调度自动化系统基础知识

DTS 交换机
DTS服务器 打印机 报表工作站
观察室背投
DTS子系统
维护工作站 开发工作站
MMI交换机
用户接口子系统
WAMS工作站 GPS ×2
大屏幕控制器
工程师工作站 防火墙
核心 交换机
100/1000M 数据通信 服务器 数据采集 服务器
磁盘阵列
前置 交换机
系统数据管理服务器
EMS服务器
WAMS服务器 容灾 交换机
调度员培训系统（DTS）
利用电路理论来仿真、培训调度员
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2、调度自动化的概念
调度自动化系统是什么？
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调度自动化系统是什么？
收集 传输 监控
基于计算机、通信、控制技术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提供电力系统运行信 息(包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等)， 分
析决策工具和控制手段的数据处理系统。
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小结
调度自动化系统的概念
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调度自动化系统的作用
• 1. 对电网安全运行状态实现监控
• 2. 对电网运行实现经济调度 • 3. 对电网运行实现安全分析和事故处理
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（2）人机联系设备
分为通用和专用两种： 调度自动化主站系统中的人机联系设备就是为了实现人机对话而设立 的，是调度自动化中操作人员和计算机之间交换信息的输入和输出设备。
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（3）前置机 （4）计算机软件系统
（5）图形系统
（6）数据库系统
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主要内容
一
电力系统的分层控制
二
三 四
电力调度自动化系统的概念和作用
电力调度自动化系统的结构和功能
调度自动化专业术语
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一、电力系统的分层控制
1、电网的运行状态
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2、 电力系统的运行控制目标 电力系统运行控制的目标可以概括为八个字：
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电力系统调度的分层控制
分层控制的优点： （3）实现分层控制后，可以大大降低信息流量，因 而减少了对通信系统的投资。同时减轻了计算机的 负荷，投资也相应减少。 （4）分层控制的自动化系统结构灵活，可适应电力 系统的变更或扩大的需要。
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小结
1、电网运行状态
2、电力系统的运行控制目标 3、电力系统调度的分层控制
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二、电力调度自动化系统的概念和作用 1、调度自动化的发展过程
从数据采集的监视控制系统向能量管理系统的发展 20世纪30年代，国外发达国家已经建立了调度中心，用固 定模拟屏和电话凭经验进行调度，速度慢、时效性差； 40年代，开始将电网上各厂、站数据模拟显示到模拟屏上 ，增强了感知力； 60年代末和70年代初，将计算机技术与远动技术相结合， 出现了电网调度监视控制与数据采集系统——这是电网调度自 动化技术的第一次飞跃； EMS的出现，为20世纪70年代末开发的独立的调度员培 训仿真器集成到EMS中提供了条件； 调度自动化系统的构成从集中式到分布式的发展
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调度自动化系统
子 站 设 备 信息采集与 发送 信 息 传 输 信息接收 信 息 处 理 人 机 联 系
命令执行
命令下发
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能
量
管
理
系
统 (
模拟屏
E
M
S
) 配
置
结
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构 示 意 图
学员工作站
教员工作站
调度员工作站
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AVC的作用
保证电网安全稳定运行； 保证电压和电网关口功率因数合格； 优化网损，即尽可能减少线路无功传输、降低电 网因无功潮流不合理引起的有功损耗。
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主要功能
全网电压优化调节 全网无功优化控制 控制全网关口力率 全网控制自动协调 优化动作次数 安全运行措施 全网无功普查，根据分析及统计确定无功补偿点 维护方便，操作简单，全面的历史查询
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AGC基本功能
自动发电控制子系统（AGC）提供发电的监视、 调度和控制，通过控制管辖区域内的发电机组的 有功功率满足如下功能：维持电网频率在允许误 差范围之内，频率累积误差在限制值之内，超过 时自动或手动矫正；维持本区域对外区域的净交 换功率计划值，偿还由偏差引起的随机电量；在 满足电网安全约束、频率和净交换计划的情况下 ，按最优经济分配原则安排受控机组出力，使区 域运行最经济。
安全、优质、经济、环保
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3、电力系统调度的分层控制
国家调度
500kV变电所 220kV主干变电所
网 调
大型电厂
省 调
省属电厂
220kV变电所 110kV/35kV变电所
地 调
地区电厂
县 调
中小型变电所
县属电厂
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SCADA服务器
W E B 子 系 统
安全隔离
容灾子系统
加密认证
终端服务器主/备
路由器
128路数据采集装置
WEB服务器 数据 服务器 通信 服务器 WEB 服务器 MMI工作站

数据采集子系统
注: 非本工程
国电南瑞科技股份有限公司
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PAS基本功能
1）网络建模 2）网络拓扑（拓扑着色） 3）状态估计 4）调度员潮流 5）安全稳定分析 6）负荷预报
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AVC基本功能
AVC自动电压控制系统系统是利用电网实时运行 的数据，从整个电网的角度科学决策出最佳的无 功电压调整方案，实现无功电压的安全性（电压 稳定性）、经济性（网损）和电能质量（电压上 下界约束）等多目标协调，实现全网无功的分层 分区协调控制，以提升电网电压品质和整个系统 经济运行水平、提高无功电压管理水平。
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DTS基本功能
调度员培训模拟系统（简称 DTS ）是一套 数字仿真系统，它运用计算机技术，通过 建立实际电力系统的数学模型，再现各种 调度操作和故障后的系统工况 ,并将这些信 息送到电力系统控制中心的模型内，为调 度员提供一个逼真的培训环境，以达到既 不影响实际电力系统的运行而又使调度员 得到身临其境的实战演练的目的。
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三、电力调度自动化系统的结构和功能 1、子系统构成
调度自动化主站端系统
信息采集与 子 人 信 信 信息接收 发送 站 机 息 息 设 处 联 传 理 备 系 输 命令执行 命令下发 该系统由两部分组成，即发电厂和变电站内的监控系统，收集分散的面向对象的 RTU （ Remote Terminal Unit ）的信息，完成管辖范围内的控制，同时将经过处理 的信息发往调度中心，或接受控制命令并下发 RTU 执行。调度中心收集分散在各个 该子系统完成主站和子站设备之间的信息交换及各个调度中心之间的信息交换。信 该子系统是指设置在发电厂和变电站中的子站设备、遥控执行屏等。子站设备可 从电力系统收集到的信息，经过计算机加工处理后，通过各种显示装置反馈给运行 发电厂和变电站的实时信息，对这些信息进行分析和处理，结果显示给调度员或产 息传输子系统的一个重要的子系统，信号传输质量往往影响整个调度自动化系统的 以实现“四遥”功能，包括：采集并发送电力系统运行的实时参数及事故追忆报告； 人员。运行人员根据这些信息，作出各类决策后，再通过键盘、鼠标等操作手段， 生输出命令的对象进行控制。 质量。 采集并发送电力系统继电保护的动作信息、断路器的状态信息及事故顺序报告 对电力系统进行控制。 （SOE）；接受并执行调度员从主站发送的命令，完成对断路器的分闸或合闸操作； 接受并执行调度员或主站计算机发送的遥调命令，调整发电机功率。另外还有其他 功能，如系统统一对时、当地监控等。
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小结
1、调度自动化系统子系统构成 2、调度自动化主站系统子系统划分 3、SCADA基本功能及应用操作 4、PAS基本功能及应用操作 5、AVC基本功能 6、AGC基本功能 7、DTS基本功能及应用操作
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四、调度自动化专业术语 调度自动化系统 EMS SCADA ALARM SOE PRD AGC ACE AVC 负荷预测
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4、电力调度自动化系统的基本功能
调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理，才能最终 以各种方式服务于调度生产。在应用软件的支持下，调度员才能 监视到电网的运行状况，才能迅速有效地分析电网运行的安全与 经济水平，才能迅速完成事故情况下的判断、决策，才能对远方 厂、站实施有效的遥控和遥调。这正是SCADA系统的作用。调 度运行中已经使用的应用软件基本功能为： （1）数据采集与传输； （2）安全监视、控制与告警； （3）制表打印； （4）特殊运算； （5）事故追忆。
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一般的，DTS由三个子系统组成： SCADA/EMS仿真子系统
电网仿真子系统
教员和控制子系统
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DTS的培训方式： 自学：使用教员机 培训：使用教员机和学员机，背对背 反事故演习：使用教员机、学员机和通讯系统 联合反事故演习：使用教员机、学员机、通讯系统、远程终端
3、调度自动化主站系统的设备
（1）主站系统工作方式
双机系统：
双机系统有三种工作方式：主 — 备工作方式，主 — 副工作方式，完全平行工作方 式
分布式系统 目前，调度自动化系统调度端计算机系统采用基于冗余的开放式应用 环境，整个软硬件体系结构满足冗余性和模块化是当前电力系统对调 度自动化系统技术发展的客观要求。
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2、调度自动化主站SCADA/EMS系统的子系 统划分
支撑平台子系统
SCADA子系统
AGC/EDC子系统 高级应用软件PAS子系统
调度员培训仿真系统DTS子系统
调度管理信息子系统OMS
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调度自动化系统的发展
基本的监视功能（遥测、遥信）
使调度员具备了“千里眼”，知道现场的情况
加上遥控与遥调，构成完整的SCADA功能
不仅具备“千里眼”，还具备了“千里手”
PAS功能，上升到能量管理系统（EMS）
将电路理论的知识运用到电力调度中 从经验型调度过渡到分析型调度
课程名称： 调度自动化系统基础知识 ZYYW20120215 课程编码： 非电专业新员工 培训对象： 开发人： 徐 伟赵 斌 认证时间： 2012年8月
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• 一个系统通常有几种状态？ • 电力系统的特点及其生产控制应如何进行？
电力系统调度的分层控制
分层控制的优点： （1）信息可以分层控制，只需把一些必要的信息转 发给上一级调度部门，对出力和负荷的控制也同样 ，上一级调度只需向下一级调度发出出力和负荷的 总指标，有下一级进行控制。这样既减轻了上级调 度的负担，又加速了控制过程，同时减少了不必要 的信息流量。 （2）若局部的控制系统发生故障，一般不会严重影 响电力系统的其他控制部分，并且各分层间可以部 分地互为备用，从而提高了系统运行的可靠性。