缆、通道资源多。主站和厂站分别建模，无法统一维护。提出并研发了智能远动机：实现站端所有信息的统一采集、集中上送;实现站端图、模、数的统一维护及其在主站端共享的源端维护等智能应用。智能远动机稳控系统GPS保护系统GPS故障录波GPS监控GPSGPS应用现状：分散授时、缺乏地面时钟源u实现变电站统一授时。u由GPS单源授时，发展到GPS+北斗+地面授时多源授时，实现天地互备。u利用地面光传输网络实现时间精度远程实时监测和管理。变电站地面授时地面授时光传输网 开发高精度天地互备时钟同步系统，完成分散式对时装置整合。目前，正在进行装置样机开发和阶段性测试工作。全网时钟同步网谢谢！谢谢！