四川大學 “調(diào)度自動化及信息管理系統(tǒng)”程設(shè)計教學大綱---縣級調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能設(shè)計

1、調(diào)度自動化及信息管理系統(tǒng)”課程設(shè)計教學大綱題目縣級調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計校外學習中心專業(yè)電氣工程及其自動化層次專升本年級2010年春學生姓名2012年5月31日調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的運行生產(chǎn)中，起著舉足輕重的作用?，F(xiàn)代的調(diào)度自動化系統(tǒng)包括三種含義：。調(diào)度自動化系統(tǒng)收集、處理電網(wǎng)運行實時信息，通過人機聯(lián)系系統(tǒng)把電網(wǎng)運行狀況集中而有選擇的顯示出來進行監(jiān)控。調(diào)度人員可以借此統(tǒng)觀全局本次調(diào)度自動化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到增進知識、提高實際工作能力的目的。關(guān)鍵詞：調(diào)度自動化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄刖言5第一章設(shè)計依據(jù)第二章設(shè)計目標第三章設(shè)計原則第四章設(shè)計內(nèi)容電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)度自動化

2、系統(tǒng)功能基準廠站布置基準廠站的主接線設(shè)計信息的組織原則基準站信息的組織和信息量4.7調(diào)度中心主站計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.8調(diào)度自動化系統(tǒng)的技術(shù)指標參考文獻：附圖：附圖1：畢業(yè)設(shè)計基準A變電站主接線圖附圖2：畢業(yè)設(shè)計基準B變電站主接線圖隨著電網(wǎng)的發(fā)展和自動化程度的提高，調(diào)度自動化系統(tǒng)已成為調(diào)度員實施生產(chǎn)指揮和控制電網(wǎng)運行必不可少的工具。但在實際運行過程中，由于調(diào)度自動化系統(tǒng)自身也可能出現(xiàn)各種異常情況，如:自動化系統(tǒng)故障、網(wǎng)絡(luò)中斷、數(shù)據(jù)采集通道中斷、系統(tǒng)軟件異常等，倘若發(fā)生異常情況而沒有及時發(fā)現(xiàn)，則可能導(dǎo)致調(diào)度人員無法進行正常的調(diào)度指揮，嚴重時可能影響整個電網(wǎng)的安全運行，造成巨大的經(jīng)濟損失。為保障自動化

3、系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、連續(xù)、有效的運行，南方電網(wǎng)有限公司汕頭供電分公司調(diào)度開發(fā)了自動化綜合監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是。第一章設(shè)計依據(jù)一、系統(tǒng)的技術(shù)特點該系統(tǒng)是一套電力自動化系統(tǒng)運行及管理的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)真正實現(xiàn)了“數(shù)據(jù)級監(jiān)視報警”。系統(tǒng)具有良好的開放性，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，與。在系統(tǒng)分析、設(shè)計和編碼的全過程中，嚴格按照軟件工程標準，采用。二、設(shè)計要求按地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)功能規(guī)范規(guī)定的大型地調(diào)規(guī)模設(shè)計。系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)，能在原有基礎(chǔ)上進行再開發(fā)和升級，以滿足電網(wǎng)810年發(fā)展的需要。提供實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫和人機界面通用訪問接口，滿足進一步開發(fā)應(yīng)用軟件的需要。4.SCADA數(shù)據(jù)采集的技術(shù)分析。具有與MIS

4、網(wǎng)的標準接口，可以向MIS網(wǎng)發(fā)送各種類型的實時和歷史數(shù)據(jù)。預(yù)留與負荷控制系統(tǒng)的標準接口，可與負荷控制系統(tǒng)對用戶負荷進行協(xié)調(diào)控制。具有向地調(diào)實時轉(zhuǎn)發(fā)各種數(shù)據(jù)的功能。滿足變電站自動化、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)接入功能。系統(tǒng)總體達到國內(nèi)先進水平。三、系統(tǒng)總體設(shè)計及構(gòu)成系統(tǒng)設(shè)計思想系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)硬件核心監(jiān)控管理系統(tǒng)多媒體報警信息發(fā)布系統(tǒng)WEB綜合查詢系統(tǒng)網(wǎng)上視頻及控制系統(tǒng)電話語音查詢系統(tǒng)虛擬RTU反饋系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫維護系統(tǒng)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計分析功能要求分析系統(tǒng)實施后的效果本次調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計不涉及調(diào)度管理體制方面的內(nèi)容，僅從技術(shù)的角度進行考慮，以畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書作為設(shè)計依據(jù)，電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接線示意圖如下：35/1

5、0KV變電站K監(jiān)控中心圖1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)地理拓撲圖第二章設(shè)計目標新一代的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)考慮到Internet/Intranet技術(shù)對電力企業(yè)的影響，在設(shè)計、開發(fā)時應(yīng)以SCADA功能為基礎(chǔ)，DA/DMS、AM/FM/GIS、MIS及其他子系統(tǒng)為擴展功能的、具有一體化平臺的網(wǎng)絡(luò)化、多功能系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件方面：優(yōu)先采用最新的、高可靠性的微型計算機硬件技術(shù)，作為系統(tǒng)工作站、服務(wù)器的硬件平臺。有條件的也可采用最新的RISC或UNIX工作站系統(tǒng)。系統(tǒng)的軟件方面：調(diào)度自動化系統(tǒng)的操作系統(tǒng)采用新一代的MicrosoftWindowsNT/2000；數(shù)據(jù)庫采用高性能的商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如MSSQLServer，

6、Oracle，Sybase等，使系統(tǒng)軟件配置標準、規(guī)范；系統(tǒng)的輸出形式采用MicrosoftOffice的Excel等優(yōu)秀工具軟件，使報表系統(tǒng)更加方便易用；軟件結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)絡(luò)分布式的客戶/服務(wù)器模式。本次調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計本著學以致用、加深電力系統(tǒng)調(diào)度自動化知識的理解和結(jié)合學生工作實踐經(jīng)驗的原則，在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下，達到以下設(shè)計目標：、充分理解現(xiàn)代調(diào)度自動化系統(tǒng)包括的含義；、熟悉調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能；、熟悉并鞏固變電站主接線圖的設(shè)計方法和相關(guān)規(guī)范；、掌握調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計原則；、掌握電力系統(tǒng)中調(diào)度自動化基準廠站選擇的方法和原則；、掌握調(diào)度信息的組織和信息量的估算；、掌握調(diào)度中心主站計算

7、機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；、掌握調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)該達到的技術(shù)指標；、掌握電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析的基本知識。第三章設(shè)計原則本次電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計必須遵循以下原則（本次畢業(yè)設(shè)計側(cè)重系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)）：（1）穩(wěn)定性：應(yīng)用于電網(wǎng)中的調(diào)度自動化系統(tǒng)，穩(wěn)定性是第一位的。落后的系統(tǒng)會增加技術(shù)人員掌握的難度，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)無法發(fā)揮作用；（2）實用性：堅持人機對話簡潔、明了、方便的原則，且能完成調(diào)度系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)之間的信息共享；（3）易維護：系統(tǒng)的硬件設(shè)計與選擇應(yīng)具有通用性，系統(tǒng)的軟件設(shè)計應(yīng)具有遠程維護功能；（4）先進性；（5）可擴性；（6）伸縮性：根據(jù)用戶應(yīng)用系統(tǒng)的需要和投資狀況，系統(tǒng)應(yīng)能靈活地選擇軟硬件配置，并具有跨多

8、硬件平臺的特點，系統(tǒng)的規(guī)?？蓮膯闻_機器到多臺機器、單種機型到多種機型任選；（7）靈活性：組成系統(tǒng)的各功能模塊，多數(shù)要能做到即裝即用；（8）安全性：系統(tǒng)硬件采用冗余設(shè)計，保證系統(tǒng)的不間斷可靠運行；由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用軟件的操作等級三方面來滿足嚴格的安全操作要求。系統(tǒng)有統(tǒng)一的模塊化電網(wǎng)描述數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)必須能夠進行高效的實時數(shù)據(jù)處理；系統(tǒng)要有友好方便的人機界面；系統(tǒng)要有功能強大的電子報表軟件，具有靈活的報表處理功能，并能做到圖文并茂；系統(tǒng)對大量的歷史數(shù)據(jù)具有強大的歸納分析和趨勢預(yù)測功能。第四章設(shè)計內(nèi)容41電網(wǎng)結(jié)構(gòu)42調(diào)度自動化系統(tǒng)功能調(diào)度自動化系統(tǒng)的四級功能見下表：調(diào)度自動化系統(tǒng)功第一級：直接

9、控制2、自動發(fā)電控制3、運行安全的分析4、無功和電壓控制第二級：最優(yōu)控制1、經(jīng)濟調(diào)度控制2、發(fā)電計劃控制(水火電出力最優(yōu)計劃)3、系統(tǒng)運仃安全取優(yōu)控制4、負荷管理第三級：適應(yīng)控制1、短期負荷預(yù)測(發(fā)電計劃控制)2、系統(tǒng)能量管理3、系統(tǒng)緊急控制4、系統(tǒng)恢復(fù)控制第四級：綜合控制1、最優(yōu)潮流控制2、系統(tǒng)動態(tài)過程控制3、系統(tǒng)可靠性控制4、長期負荷預(yù)測(結(jié)構(gòu)控制)1、運行參數(shù)的安全檢測和控制能5、系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃控制帀、總效益核算控制4.3基準廠站布置基準廠站的選擇按照冗余度高、校核廠站數(shù)少的原則進行選擇，隨著無人值班變電站的普及和調(diào)度自動化系統(tǒng)對廠站信息可靠性要求的不斷提高，一般要求冗余度r$2,平均冗余

10、度r-2,以滿足提高可靠性的需求。為便于方案比較，對電力網(wǎng)絡(luò)中的各廠站編號如下：基準廠站方案對比選擇見下表：根據(jù)上表所示基準廠站選擇方案比較結(jié)果分析，三個方案均達到了冗余度r$2,平均冗余度r-2的可靠性需求，但結(jié)合基準站選擇的判據(jù)是要求基準廠站量少，信息冗余度高，于是先擇方案1和方案2被淘汰；方案3的基準站數(shù)有4個，即圖中的A、C、E、I變電站，方案3作為本次體系結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計基準廠站布置的實施方案。44基準廠站的主接線設(shè)計根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書內(nèi)容所示，A、E兩站的主接線基本情況如下表:序號項目變電站A變電站B135KV出線路數(shù)32310KV出線路數(shù)10104主變壓器臺數(shù)225備注樞紐站一般站變

11、電站電氣主接線的設(shè)計和電氣設(shè)備的選擇以及動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定的校驗在此不再贅述（學生本次課程設(shè)計題目為：發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計降壓變電所），基準廠站A和E的主接線圖見附圖：、畢業(yè)設(shè)計基準變電站A主接線圖、畢業(yè)設(shè)計基準變電站E主接線圖45信息的組織原則根據(jù)相關(guān)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程，信息的組織和信息量的計算，可參照如下規(guī)定：4.5.1有人值班廠站的遠動信息4.5.2無人（少人）值班廠站的遠動信息46基準站信息的組織和信息量4.6.1結(jié)合上述設(shè)計規(guī)程，對本次畢業(yè)設(shè)計基準廠站遙測量、遙信量的設(shè)計如下：畢業(yè)設(shè)計基準變電站A狀態(tài)信息表上口點號遙測1遙測2上口點號遙測1遙測2上口點號遙測1遙測21UAI110U

12、BI11027IA6IB653P14COS142UCI110UABI11028IC6Q654IA15IB153UAII110UBII11029P6C0SG655IC15Q154UCII110UABII11030IA7IB756P15COS155UAI10UBI1031IC7Q757IA16IB166UCI10UABI1032P7C0SG758IC16Q167UAII10UBII1033IA8IB859P16COS168UCII10UABII1034IC8Q860IA17IB1793U0I1103U0II11035P8C0SG861IC17Q17103U0I103U0II1036IA9IB962

13、P17COS1711HZ110HZ1037IC9Q963IA18IB1812IA1IB138P9C0SG964IC18Q1813IC1Q139IA10IB1065P18COS1814P1C0SG140IC10Q1066IA19IB19jha點號遙信內(nèi)容79遙信字1絕緣110I絕緣non絕緣10I絕緣1on母差110母差101T輕瓦斯1T重瓦斯遙信字21T溫度升高1T溫度過高1T過負荷2T輕瓦斯2T重瓦斯2T溫度升高2T溫度過高2T過負荷80遙信字1廠變溫度升高廠變溫度過高廠變過負荷廠變電壓過低廠變電壓過高直流電壓過高直流電壓過低直流屏異常遙信字2合閘開關(guān)1合閘開關(guān)2合閘開關(guān)3合閘開關(guān)4控制開關(guān)

14、1控制開關(guān)2控制開關(guān)3控制開關(guān)481遙信字11QF位置1QS位置1QF差動1QF過流1QF過負荷1QF后備1QF備用1QF備用遙信字22QF位置2QS位置2QF差動2QF過流2QF過負荷2QF后備2QF備用2QF備用82遙信字13QF位置3QS位置4QS位置4QSD位置3QF高頻3QF距離3QF零序3QF裝置異常遙信字24QF位置5QS位置6QS位置6QSD位置4QF高頻4QF距離4QF零序4QF裝置異常83遙信字1遙信字26QF位置9QS位置10QS位置10QSD位置6QF高頻6QF距離6QF零序6QF裝置異常84遙信字17QF位置11QS位置12QS位置12QSD位置7QF高頻7QF距離7

15、QF零序7QF裝置異常遙信字28QF位置13QS位置14QS位置14QSD位置8QF高頻8QF距離8QF零序8QF裝置異常85遙信字19QF位置9QF過流9QF過負荷9QF后備15QS位置16QS位置1TV異常2TV異常遙信字210QF位置29QS位置10QF差動10QF過流10QF過負荷10QF電流一段10QF電流二段10QF裝置異常7QS位置5QF高頻5QF距離5QF零序5QF位置8QS位置5QF裝置異常8QSD位置JH口點號遙信內(nèi)容86遙信字111QF位置30QS位置11QF差動11QF過流11QF過負荷11QF電流一段11QF電流二段11QF裝置異常遙信字212QF位置17QS位置18

16、QS位置單相接地12QF電流一段12QF電流二段12QF電流三段12QF裝置異常87遙信字113QF位置19QS位置20QS位置單相接地13QF電流一段13QF電流二段13QF電流三段13QF裝置異常遙信字214QF位置21QS位置22QS位置單相接地14QF電流一段14QF電流二段14QF電流三段14QF裝置異常88遙信字115QF位置23QS位置24QS位置單相接地15QF電流一段15QF電流二段15QF電流三段15QF裝置異常遙信字216QF位置25QS位置26QS位置單相接地16QF電流一段16QF電流二段16QF電流三段16QF裝置異常89遙信字117QF位置27QS位置28QS位置

17、單相接地17QF電流一段17QF電流二段17QF電流三段17QF裝置異常遙信字2909118QF位置29QS位置30QS位置單相接地18QF電流一段18QF電流二段18QF電流三段18QF裝置異常遙信字119QF位置31QS位置32QS位置單相接地19QF電流一段19QF電流二段19QF電流三段19QF裝置異常遙信字220QF位置33QS位置34QS位置單相接地20QF電流一段20QF電流二段20QF電流三段20QF裝置異常遙信字121QF位置35QS位置36QS位置單相接地21QF電流一段21QF電流二段21QF電流三段21QF裝置異常遙信字222QF位置22QF過流22QF過負荷22QF電

18、流一段37QS電流二段38QS電流三段3TV異常4TV異常畢業(yè)設(shè)計基準變電站E狀態(tài)信息表4.6.2幀格式的設(shè)計及信息流量的估算、對于CDT規(guī)約，RTU按照更新周期循環(huán)不停地一幀一幀地向主站傳送信息，每一個周期，傳送一幀信息，這一幀信息包括了該廠站所有的遙測量和遙信量。幀結(jié)構(gòu)由同步字開頭，控制字和信息字組成，信息字的數(shù)量依實際需要設(shè)定，幀長度可以改變。幀結(jié)構(gòu)通常如下：冋步字EB90X30點控制字1點信息字12點信息字232點信息字3233點信息字3334點信息字34其中，第一點到第32點為遙測信息，共64路；第33點到第34點為運行信息，共32路。遙測信息字的格式如下所示：功能碼（OOH7FH）

19、0|bbbbbbbb76543210bbbbbbbb15141312111098bbbbbbbb76543210bbbbbbbb15141312111098校驗碼bb遙測1遙測2Bn字節(jié)Bn+1Bn+2Bn+3Bn+4Bn+5說明：、每個遙測信息字傳送兩路遙測量；、bb傳送一路模擬量，以二進制碼表示，b=0時為正數(shù)，b=11101111時為負數(shù)，以2的補碼表示負數(shù)；、b=1表示溢出，b=1表示數(shù)無效。1415、每個信息字由6個字節(jié)，共48位二進制位。遙信信息字的格式如下所示：調(diào)度中心主站計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)多采用多機分布式系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如下圖至樓財嘩口7U1RTUn徒岌圖2系統(tǒng)配

20、置圖分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要完成以下功能：4.7.1系統(tǒng)特點4.7.2效益分析4.7.3計算機系統(tǒng)配置原則4.7.4計算機選型原則4.7.5隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，進行科學管理所需信息增多，對于電力系統(tǒng)。主要有辦公數(shù)據(jù)和事故記錄數(shù)據(jù)及生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)這三類信息構(gòu)成；信圖3整個地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖息管理系統(tǒng)可采用拓撲結(jié)構(gòu)。在電力局內(nèi)部有一個文件服務(wù)器。系統(tǒng)為整個公司服務(wù)，內(nèi)部存儲各個科室的信息以及各種數(shù)據(jù)。調(diào)度數(shù)據(jù)則通過網(wǎng)橋機傳送到服務(wù)器中，網(wǎng)橋機同時還負責事故的分合報警。4.7.6計算機中央處理器平均負荷率在電網(wǎng)正常運行時任意30min內(nèi)宜小于40%,在電網(wǎng)事故情況下10s內(nèi)宜小于60%。4.7.7計算機應(yīng)配置與上級調(diào)度計算機進行數(shù)據(jù)通信的接口。4.7.8應(yīng)配置用于系統(tǒng)維護、程序開發(fā)的程序員終端和打印機各一臺根據(jù)遠動終端和信息傳輸方式對通道的技術(shù)要求,配置必要的通道接口,并提出對通道數(shù)量、質(zhì)量的要求。計算機系統(tǒng)硬件包括以下內(nèi)容：4.7.11電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)的開發(fā)平臺構(gòu)成有：調(diào)度中心機網(wǎng)橋機公司服務(wù)器計算機系統(tǒng)軟件包