山东省配网自动化培训讲稿(修改版)

配电自动化主站系统积成电子周文俊2005-9-14济南山东省配网自动化培训班周文俊积成电子电网自动化事业部[e-mail]******自我介绍******主要内容配网自动化的基本概念回顾配电自动化主站系统的一般概念配电自动化主站系统的配置方式配电自动化主站系统的构成配电自动化主站系统的功能配电自动化系统的发展－IEC61968介绍配网自动化的基本概念回顾配电自动化概述配电是电力系统发电、输电、供电和用电中直接面向电力用户的环节配电网一般是指110kV及110kV以下电压等级的电网配电系统由馈线、降压变压器、断路器、继电保护装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等构成馈线自动化AM/FM/GIS应用变电站自动化需求侧管理国内配网自动化通常不包括“变电站自动化”和“需求侧管理”广义配网自动化的范畴配电自动化系统的概念利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。摘自：DL/T814-2002《配电自动化系统功能规范》系统组成层次：配电主站配电区域主站配电子站配电远方终端（FTU、TTU等）通信网络配电主站配电子站配电子站FTUFTUFTURTUTTUTTU配电区域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配网自动化系统结构图配电自动化主站系统的一般概念配电自动化主站系统配电自动化系统的控制与管理中心配电自动化系统功能的集中体现在整个配电自动化系统结构的最高层一般由一组计算机和其它设备组成包含配电自动化的各种功能软件主站系统的两个方面实时的配电自动化系统配电SCADA监控馈线自动化（故障隔离与非故障区自动恢复）配电管理自动化系统AM/FM/GISDWM工作管理两者之间的关系既有联系又有区别对主站系统的要求标准化、开放性遵循国际标准和开放性要求，包括硬软件平台、通信协议、数据库以及应用程序标准可扩充性系统随规模和功能的扩展可进行线性无缝扩充实时性满足电力系统实时性要求可维护性可维护性良好，提高系统可利用率主站系统设计原则良好的性能/价格比和实用性，考虑使用的方便性和可维护性系统结构、软硬件配置上的开放性，可升级、扩充、方便维护软件模块化设计、硬件按功能的划分系统运行的高度可靠性，连续稳定的运行重要的硬件设备和软件模块冗余设计系统接口的开放性，先进性和标准性TCP/IP、标准接口规范、通用标准的数据库、WEB方式的运用硬件软件平台的选择既要保证可靠运行，又要考虑实际规模硬件设备、操作系统和软件功能根据实际需求考虑配电自动化主站系统的配置方式配电自动化主站中心系统配调中心应用一套主站系统主站系统涵盖完整的功能主站系统覆盖的完整监控范围所有终端设备接入主站所有的操作在主站进行所有的故障处理由主站进行根据接入数据的规模，适当配置子站主站系统、区域主站配合配调中心配置中心主站系统各供电部、区公司配置区域主站分区管理的大、中型城市常用中心主站全面监视、管理区域主站负责相应管辖范围的监视控制故障处理的模式主站主站、区域主站配合接入数据情况全接入主站（依据规模配置子站）分别接入各区域主站，汇总到主站主站系统、子站（小区主站）配合子站（小区主站）先行建设一定范围的自动化实施及故障处理主站、子站协同实现故障处理功能数据接入终端接入子站终端直接接入主站子站向主站汇总转发子站的不同模式通信子站数据的收集、汇总、转发命令操作的转发监控子站数据的收集、汇总、转发命令操作的转发当地的监视控制当地的故障处理调配一体化系统一体化设计实施调度自动化主站系统功能配电自动化主站系统功能接收所有的RTU、FTU数据两套系统之间无需接口应用模式县调：一套工作站，调配人员合一地调：一套系统，调度、配调工作站分设配电自动化主站系统的构成主站系统主要构成前置通信系统，实现实时数据传输与通信接口后台服务器，实现系统各类数据处理和管理数据库服务器实时数据处理服务器GIS服务器人机交互界面各种功能的具体体现各种实时、管理数据的展示各种图形画面的展示与各种操作平台硬件构成计算机及附属设备前置通信管理机后台数据处理服务器各种类型工作站打印输出设备磁盘阵列网络设备交换机、路由器网络布线硬件构成通信设备终端服务器通道切换装置调制解调器（模拟、光）光电隔离器电源系统UPS典型配置硬件构成的主要特点双机冗余热备系统高可靠性的要求前置机、服务器重要节点不间断运行磁盘阵列、RAID、镜像等技术的应用双网冗余热备双网络，双交换机每台主机双网卡单网卡、单交换机故障不影响系统运行前置通信系统前置机的概念前置通信串口的扩充前置机的双机切换终端服务器的应用前置系统概念的扩充前置机的概念主要功能数据收发规约解释数据预处理是一个逻辑概念可以由专门的前置机设备也可以由其它服务器兼用前置通信串口的扩充智能卡数据收发、规约解释处理串口扩充卡驱动程序、虚拟串口受计算机插槽约束，造价较低终端服务器虚拟串口方式配置灵活方便、造价较高前置机的双机切换目的：双机冗余热备，提高系统可靠性实际应用中的切换方式：单通道单MODEM单通道双MODEM双通道（双MODEM）单通道单MODEM方式主、备机同时接收通道上行数据同一时刻只有一台机器发送下行数据通过双机切换装置实现，主机工作前置机A前置机B双机切换装置调制解调器单通道双MODEM方式一主备机可能同时工作（针对不同通道）前置机A前置机B双机切换装置调制解调器调制解调器单通道双MODEM方式二主机工作（备机热备）前置机A前置机B双机切换装置调制解调器调制解调器双机切换装置双通道双MODEM方式一前置机互为热备、通道互为热备前置机A前置机B调制解调器调制解调器双机切换装置双通道双MODEM方式二无需双机切换装置前置机之间无互为备用关系前置机A前置机B调制解调器调制解调器终端服务器的应用代替串口扩充卡实现串口扩充不需要计算机插槽，串口扩展实现网络化前置机可以灵活布置、选型，不受限制独立的操作服务器，避免硬件冲突可能性网络方式的应用网络通信方式控制串口通信不受操作系统串口数量的限制前置系统概念的扩充主站、子站的通信转发、接收方式？主光MODEM位置在变电站变电站到调度中心的通道？串口远程化的实现思路：终端服务器的延伸网桥加E1（2M口）通信通道软件构成平台软件操作系统网络协议（TCP/IP）数据库管理系统其它支撑软件（编译软件、Office软件等）应用软件前置通信实时数据处理DA故障处理人机界面展示报表系统……..操作系统UNIXHPTru64、IBMAIX、SUNSolarisWindowsWindows2000、2003、XP混合操作系统平台后台处理UNIX界面展示Windows数据库管理系统大型商用关系型数据库为主流SQLServerOracleSybaseDB2应用软件系统结构网络分布式Client/Server模式分层分布式分层分布式软件系统结构示例应用层中间层平台配电系统图形监视控制故障分析带电分析故障恢复拓扑查询负荷管理设备管理维护抽图GIS绘图绘图填库数据库管理数据库数据处理服务器事项服务器通讯服务器混合平台软总线SBMix操作系统(Unix/Windows2000)，TCP\IP通讯协议配电自动化主站系统的功能SCADA功能DA(FA)功能AM/FM/GIS配电工作管理接口功能WEB信息发布主要功能配电SCADASCADASupervisoryControlAndDataAcquisition监视控制和数据采集遥测、遥信、遥控、遥调主要内容实时数据接收、传输实时数据处理人机画面显示与操作事项与事故管理报表管理与打印实时数据接收、传输通过前置机接收遥测、遥信、电度量、SOE等数据监视的实时数据包括：开关状态、保护信号、有功、无功、电压、电流、功率因数、电度量、电池电压等设备状态监控（通道、终端设备等）向终端设备发送控制命令、校时命令等一般应具备规约库，支持多种通信协议，接入终端设备灵活方便。系统还包括其它网络互联功能前置机图网络互联实时数据处理一般多为分层分布式体系结构通常采用内存实时数据库，快速高效面向电力调度应用的各种计算处理各种越限、统计、分析处理电度量数据的积分处理数据有效性、合理性检查操作合法性检查电网运行事项生成数据存储实时服务器图人机画面显示与操作图形的各种展示形式索引目录图、配电网络图、一次接线图表格图、棒图、曲线图混合图形、专题展示图电网运行状态动态着色系统的各种操作界面遥控操作人工置入遥测替代挂牌、摘牌索引目录配电网络图一次接线图表格图1表格图2棒图曲线图混合图形专题图－光纤路由图遥控与置入操作对F021开关进行遥控F021开关控分后的状态对F021开关状态进行人工置入F021开关被置成分后的状态先挂接地牌后挂检修牌接地牌检修牌事项与事故管理电网运行事项各种操作事项系统运行事项事故报警功能SOE事项处理事故追忆与重演实时事项显示查询历史事项查询事故重演报表管理与打印灵活定制各种报表模板根据运行数据自动生成各种报表定时打印和召唤打印报表描述数据库内容自动形成报表报表1报表2－带图形馈线自动化功能（FA）网络拓扑与带电分析运行状态、方式、供电路径与方向故障定位故障区域的自动隔离非故障区域的自动恢复供电主站与FTU配合模式故障处理原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#遥控（3）DL1#3#4#5#2#网络拓扑与带电分析根据各开断设备的状态自动进行拓扑分析确定主供电源点的带电状态根据连接关系，确定每个部件的供电路径自动分析出每个部件的供电范围合环产生报警分析结果动态着色、潮流流向显示拓扑带电分析作为故障处理的基础动态着色接地区段失电区段带电区段供电路径F022开关F022开关的供电路径供电范围F022开关F022开关的供电范围故障定位、隔离与非故障区恢复以FTU检测的故障信号为依据，确定故障区段根据故障定位的结果确定隔离方案自动计算非故障区段的恢复供电方案方案计算考虑备用电源点供电沿线的可用容量，以避免恢复过程导致其它线路的过负荷利用多个备用电源点计算恢复方案拆分非故障区段，使可恢复区域尽量扩大操作时一次完成隔离和恢复的全过程故障隔离方案可自动执行或经调度员确认后执行故障定位、隔离与非故障区恢复环网柜母线故障（隔离整个环网柜？）恢复方案的容量考虑设计容量、运载比在线电流计算全线失电情况下的转供电方案瞬时故障，故障区域的判断与提示FA1FA2FA3FA4FA5FA6FA7电压-时间型就地模式故障处理原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#（6）1#3#4#5#DL2#（7）1#3#4#5#DL2#（8）1#3#4#5#DL2#（9）1#3#4#5#DL2#（3）DL1#3#4#5#2#与就地方式馈线自动化的比较就地实现方式主站参与方式主要优点结构简单，建设费用低，不需要建设通信网络，不存在电源提取问题故障时隔离故障区域，正常时监控配网运行，可以优化运行方式，实现安全经济运行适