电力系统自动化数据采集系统

2.4
调度自动化SCADA系统
不同的电网调度中心，因其所处的地域不同， 所调度电网的范围和规模不同，功能也有差异， 但数据采集与监控（SCADA)是各级电网调度自 动化都应具备的基本功能，其功能可以分为以下 几部分：
2.4.1
SCADA基本功能
数据采集与传输
数据采集与传输功能是由位于电网调度控制 中心的主站计算机系统和位于远方电厂、变电站 的RTU及相关的信息传输通道共同完成的。 事故追忆功能 此项功能是调度员能够在电网发生事故后， 及时了解事故前后发生的电网事件序列。它能它 使调度员在一个特定的事件（扰动）发生后，可 以重新显示扰动前后系统的运行情况和状态，以 进行必要的分析。
2.4.2
SCADA设计实例
1. 系统硬件结构配置
2. 系统的软件结构
分为三层:数据层、程序层和通信管理系统层。
（1）数据层主要包括实时数据库、历史数据库 以及它们的存储历程。 （2）上层应用程序主要实现电力系统的各项功 能并提供良好的人机接口和管理工具，方便用户 使用。 （3）通信管理系统用于网络的管理和通信任务 的管理，它对上层应用程序屏蔽具体网络细节， 保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。
（2）多路切换开关（MUX）
作用：在一个特定的时间内，只允许一路模拟信 号输入到A/D转换器，从而实现分时转换的目的。
结构图：
适用场合：转换速度不高。
目的：简化电路，节省成本。
（3）采样保持器（S/H）
作用：当输入信号变化时，要求输出信号跟随输
入信号的变化进行间隔采样，并且在两次
采样之间保持上一次采样结束时的状态。
电力调度自动化系统中，除了处理大量的模 拟量信号外，还要处理一些数字量信息。这些数 字量信息包括开关量、脉冲量、数字式仪表输出 的二进制数码等。
1、数字量输入通道 对于数字式仪表输出的二进制数码，由于提供 的测量结果已是数字量，不必进行模数转换，可直 接进入计算机。 由脉冲电能表发出的脉冲量经光电隔离采用集 电极开路形式输出，外加电源提取信号就可以了。
历史数据存储
实时数据库中的任何数据都可以被保存到系 统的历史数据库中。 报表功能 一般SCADA系统都具有较强的报表功能， 能方便的提取历史数据库的数据。 特殊运算功能 特殊运算功能就是对某些直接采集到的数据 进行某种数学运算，得到一些不能直接采集到和 由于某种原因没有采集到的数据，以弥补测量系 统的不足，满足电网调度的需要。比如联络线潮 流总加、全网发电总功率，这类数据是SCADA 利用特殊运算功能得到的。
2-1 电力调度自动化的基本组成及各部分的
功能是什么？ 2-2 什么是标度变换？为什么要进行标度变 换？ 2-3 什么是直流采样？直流采样的特点有哪 些？ 2-4 什么是交流采样？交流采样的方式有哪 些？ 2-5 简述电力调度自动化的功能。
2.3 电力系统自动化数据采集系统
2.3.1模拟量采集系统
1.模拟量采集电路
电力系统要采集的模拟量有电压U、电流I、 频率f、功率P、温度T 等。
模拟量采集电路
（1）传感器
作用：把温度、压力、转速等非电量或电压、电
流、功率等电量转化为电压或电流的弱电
信号。
输入信号：被测参数 输出信号：与输入量成正比的电压或电流信号。
其采集电路如下。
脉冲量采集电路
而开关量信号在物理属性上，不能与智能监控 单元的输入端兼容，必须经过一定的电路转换环节， 转换成计算机可以接收的二进制数字信号。
开关量输入电路
工作原理：辅助触点K闭合，数字量输出端为高 电平“1”；辅助触点K断开，输出端 输 出低电平 “0” ，将开关量转换成数
字量，完成了开关量到数字量转换。
2、数字量输出通道 计算机输出百度文库数字逻辑信号，不能直接去控制 断路器、继电器和自动装置，需要将信号进一步隔 离、放大，来驱动这些自动装置。其原理图如下:
只要通过软件使并行口PB0输出“0”，PB1输 出“1”，则与非门输出低电平，光敏三极管导通， 继电器的触点K闭合。
2.3.3数据采集与控制系统框图
结构图：
采样定理：
（4）模/数转换器（A/D） 作用：将模拟量转换成计算机可以接收的数字量， 是影响数据采集精度和速度的主要因素之一。 结构图：
2.模拟量输出电路 模拟量输出电路的作用，就是把计算机输出的 数字量由数/模（D/A）转换成模拟量输出，去调节 电力系统装置。
模拟量输出电路
2.3.2数字量输入输出通道