电力系统应用方案

电力系统应用方案

随着我国电力系统的城网和农网大规模改造以及大型工矿企业的升级, 变电站对自动化程度的要求越来越高，要求能够综合监控整个电网的运行状况，监控一次设备的状态，实现四遥（遥测、遥信、遥调、遥控），甚至五遥，以及历史记录、报表、事故分析等等。变电站微机综合自动化系统应用越来越广泛。使用WebAccess网际组态软件，将通过电力网络采集到的每个站的信息，以数据/文本/图形/动画/实时画面等方式程显于操作员面前。再通过网络系统将所采集的信息以与现场相同的各种方式发布于局域网或互联网中，让管理层的领导在足不出户的情况下，可以随时查询、了解现场各站的详细情况。

变电站的主要一次设备包括：主变压器，站用变压器，进线开关柜，出线开关柜，补偿电容器，直流电源系统和消防系统等。变电站微机综合自动化系统的主要任务是对上述设备进行保护和远程监控。主要内容是：

1. 保护：从电网中迅速切除故障设备和线路。

2. 遥测：模拟量，测量各设备的电压，电流，功率，有功和无功电度等参数。

3. 遥信：开关量输入，各断路器和刀闸位置，设备状态，保护动作信息等。

4. 遥控：开关量输出，断路器的闭合和断开等。

5. 遥调：变压器分接头调整，系统功率因数调整等。

6. 站监控和管理：包括：CRT显示，异常和事故报警，历史数据记录，报表打印，顺序故障记录（SOE），故障录波等。

7. 与调度中心计算机的通讯。

方案

根据电力调度自动化系统的技术要求，采用开放和分布式系统，这种系统分下位系统和上位系统两部分。下位系统完成保护、测量、控制任务，上位系统完成监控、管理任务。系统的关键设备（主机、数据采集系统、调度员工作站、网络等）都可以采用冗余配置，以互为热备用工作方式，保证系统运行的高可靠性和安全检查性，系统软件具

有良好的开放性，数据库提供工具构成完善的交互环境，支持多种工具的交互访问。系统人机界面友好，简明。在系统中，考虑到系统维护工具，并提供远程诊断工具，用户从网上就可以获得系统维护的有力支持，从而保证系统的可维护性。系统具有良好的可扩展性，为系统以后的扩展奠定坚实的基础。

硬件构成

在本方案中，采用了2台前置（采集）处理机，2台系统（数据）服务器组成双机热备的SCADA系统；2台调度员工作站；1台微机组成EMS能量管理工作站；1微机组成DTS调度员工作站；1台工程师维护站；1台激光打印机。SCADA可实现与厂站RTU的实时通信。设置网关服务器与公司的管理网联网并实现远程诊断。本方案采用冗余以太网结构，前置（采集）处理机、系统服务器、调度员工作站、工程师站、EMS 工作站、DTS工作站都工作在冗余网络中。当一路网络出现故障时，通信可以通过另一条网络完成。

使用WebAccess作为SCADA监控系统，两台高性能前置处理机作为现场采集/现场监控/远程网络监控的系统监控计算机，完全可以替代系统主机工作站。

SCADA的构成及功能

SCADA软件部分采用WebAccess网际组态软件，作为现场采集/现场监控/远程网络监控等部分的系统软件。安装于2台前置处理机中，采用互为热备的技术以求报系统的稳定。并将通过电力网络采集到的每个站的信息，以数据/文本/图形/动画/实时画面等方式呈现在操作员面前。再通过网络系统将所采集的信息以与现场相同的各种方式发布于局域网或互连网中，让管理层的领导在足不出户的情况下，可以随时查询、了解现场各站的详细情况。

WebAccess网际组态软件以全新的网络核心架构系统，开拓出电力网络的全新自动化系统，已成为电力、电网调度系统的首选自动化管理软件。

1. SCADA系统软件架构

WebAccess由SCADA node、PROJECT node、CLIENT三个部分组成。其中SCA DA node负责下位控制系统的数据采集和控制，以双机热备的形式安装于两台前置机中。PROJECT node主要负责管理CLIENT与SCADA的初始连接和数据库同步备份功能，在本方案中可以与SCADA node一同安装于两台前置机中。CLIENT部分是客户端，可以实现通过基于TCP/IP的任意形式的网络的远程监控。在本方案中可安装于2台调度员工作站及任何需要远程监控的网络节点。

2. 系统通讯功能

WebAccess网际组态软件支持串行全双工多规程通道，每个通道可分别设置通讯速率接收RTU数据信息。

WebAccess支持Modibus、OPC等多种国际工业自动化的标准规约。

WebAccess采用目前最新的C/S网络架构（Client/Server）进行开发设计。在两台前置机中安装的是Server部分，只要将Client部分安装于2台调度员工作站。上级调度系统便可以接收和发送实时信息数据，并且可以实现远程遥控指令，达到远程监视、控制的目的。

WebAccess通过总线技术直接采集设备通道数据，并且可以实现远动设备通道监视功能。可报警和统计打印通道停运时间及误码情况，可在线关闭和打开指定通道等功能。

WebAccess提供DDE、OPC、ODBC、DLL等多种与第三方管理软件的通讯端口，可以与上级调度网联网，将现成采集到的实时数据发送到管理网络中，通过标准TCP/I P协议的任何网络形式与管理调度网联网。上级管理调度网只要提供以上提到的任何一种标准接口，WebAccess都可以实现与上级管理调度网的无缝连接。

为确保系统万无一失的稳定性，在本方案中WebAccess采用双机热备互为冗余的技术，正常情况下由主机负责整个系统的监控过程，并将数据同步备份于从机中，当主机发生故障不能正常工作时，从机将自动切换接管主机的全部工作，同时远程网络客户端也将自动切换到从机采集数据。

3. 显示功能

WebAccess采用图形/文本/动画/曲线/报表等多种方式生动显示现场采集到的数据。显示的画面数量不受任何限制，画面采用目前最适合网络传输的矢量图象，可确保画面的缩放不失真，随窗口大小自适应调整，占用系统资源更小，传输速度最快等特点。

WebAccess提供一个标准的绘图工具，与AUTOCAD极为相似，通过此绘图工具可实现事件图、结构图、曲线图、棒图、饼图、混合图、表格等显示方式，每幅图形均支持256色，可在不同区域以不同方式显示，并且图形颜色可根据现场实时数据的变化而进行自动变化，更生动的显示现场变化情况。

WebAccess的中间变量及函数运算等二次运算工具、配合人工处理可将采集到的实时数据进行二次运算，得到更有价值的数据。如电网运行参数（P、Q、I、V、电量、开关、刀闸位置信号、变压器分接头位置信号等）。

WebAccess的数据越限报警非常全面，可以以具体数字及百分比等多种方式设置，当有越限报警产生时，可以以动画、弹出窗口、声音，电子邮件等方式提示现场及远程的调度人员。