7-EMS能量管理系统

第三节
主站系统的主要子系统
（三）事故数据记录 电力系统控制的主要目标是防止系统事故，而一旦出 现事故，当初的记录将是分析事故和预防事故的宝贵 资料。因此，事故数据的收集与记录是SACDA重要功 能 之 一 ， 它 分 为 顺 序 事 件 记 录 （ SOE，Sequence of Event recording）和事故追忆（PDR，Post Disturbance Review）两部分。
第三节
主站系统的主要子系统
五、高级应用软件简介
一般分为两类：基本SCADA软件和高级应用软件，后 者又包括自动发电控制、发电计划、网络分析、调度 员培训模拟等几类内容。
第三节
主站系统的主要子系统
（一）发电控制类软件 1．自动发电控制（Automatic Generation Control，简 称AGC） 自动发电控制对电网部分机组出力自动进行二次调整， 以满足控制目标要求。其基本功能为： （1）负荷频率控制（Load Frequency Control ）。 （2）经济调度控制（Economic Dispatching Control）。 （3）备用容量控制（Reserve Monitor）。 （4）AGC性能监视（AGC Performance Monitor）。 2．发电成本分析（Power Performance Monitor）。 3．交换计划评估（Transaction Evaluation）。 4．机组计划（Unit Scheduled）。
第一节
概述
电力系统是由不同类型的发电机组、众多变电站及电 力负荷、不同电压等级的电力网络及不同传输方式的 输电线路所组成的庞大而复杂的系统。电力系统调度 自动化是针对全网而言的。 电力体制改革的主要内容是，为在发电环节引入竞争 机制，首先要实现“厂网分开”，将国家电力公司管 理的电力资产按照发电和电网两类业务进行划分。 随着电力系统的发展和电力体制改革的深化，为保证 电网安全、优质和经济运行以及电力市场的有序运行， 电力调度中心可能同时运行有多个应用系统，例如能 量管理系统、电能量计量系统、调度生产管理系统、 配电管理系统和电力市场技术支持系统等；每个系统 中可能同时包括多个应用，例如EMS包括SCADA，
第一节
概述
AGC，网络分析和DTS等应用。主站侧各应用系统接 口的系列标准IEC61970定义了公共信息模型（CIM， 300系列），定义了组件接口规范框架（CISI，400系 列），定义了组件接口规范说明（C152，500系列）。 新一代SCADA/EMS系统采用了先进的开放分布式应用 环境的网络管理技术、面向对象数据库、通信中间件、 WEB技术、国际标准等，为电力企业的调度自动化、 配电自动化、电力市场运营系统等提供符合国际标准 （ CIM、CIS、UIB 等 ） 的 统 一 的 支 撑 平 台 ， 并 集 成 SCADA、AGC、NAS、DTS、WEB、TMR、DMS 等 应用于系统，在安全的前提下进行同类系统的集成。
第二节 调度自动化主站系统的体系结构
第一种方式如图7-4（a），前置机可以看成是主机的延 伸，优点是连接简单，但不论是主机或前置机，只要有 一个出问题，就要引起整个系统的切换，可靠性差。 第二种方式见图7-4（b），增加了前置机和另一台主机 的联系通道，这样任一台前置机或主机出了故障，只需 切换计算机本身，不必整个系统都切换，提高了可靠性， 但相应的硬件和监视软件也要复杂一些。
第三节
主站系统的主要子系统
对警报限值应设置死区和时间延迟，以避免频繁报警 和误报警。从图7-13可以看出，由于设置了合理的死 区，避免了量测量抖动过程的频繁报警。
第三节
主站系统的主要子系统
（3）量测值的趋势监视。属于这一类型的监视有：量 测值变化率监视；模拟盘或显示器上的记录器；根据 外推算法预测未来的变化。 （4）数据质量标志。通过硬件报告和监视结果对每个 量测数据标上质量特征标志或变颜色，并且集中到表 格画面单独输出。这一类的属性有：a、更新/未更新； b、采集/人工/计算；c、闭锁更新；d、闭锁事件处理； b / / c d e、正常/异常；f、越限；g、警报状态；h、警报响应。 （5）事件处理。不应该将全部事件都通知给调度员， 更不应该漏掉重要信息。事件产生后是按时间次序排 列的，可以按地区、重要程度和处理对象等原则分类。
第二节 调度自动化主站系统的体系结构
二、分布式的调度自动化主站系统结构
能将整个主站控制系统的任务分解成界面明确的较小 的部分，将分解后的各部分内容分别在各个不同的处 理器上执行。 采用标准的接口和介质，把整个系统按功能解裂分布 在网络的各个节点上，数据实现冗余分布，提高了系 统的整体性能，降低了对单机的性能要求，提高了系 统的安全性和可靠性。 在分布式体系结构中，SCADA/EMS/DTS的一体化成 为发展的趋势。SCADA、EMS和DTS系统实际面向的 是同一个物理对象——电力系统，它们本质上是对同 一个物理对象在不同方面的应用。
第二节 调度自动化主站系统的体系结构
按其功能可以分成如下四个子系统： （1） 信息采集与命令执行子系统。 （2） 信息传输子系统。 （3） 信息的收集、处理与控制子系统。 （4） 人机联系子系统。
第二节 调度自动化主站系统的体系结构
一.集中式的调度自动化主站系统结构
（一） 单机系统 此系统采用一台计算机作为主计算机构成系统。这种 方法把主计算机作为连接所有控制设备的结合点设备。 其主要问题是任何时间外部设备执行一个信息任务， 发送或请求存储或恢复主计算机的数据库都要中断计 算机CPU。系统响应比较慢。 如果任何一个关键性的系统元件损坏，都会导致整个 主站控制系统停下，因此通常运用于小系统。
第三节 主站系统的主要子系统
第三节
主站系统的主要子系统
四、SCADA系统
数据收集与监控(SCADA)是调度自动化系统最基本的 功能。SCADA系统从组成上主要包括：RTU、传输信 道和主站计算机三大部分。本节介绍内容将针对主站 侧展开。SCADA系统功能包括： （1）实时数据显示。 （2）越限报警。 （3）事件纪录。 （4）遥控。 （5）遥调。 （6）事故追忆。 （7）运行报表自动纪录。
第七章 EMS能量管理系统 EMS能量管理系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 概述 调度自动化主站系统的体系结构 主站系统的主要子系统 电力系统状态估计 电力系统静态安全分析 电力系统经济调度 电力系统发电控制 调度员培训模拟系统 EMS系统相关技术的最新进展
第三节 主站系统的主要子系统
第三节 主站系统的主要子系统
三、人机交互系统
人机交互系统的硬件组成主要包括控制台、调度模拟 屏、打印机和绘图仪等，控制台通常包括显示器、键 盘、轨迹球或鼠标等直接操作的部分。
第三节 主站系统的主要子系统
1．电力系统的监视功能 （1）能够在屏幕上以单线图的形式显示电力系统的运行 状态，能够动态地显示短路器和隔离开关的合、断位置， 母线的电压，线路的潮流，发电机和变压器的有功、无 功功率等。 （2）能够以表格的方式显示电力系统的运行参数以及定 时打印纪录。 （3）具备显示趋势曲线的功能。 （4）具备显示条形图的功能。 （5）具备在某些指定的图面上（如单线图）进行某些操 作的功能。
第二节 调度自动化主站系统的体系结构
第二节 调度自动化主站系统的体系结构
（二） 双机系统 通常由两台完全相同的主机及各自的存储器，输入输 出设备和公用的输入输出设备等构成。平时一台计算 机承担在线功能，另一台处于热备用状态。 另一种配置方案是两台计算机各承担一部分在线任务。 其中一台承担较重要的基本任务，称为“主计算机”， 另一台分担较次要的，但较复杂而且费时较长的在线 和离线计算任务，称为“副计算机”。 （三） 主机——前置机系统 前置机的作用是承担处理周期快而计算简单的实时任 务，有了前置机，可以腾出主计算机的负载而使主机 能做更多复杂的任务。
第三节
主站系统的主要子系统
（一）“四遥”信息的反映 （二）监视与事件处理 SCADA对数据监视发现状态变化和量测值越限时，则需 进行事件处理，分类报告给调度员。 （1）状态量监视：将最新的状态量和保存的状态量比较， 有变化时就产生一个事件。事件的产生一般延迟数秒，这 对减少误报警和躲过过渡状态（介于两种状态之间，如图 7-11的阴影区）是有用的。源自 第三节主站系统的主要子系统
2．控制系统的监视功能 （1）计算机系统的监视。 （2）RTU与通道运行状态的监视。 （3）操作系统运行状态的动态监视。 （4）RTU和通道的误码率的统计。 （5）操作台的监视，包括屏幕显示装置本身的监视。 3．系统维护的功能 人机联系系统中主要的系统维护功能之一就是在线生 成图面的功能。 必须具有在屏幕上修改和生成数据库的功能。 除此以外，利用屏幕显示还可以实现一些诊断功能。 4．执行和开发应用软件的功能。
第三节
主站系统的主要子系统
第三节
主站系统的主要子系统
（二） 前置机系统设计的原则 1. 冗余配置 2. 可靠性 采取冗余配置是保证前置机系统可靠工作的 主要措施。 3．可扩充性 3 4．可维护性
第三节
主站系统的主要子系统
二、数据库系统
（一）数据库系统的功能特点 数据库系统是实现有组织、动态地存储大量电网数据， 方便多用户访问的由计算机软硬件资源组成的系统。不 论是传统的SCADA系统所具有的数据采集和处理程序， 还是各种高级应用程序其功能的最终操作对象都是数据， 就此意义而言，数据库系统是调度自动化系统的核心。 分为实时数据库和历史数据库两种。实时数据库数据及 其处理具有严格的时限性，系统的正确性不仅依赖于事 务的逻辑结果，而且取决于逻辑结果是否在某一时域中 完成。调度自动化系统中实现数据库需重点解决的几个 技术难点在于：
第三节
主站系统的主要子系统
（二）发电计划类软件 1．负荷预测（Load Forecasting） 2．机组组合（Unit Commitment） 3．水电计划（Hydro Power Scheduled） 4．交换计划 (Transaction Scheduled) 5．火电计划 (Thermal Power Scheduled) （三）网络分析类软件 1．状态估计 (State Estimation) 2．调度员潮流 (Dispatcher Power Flow) 3．静态安全分析 (Security Analysis) 4．安全约束调度 (Security Constrain Dispatch) 5．最优潮流 (Optimal Power Flow) 6．无功优化 (Optimal Reactive Power)