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一种新型电网调度自动化监控系统

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2009/5/27 11:10:21   

 关键词:  电网调度 自动化

[摘 要]MTC-DD型新一代电网调度自动化监控系统是目前国内最先进的调度自动化系统之一,不但能满足电力调度的要求,还能应用于自来水及供水管道的监控、大型工业过程(石油、化工)的监控、电气化铁路及地铁供电系统的监控等,本文介绍了MTC-DD型电网调度及自动化监控系统的结构及特点,并就如何更好的运用作了初步探讨。

[关键词]新型 电网调度 自动化

一、系统结构及特点
  系统以Winows NT、Windows2000SERVER为操作系统平台,以ORACLE、SYBASE、MS SQL为数据库平台,所有的应用程序均采用VC++开发工具进行开发,以TCP/IP作为网络通信协议,采用CLIENT/SERVER软件结构,数据库服务器可运行Windows系统或Unix系统。
  监控系统可采用Windows操作系统、Windows和Unix的混合系统,可运行于各种PC机、工作站及服务器等不同档次的计算机上。
  该系统可通过路由器与其它系统集成,如MIS系统、上下级系统、负控系统、DCS系统等,可以用网络方式连接,或采用其它的连接方式。
  系统配置灵活,规模可小到单台计算机,或大到由数台服务器和工作站组成的计算机网络系统,系统的规模可以根据需要得到不断的扩展。
  可方便地与企业信息管理(MIS)系统、调度管理系统(DMIS)、上下级调度系统、地理信息系统集成。

二、应用软件具有较好的开放性和分布性
  应用软件采用TCP/IP网络通信协议和CLIENT/SERVER结构。应用程序和数据库系统可以在一台工作站或服务器上运行,也可以灵活分布在多个工作站和服务器上,系统中的各个子系统的功能模块可以灵活分布在网络中,以便网络中的资源得到充分有效的利用,同时对重要的应用做硬件系统备份。
  应用系统的关键进程会分布在不同的网络结点中,互为备份地工作,提高系统的可靠性。如数据采集进程会分布在2台或多台计算机上运行,当一台计算机上的数据采集进程工作异常时,另一台计算机上的数据采集进程就会自动承担起数据采集的任务。
  实时数据库分布在各结点计算机中,主数据库负责将数据存储到历史数据库中,其它结点的实时数据库仅负责接收、更新、维护本地的实时数据库数据,监控系统只要从本地计算机上访问实时数据,而且,只有当数据发生变化时,采集子系统才会向实时数据库发出数据更新消息,因此,减少了网络堵塞,提高了系统性能。
  ·数据库管理系统对数据库的访问采用标准的SQL语句和ODBC方式,不依赖于某一具体的商用数据库,所以可以选用SYBASE、ORACLE、MS SQL作为历史数据库管理系统,系统升级十分方便。
  ·计算机网络系统对计算机网络结构无依赖性,支持任何支持TCP/IP的网络,结构可以为总线形、星型、树形、环网,介质可以是组缆、细缆、光纤、双绞线等。支持10M、100M、吉网络,为了提高网络系统的可靠性,系统支持双网(2个LAN),同时支持网络负荷平衡。

三、硬件配置灵活
  MTC-DD系统支持PC机工作站及高档服务器,支持从单机到网络的任意配置,通过NEB服务器及SCADA系统,企业就能用Internet技术将有关数据提供给企业内部的计算机网络,有关部门通过浏览器查询,也可通过路由器远程访问,实现数据交换、数据共享。
以下是两种典型配置方案:

图1 单网配置图

图2 双网配置图

四、系统主要功能
1 数据采集
  数据来源: RTU,人工置入,通信运行参数,标准时钟数据及频率值,与上下级主站系统通信采到的数据;
  模拟量: 有功功率(P), 无功功率(Q), 视在功率(S), 电流(I), 电压(U),功率因数(COS¢),直流电流和直流电压等;
  数字量: 电网频率(f)、脉冲电度及水位等;
  状态量: 开关和刀闸位置、双位置开关量、保护预告信号、保护信号、事故总信号、变压器分接头位置、装置电源停电信号、通道故障信号,远动系统的自检信号、事件顺序记录SOE、机组运行状态信号、下行通道故障信息等;
  非电量: 水位、发电机及主变温度、油压、气压等。
2 数据处理
2.1 模拟量处理
  条件归零: 当某些条件成立时(如线路开断), 数据为零;
  零漂处理:规定数据的零值范围,当数据处于该范围内时,视为零;
  数字滤波: 规定数据的最大合法值及最小合法值,当数据超出范围时,视为不合格数据被滤掉;
  跳变滤波: 规定数据相邻两帧的最大跳变量,当数据跳变超量时,视为不合格数据滤掉;
  死区检查: 只有超出阀值范围的值才认为是发生了变化,进行阀值检查以避免不必要的扰动。死区阀值的整定可根据需要设定;
  越限告警: 对测量值进行取值比较,根据越限等级及类型进行处理。
2.2 状态量处理
  描述电网的运行状态: 确认遥信的类型(开关、刀闸、预告、事故等)。根据开关变化、保护动作及事故总信号来判断是正常变位还是事故变位、语音告警、音响告警、画面告警(厂站工况图、变色、闪烁提示)等。
  处理后的信息能以下述方法进一步处理:告警系统、历史数据库保存、事故打印及表格显示、事故追忆等;
  对遥信信息进行极性处理(“1”为合闸,“0”为分闸),并存入开关库,能处理双位遥信。
  开关动作次数统计: 统计变位次数并按事故变位和操作变位分类存入数据库,对应检修的的开关能自动提示。
2.3 电度量处理
  周期采集脉冲值,计算电度量(总电度、周期内电度);
  能处理电量采集器采集的脉冲电表和智能电表的数据;
  自动判别数据的有效性、合理性;
  设定峰、谷、平时段,分时计算统计各时段电量;
  电缆计算功能: 对各时段电量按不同费率进行电费计算。
3 数据统计计算
  总加计算: 用户由定义总加公式进行总加计算,如总有功、总无功、总电度等;
  限值计算: 计算模拟量越限时间、合格率;
  电压合格率计算: 母线电压合格率计算;
  平衡计算: 分线、分区、分压进行线损统计计算;
  统计计算: 最大、最小、平均值、负荷的最大、最小出现时间等;
  自定义计算: 用户自定义计算公式,包括逻辑和条件、计算对象、周期、触发条件等。
4 电网控制
  对断路器, 隔离开关,电容(电抗)器投切,备用变压器投切,有载调压变压器分接头位置升降,主变风扇起停,厂用电及直流电源投切,继电保护及自动装置远方投切,继电保护定值整定,高频自发信起动,保护闭锁,保护动作信号复归,系统对时,水轮发电机组开停机,有功功率调节(调速器变速机构升降使水轮机导水叶开关),无功功率调节(调发电机励磁装置)的控制。
5 事故处理
  报警指系统中某一特定事件出现时,SCADA系统应能立即给出相应的指示并对其进行记录(存入数据库并打印输出)分为: 特定事件、报警方式、报警类型、报警记录、事故响应、事故追忆(PDR)、事故顺序记录。
6 事故重演
  选择事故画面;
  选择事故触发条件;
  设定重演的速度;
  设定重演的起始时间;
  随时暂停正在进行的事故重演,并可继续进行或重新开始其他事故重演;
  选择事故分析对象按时间段打印。
7 其它功能
  数据库系统功能;
  图形、曲线、报表系统功能;
  Internet WEB系统功能;
  系统安全管理功能。

五、系统特点
  以Windows NT/2000 SERVER为平台,支持普通微机及高档工作站,支持不同的数据库(SYBASE、SRACLE、SQL SERVER),支持数据库服务器运行UNIX系统;
  支持双网、双服务器、双通道切换,采用冗余磁盘阵列技术确保系统和数据的可靠性;
  支持多种通信方式,可采用专线、电话线、光纤及载波,支持广域网通信;
  支持多种通信(CDT、Poling、u4f、1801、DNP3.0及设备供应商自定义的协议等);
  结构开放: 可方便地与MIS、调度管理系统(DMIS)、上下级调度系统集成;
  功能分布: 应用系统的功能在整个网络中可灵活配置;
  良好的用户界面: 数据库、图形界面使用方便,系统维护、生成各种报表、曲线、棒图、饼图十分灵活,支持EXCEL报表;
  系统可靠性管理: 包括进程可靠性、网络可靠性、通道可靠性、计算机可靠性,使整个系统的运行可靠性得到提高;
  具有SOE处理及事故追忆功能;
  系统校时功能;
  远程维护功能;
  事故告警功能: 当发生网络故障、计算机故障、数据采集通道故障、工业过程现场事故是,系统自动给出告警信息(以图形闪烁、语音提示的方式),并将告警信息记录到数据库,同时可给出打印记录。

六、应用探讨
  通过对以上系统的介绍,我们认为该系统具有良好的开放性及兼容性,主要体现在: 硬件平台、操作系统、数据库管理系统上可提供多种选择,系统规模配置灵活,易于扩展、升级、维护,可通过多种方式与其它系统集成,对外提供标准的数据访问接口等等,考虑到我国电力、水电系统千差万别,现场情况、技术要求、经济实力,差别很大,因此,MTC-DD系统这些特点在实际应用中就有非常现实的意义,用户可据自身实际情况组合相应配置,力求性能价格比最优,笔者以上拙见但愿能抛砖引玉。仅供实现新建或改造电网(含局域网)时参考。

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