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1、SCADA/EMS系統(tǒng) SCADA/EMS系統(tǒng) 功能概述 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及軟硬件配置 SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) SCADA/EMS前置機(jī)系統(tǒng) 畫面調(diào)用及瀏覽器功能 SCADA功能 一 SCADA/EMS功能概述 SCADA最基本的功能：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制。 1.1 子系統(tǒng)劃分 1、支撐平臺(tái)子系統(tǒng) 包括：數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)管理、圖形管理、報(bào)表 管理、系統(tǒng)運(yùn)行管理等。 2、 SCADA子系統(tǒng) 包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸及處理、計(jì)算與控制、 人機(jī)界面及告警處理等。 3、 PAS子系統(tǒng) 包括：網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)、在線潮 流、靜態(tài)安全分析、無功優(yōu)化、故障分析及短 期負(fù)荷預(yù)報(bào)等。 一 SCADA/EM

2、S功能概述 1.1 子系統(tǒng)劃分 4、 AGC/EDC子系統(tǒng) 自動(dòng)發(fā)電控制和在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度（ AGC/EDC）。 5、調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng) 包括：電網(wǎng)仿真、 SCADA/EMS系統(tǒng)仿真和教員 控制機(jī)。 6、調(diào)度員管理信息子系統(tǒng)（ DMIS） 屬于辦公自動(dòng)化的一種業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，通常不歸 入 SCADA/EMS系統(tǒng)，但與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)系 非常密切。 一、 SCADA/EMS功能概述 1.2 主流系統(tǒng) 1、 NARI 2、電科院 3、東方電子 4、 ABB 5、 SIEMENS 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 網(wǎng)絡(luò)及硬件特點(diǎn)：三網(wǎng)機(jī)制 調(diào)度自

3、動(dòng)化專用雙網(wǎng) MIS網(wǎng) 主網(wǎng)為 100M平衡負(fù)荷雙網(wǎng) 智能化 100M堆疊式交換機(jī)，交換式通道，可擴(kuò) 展 雙服務(wù)器磁盤陣列：構(gòu)成熱備份系統(tǒng)，具備 負(fù)荷平衡能力。 支持雙網(wǎng)訪問商用數(shù)據(jù)庫。 集成其他符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。 通過 MIS服務(wù)器或網(wǎng)橋與 MIS網(wǎng)連接。 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 2.2 主網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)功能簡(jiǎn)介 1、系統(tǒng)服務(wù)器 運(yùn)行商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 負(fù)責(zé)保存所有歷史數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)信息，如電網(wǎng)設(shè) 備基本信息，地理信息，用戶信息等，以及其 他運(yùn)行數(shù)據(jù)。 利用數(shù)據(jù)庫引擎進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì) 雙機(jī)熱備：雙機(jī)共用磁盤陣列，分別運(yùn)行數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)。 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 2、

4、 SCADA工作站 雙機(jī)熱備：獨(dú)立運(yùn)行。 運(yùn)行 SCADA軟件及 AGC/EDC軟件 通過終端服務(wù)器接收廠站 RTU信息 承擔(dān)前置系統(tǒng)信息處理（如規(guī)約解析）和信息 流優(yōu)化功能 完成基本 SCADA功能和 AGC/EDC的控制和顯 示功能 實(shí)現(xiàn)雙機(jī)、雙通道的自動(dòng) /手動(dòng)切換 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 3、 PAS工作站 運(yùn)行電力系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件。 包括：潮流、短路、穩(wěn)定等計(jì)算任務(wù) 計(jì)算結(jié)果存入歷史數(shù)據(jù)庫（商用數(shù)據(jù)庫） 4、調(diào)度員工作站 承擔(dān)對(duì)電網(wǎng)監(jiān)控和操作功能。 實(shí)時(shí)顯示各種圖形和數(shù)據(jù) 人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn) “ 不下位 ” 功能調(diào)用 對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行操作控制的權(quán)限 二、 SCADA/EMS的軟硬

5、件配置 5、調(diào)度管理工作站 負(fù)責(zé)與調(diào)度生產(chǎn)有關(guān)的計(jì)劃和運(yùn)行設(shè)備的管理。 6、 DTS工作站 通常包括教員機(jī)和學(xué)員機(jī) 7、電量管理工作站 實(shí)現(xiàn)電量的自動(dòng)查詢、記錄、獎(jiǎng)懲電量計(jì)算等 8、網(wǎng)絡(luò) 一般高速雙網(wǎng)，多數(shù)利用可堆迭交換機(jī)連接。 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 2.3 軟件環(huán)境 1、操作系統(tǒng) 各種服務(wù)器和工作站均采用 Unix操作系統(tǒng)。 多用戶、多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)性好 安全性好 網(wǎng)絡(luò)通信采用 TCP/IP 二、 SCADA/EMS的軟硬件配置 2.3 軟件環(huán)境 2、系統(tǒng)軟件 采用基于 C/S模式的商用數(shù)據(jù)庫（ Oracle 和 Sybase） 基于 X Window和 Motif

6、的圖形界面 核心 C/C+代碼 網(wǎng)絡(luò)通信采用 TCP/IP， X.25通信協(xié)議 集成制表工具 多媒體功能 SCADA/EMS的軟硬件配置 2.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 大型開放式的分布式系統(tǒng) ， 軟件結(jié)構(gòu)通用 、 開放和模塊 化 。 三層結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)層 、 通信管理系統(tǒng)層和程序?qū)?。 數(shù)據(jù)層： 分成實(shí)時(shí)庫 、 歷史數(shù)據(jù)庫及存儲(chǔ)歷程 。 實(shí)時(shí)庫：分布在各臺(tái)機(jī)器中 ， 支持實(shí)時(shí)訪問和顯示 。 歷史庫：存在于雙機(jī)熱備的系統(tǒng)服務(wù)器中 ， 保存歷史數(shù)據(jù)和 參數(shù) 通信管理層： 用于網(wǎng)絡(luò)的管理和任務(wù)的管理 ， 對(duì)上層屏 蔽通信細(xì)節(jié) 。 程序?qū)樱?實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度的各項(xiàng)功能 ， 如 SCADA、 PAS等 。 SCA

7、DA/EMS的支撐系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng) 圖形管理子系統(tǒng) 報(bào)表管理子系統(tǒng) 安全管理子系統(tǒng) SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) 3.1 數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)的快速存?。罕仨毥?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 。 數(shù)據(jù)的合理組織：提高數(shù)據(jù)查找和定位的速度 。 建立數(shù)據(jù)之間的關(guān)系：測(cè)量和采集的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù) 庫中數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 。 建立電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型：實(shí)際對(duì)象和系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的 對(duì)應(yīng) 。 提供標(biāo)準(zhǔn)的訪問接口：對(duì)訪問實(shí)時(shí)庫和歷史庫提 供所有程序都通用的訪問接口 。 數(shù)據(jù)透明性：用戶或進(jìn)程 （ 應(yīng)用程序 ） 只面向數(shù) 據(jù) ， 不必關(guān)心數(shù)據(jù)具體位置 。 SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) 3.2 網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng) 負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)信

8、息的互連和互通，為各種 進(jìn)程訪問網(wǎng)絡(luò)上任何位置的數(shù)據(jù)提供一個(gè)透明的 訪問路徑。 （進(jìn)程通信） 處理底層網(wǎng)絡(luò)通信中的各種問題，如協(xié)議解釋、流 量平衡、鏈路監(jiān)視和故障處理 ，相當(dāng)于提供了一條 無錯(cuò)誤的信息通道 。 負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的定位和收發(fā)控制：路由、出錯(cuò)處理， 相當(dāng)于透明的數(shù)據(jù)訪問接口。 與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信：數(shù)據(jù)交換，安全控制。 隔離功能：升級(jí)和維護(hù)時(shí)，不影響軟件正常使用。 其他輔助功能：進(jìn)程監(jiān)視等。 SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) 3.3 圖形子系統(tǒng) 圖形子系統(tǒng)是現(xiàn)代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)模 塊。 1、基本要求 全漢化 分層和分平面，具備動(dòng)態(tài)著色功能。 具備圖形編輯的各種功能，圖形化操作。 圖形一致

9、性保持。 圖庫一體化：繪圖與數(shù)據(jù)庫錄入一次完成。 具備各種輔助圖制作功能。 用戶可擴(kuò)展性（圖形的公共訪問接口）。 SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) 3.3 圖形子系統(tǒng) 圖形子系統(tǒng)是現(xiàn)代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)模 塊 。 2、 基本組成部分 圖元編輯器： 制作電力系統(tǒng)中各種常用設(shè)備的圖 元庫 ， 以便制圖時(shí)使用 ， 并能應(yīng)付新元件的出現(xiàn) 。 圖形編輯器： 利用各種圖元 ， 生成電力系統(tǒng)的各 種圖形 。 圖形顯示工具： 與應(yīng)用程序結(jié)合在一起 ， 用戶可 在圖形上進(jìn)行各種操作 ， 如功能調(diào)用 ， 信息查詢 ， 控制操作等 。 SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) 3.4 報(bào)表管理子系統(tǒng) 報(bào)表是運(yùn)行信息最直觀的顯示形

10、式，報(bào)表管理系統(tǒng) 也是 SCADA/EMS必不可少的核心模塊。 1、特點(diǎn) 面向電力系統(tǒng)需求 自動(dòng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 打印功能 2、組成部分 報(bào)表編輯器 報(bào)表調(diào)用和預(yù)覽 報(bào)表數(shù)據(jù)的修改 報(bào)表打印模塊 SCADA/EMS的支撐系統(tǒng) 3.5 安全管理子系統(tǒng) 物理隔離：即通過交換機(jī)或網(wǎng)橋與其他系統(tǒng) 相連。 用戶級(jí)采用權(quán)限管理和口令機(jī)制：控制不同 的用戶所能進(jìn)行的操作。 嚴(yán)格的操作審核流程：口令，權(quán)限分析，操 作確認(rèn)，超時(shí)處理。 防火墻技術(shù) SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.1 綜述 前置機(jī)系統(tǒng)擔(dān)負(fù) 廠站 RTU及各分局 與 調(diào)度中 心 之間 的 數(shù)據(jù)通信及通信規(guī)約解釋 的任務(wù)，是子 站數(shù)據(jù)的信息入口。前置系統(tǒng)

11、性能指標(biāo)： 接入容量 通信速度 擴(kuò)充方便 規(guī)約處理 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.2 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)示意圖。 前置機(jī) 終端服務(wù)器 切換裝置 通道 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.2 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 1、前置機(jī) 雙機(jī)配置，一主一備。 （ 1）值班主機(jī) 與系統(tǒng)服務(wù)器及 SCADA工作站通信 與終端服務(wù)器通信及 規(guī)約處理 控制終端服務(wù)器的切 換動(dòng)作 設(shè)置各終端服務(wù)器的 參數(shù) SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.2 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 1、前置機(jī) （ 2）備用前置機(jī) 監(jiān)聽前置主機(jī)的工 作情況 主機(jī)發(fā)生故障時(shí)立 即自動(dòng)升格為主機(jī) 承擔(dān)主機(jī)任務(wù) 監(jiān)聽次要通道的信 息，確定該通道的

12、運(yùn)行情況。 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.2 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 2、終端（通信）服務(wù)器 與各廠站 RTU通信 與前置機(jī)通信 1:N的通道接入 主備雙機(jī)配置 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.2 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 3、切換裝置 電路簡(jiǎn)潔，掉電也可工作 每套切換裝置由 N路獨(dú)立切 換板組成 可完成上行和下行信號(hào)的 通道切換 兩種切換模式： 選擇較好的上行信號(hào)同時(shí)送 給主、備前置機(jī)，封鎖差通 道的上行信號(hào)和備用機(jī)的下 行信號(hào) 將值班主機(jī)與好通道接通， 將備用機(jī)于差通道連通 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.2 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 4、通道設(shè)備 由調(diào)制解調(diào)器，光隔及長(zhǎng) 線驅(qū)動(dòng)器 用于與各

13、種不同的通道信 號(hào)匹配 同步 /異步轉(zhuǎn)換 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.3 前置系統(tǒng)的軟件模塊 SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.3 前置系統(tǒng)的軟件模塊 對(duì)應(yīng)于前置系統(tǒng)的功能 ， 可將前置軟件簡(jiǎn)單分為五 類： 主網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信： front_net等 規(guī)約處理程序： protocal等 通信切換處理： front_exchange等 終端服務(wù)器通信： fcomm， format_all等 其他程序 。 從運(yùn)行形式分為兩類： 常駐內(nèi)存：?jiǎn)?dòng)程序即調(diào)入內(nèi)存 ， 一般是核心應(yīng)用 ， 如數(shù) 據(jù)通信 、 規(guī)約處理等程序 。 臨時(shí)調(diào)用：使用臨時(shí)調(diào)用 ， 一般是輔助應(yīng)用 ， 如報(bào)文監(jiān)聽 等程序 。

14、SCADA/EMS的前置機(jī)系統(tǒng) 4.4 遙測(cè)與遙信參數(shù)設(shè)置 1、遙測(cè)參數(shù)設(shè)置 設(shè)置基值與系數(shù)：將 “ 生數(shù)據(jù) ” 經(jīng)計(jì)算后變成實(shí)際 值 設(shè)置死區(qū)范圍（閾值設(shè)置） 設(shè)置歸零值 2、遙信參數(shù)設(shè)置 “ 1”表示合閘， “ 0”表示分閘 根據(jù)不同 RTU上送的信息設(shè)置極性 畫面調(diào)用及瀏覽器功能 畫面調(diào)用及瀏覽器功能 5.1 畫面調(diào)用功能 1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及狀態(tài)畫面 實(shí)時(shí)畫面 5s刷新一次 遙信變位及事故變位立即反映 用顏色區(qū)分不同狀態(tài) 2、歷史數(shù)據(jù)及狀態(tài)畫面 可調(diào)用任一時(shí)段的歷史數(shù)據(jù) 根據(jù)歷史數(shù)據(jù)刷新畫面 3、事故追憶畫面 調(diào)出任一事故斷面進(jìn)行事故反演 畫面調(diào)用及瀏覽器功能 5.1 畫面調(diào)用功能 4、網(wǎng)絡(luò)

15、拓?fù)渲?表達(dá)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息 表達(dá)運(yùn)行狀態(tài) 5、調(diào)度員操作 調(diào)度員在畫面中完成各種調(diào)度操作 6、應(yīng)用切換 同一畫面可以切換不同的應(yīng)用對(duì)象 畫面調(diào)用及瀏覽器功能 5.2 SCADA的圖形操作 1、鼠標(biāo)操作彈出菜單 2、操作選項(xiàng) 參數(shù)檢索 遙控 遙信對(duì)位 變位檢索 SOE檢索 遙信封鎖 設(shè)置標(biāo)志牌 畫面調(diào)用及瀏覽器功能 5.3 歷史告警瀏覽 1、告警信息 首先實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)存入歷史數(shù)據(jù)庫。 2、分類 遙信變位 其他 5.4 歷史數(shù)據(jù)瀏覽 5.5 圖形瀏覽器 SCADA功能 6.1 數(shù)據(jù)采集功能 1、模擬量采集功能（遙測(cè)） 2、狀態(tài)量采集功能（遙信） 3、脈沖量采集功能 4、繼電保護(hù)及綜自信息采集 5

16、、時(shí)間信息 6、前置機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集性能 SCADA功能 6.2 數(shù)據(jù)處理功能 1、 模擬量處理： 標(biāo)度變換；消零飄；越限檢查； 積分計(jì)算和平均值計(jì)算；最大值、最小值計(jì)算； 入庫。 2、 狀態(tài)量處理： 描述電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)（將 0/1狀態(tài) 變換為具有物理意義的信息）；告警；狀態(tài)量的 顯示。 3、 標(biāo)牌設(shè)置： 對(duì)所有設(shè)備均可進(jìn)行掛牌操作，提 供警示信息，如：檢修、接地、故障、危險(xiǎn)、并 列等。 4、 脈沖量處理： 計(jì)算本周期電量；積分電度計(jì)算； 計(jì)算分時(shí)電量；信息入庫。 SCADA功能 6.3 計(jì)算功能 1、總加計(jì)算：關(guān)口功率、電量總加。 2、限值計(jì)算：計(jì)算越限總時(shí)間，合格率。 3、累加計(jì)算：按時(shí)間計(jì)

17、算總和，一般是電量。 4、功率因數(shù)計(jì)算：計(jì)算各線路、主變及一個(gè)地區(qū) 的功率因數(shù)。 5、平衡率計(jì)算：分線路、變電站或區(qū)域進(jìn)行進(jìn)出 功率平衡的比較（網(wǎng)損）。 SCADA功能 6.4 電網(wǎng)控制功能 1、 遙控操作：主要指開 關(guān)的合 /分操作；無功補(bǔ) 償設(shè)備的投 /切；改變有 載調(diào)壓變壓器分接頭 。 可 靠性要求極高 ， 有嚴(yán)格的 遙控反送校核程序 。 2、 遙調(diào)操作：類似于遙 控操作 ， 有嚴(yán)格反校程序 。 選 擇 對(duì) 象 發(fā) 出 命 令 內(nèi) 部 校 對(duì) 通 過 前 置 機(jī) 向 R T U 發(fā) 令 R T U 返 回 校 對(duì) 結(jié) 果 確 認(rèn) 執(zhí) 行 執(zhí) 行 結(jié) 果 返 回 SCADA功能 6.5 告警功能 1、 告警類型：事故報(bào)警；越限報(bào)警；工況變化 報(bào)警；正常變位報(bào)警 。 2、 報(bào)警方式：圖形 ， 文字 ， 語音 ， 打印 ， 短信 等 。 3、 告警信息入庫：帶時(shí)標(biāo)存入歷史庫 。 6.6 顯示功能 6.7 報(bào)表功能 6.8 其他輔助功能