ems第二章数据采集与监控系统SCADA第3节.docx

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ems第二章数据采集与监控系统SCADA第3节

任课教师:

王守相

天津大学电气与自动化工程学院

2013年

电力系统调度自动化及EMS

电力系统调度自动化及EMS第二章数据采集与监控系统（SCADA第一节SCADA概述

第二节交流数据采集与处理

第三节远动终端RTU

电力系统调度自动化及EMS第三节远动终端RTU

一、概述

三、远动终端硬件与软件配置

二、远动终端的功能

四、遥测信息采集

五、遥信信息采集

六、遥控及命令执行过程

七、遥调及命令执行过程

电力系统调度自动化及EMS一、概述

远动终端（RemoteTerminalUnit是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置,简称RTU。

作用:

采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量,监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量,执行调度中心发住所在发电厂或变电站的控制和调节命令。

简言之,采集电网运行数据和执行调度命令。

电力系统调度自动化及EMS二、远动终端的功能

（一远方功能:

RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能。

（二当地功能:

RTU通过自身或连接的显示、记录设备,实现对电网的监视和控制的功能。

电力系统调度自动化及EMS（一远方功能

1、遥测（Tele-measurement

2、遥信（Tele-indication、Tele-signalization

3、遥控（Tele-command

4、遥调（Tele-adjusting

电力系统调度自动化及EMS（一远方功能

1、遥测（Tele-measurement

遥测即远程测量,它是将采集到的被监控发电厂或变电

站的主要参数按规约传送给调度中心。

电力系统调度自动化及EMS（一远方功能

2、遥信（Tele-indication、Tele-signalization

遥信即远程信号。

它是将采集到的被监控发电厂或变电

站的设备状态信号,按规约传送给调度中心。

电力系统调度自动化及EMS（一远方功能

3、遥控（Tele-command

即远程命令。

它是从调度中心发出改变运行设备状况的

命令。

这种命令包括操作发电厂或变电站各级电压回路的断路

器、投切补偿电容器和电抗器、发电机组的开停等等。

因此,这种命令只取有限个离散值,通常只取两种状态

命令,如断路器的“合”或“分”命令。

电力系统调度自动化及EMS（一远方功能

4、遥调（Tele-adjusting

即远程调节。

它是从调度中心发出命令实现远方调整发

电厂或变电站的运行参数。

这种命令包括改变变压器分接头的位置,以调节电力系

统运行电压;改变机组有功和无功成组调节器的整定值,以增减机组的输出功率;对自动装置整定值的设定等。

电力系统调度自动化及EMS（一远方功能

5、其它

如事件顺序记录SOE、电力系统统一时钟对时、信息转

发等

电力系统调度自动化及EMS（二当地功能

1、屏幕显示

2、报表打印

3、面板操作

4、自检与自调

电力系统调度自动化及EMS四、遥测信息采集

（一遥测量分类

（三电能量信息的采集

（二模拟量越阈值传送

电力系统调度自动化及EMS

四、遥测信息采集

（一遥测量分类

包括模拟量、脉冲量和数字量。

模拟量脉冲量数字量

发电厂或变电站内的发电机组、调相机组、变压器、输电线、配电线等通过的有功功率和无功功率;大容量发电机的功角;传输线路中重要支路的电流;重要母线上的电压等;

变压器油温等非电参量。

总发电量和厂用电量、联络线交换电能量等电度量脉冲信号等（用于累计电度。

模拟量中已由另外的

设备转换成数字量的

被测量,如:

经微机变送器处理的

输入量;

水力发电厂的水库水

位等。

电力系统调度自动化及EMS（二模拟量越阈值传送

原因:

由于厂站端的一些参数（例如母线电压等,平时变化不大,远动装置在收集后要传送到调度中心去,如果它变化不太大.甚至无变化,也向调度中心传送是不必要的,反而增加了装置处理数据的负担。

目的:

为了提高装置效率和信道利用率,在处理这类模拟量时,采用“阈值”方法。

方法原则:

只有变化量超过这个“阈值”时才传送.小于或等于“阈值”就不传送,这个“阈值”称为“死区”。

电力系统调度自动化及EMS（三电能量信息的采集

在电网调度自动化系统中,电能量信息主要来自两个方面;一是脉冲电能表,另一个是电能变送器。

功率的时间积分就是电能,对与功率成正比的脉冲频率进行时间积分,相当于对脉冲数累计。

因此,累计的脉冲个数与电能量成正比,电能量信息的采集电路就是对脉冲电能或电能变送器输出脉冲的计数电路。

两种采集电能量方式:

（1检测电能脉冲跳变采集电能量。

（2扫描电能脉冲电平采集电能量。

电力系统调度自动化及EMS四、遥信信息采集

（一遥信信息来源

遥信信息用来传递断路器、隔离开关的位置状态;传送继电保护和自动装置的动作状态,以及系统、发电机组、远动设备等的运行状态信号,如厂站端事故总信号,发电机组开、停状态信号以及远动终端自身的工作状态等。

这些位置状态、动作状态和运行状态都只取两种状态值。

如开关位置只取“合”或分”,设备状态只取“运行”或“停止”。

因此,可用一位二进制数即码字中的一个码元就可以传送一个遥信对象的状态。

按国际电工委员会IEC标准,以“0”表示断开状态,以“1”表示闭合状态。

电力系统调度自动化及EMS四、遥信信息采集

（三遥信输入的形式

1、定时扫查方式

CPU始终参与在扫描及判别的过程中,数据可靠性高,但CPU的负担相应过重。

这种方式通常使用于有专用CPU负责遥信输入的子系统中。

电力系统调度自动化及EMS四、遥信信息采集

（三遥信输入的形式

2中断方式

每当键盘/显示器接口芯片检测到遥信变位,才向CPU发中断请求。

CPU响应中断,有的放矢地从键盘/显示器接口芯片读入新的遥信状态。

但键盘/显示器接口芯片工作在传感器矩阵方式时,易受干扰引起误遥信。

电力系统调度自动化及EMS四、遥信信息采集

（三遥信输入的形式

3中断触发扫查方式

每当键盘/显示器接口芯片检测到遥信变位,向CPU发中断请求。

CPU响应中断,采用扫查方式读取遥信状态。

在此,键盘/显示器接口芯片起到监视遥信变位以及向CPU报告变位的作用。

电力系统调度自动化及EMS六、遥控及命令执行过程

（一遥控命令

（二遥控过程

电力系统调度自动化及EMS六、遥控及命令执行过程

（一遥控命令

是从调度中心发出命令改变运行设备状况如控制发电厂或变电站的断路器的合闸或分闸操作、投切补偿电容器和电抗器、控制发电机组的开停等等。

采用“返送校核”的方法。

要求:

高可靠性。

电力系统调度自动化及EMS

“返送校

核”所谓“返送校核”是指厂站端RTU接收到调度中心的命令后,为了保证接收到的命令能正确地执行,对命令进行校核.并返送给调度中心的过程。

（1遥控选择命令包括两个部分;一个是选择的对

象.用对象码指定对哪一个对象进行操作;另一个是遥控操作的性质,用操作性质码指示是合闸还是分闸。

（2遥控执行命令指示RTU按接收到的选择命令、执行

指定的开关操作。

（3遥控撤消命令指示RTU撤消已下达的选择命令。

在遥控过程中,调度中心发往厂站端RTU的命令有三种,即遥控选择命令、遥控执行命令和遥控撤消命令。

电力系统调度自动化及EMS

厂站RTU向调度中心返送的校核信息,用以指明RTU所收到命令与主站原发的命令是否相符以及RTU能否执行遥控选择命令的操作。

①校核遥控选择命令的正确性,即检查性质码是否正确,检查遥控对象号是否属于本厂站;

②检查RTU遥控输出对象继电器和性质继电器是否能正确动作。

厂站端校核包括两个方面:

电力系统调度自动化及EMS七、遥调及命令执行过程

遥调就是远距离调节。

在电网调度自动化系统中,遥调命令主要用于调度中心调节发电厂发电机组输出功率,实现AGC功能。

在发电厂中,主要机组都装有自动调节装置,改变调节装置的整定值,就能改变机组输出功率。

所以,遥调命令将下达调节系统整定值信息。

遥调命令与遥控命令相类似,其下行命令应说明整定值的大小,以及调节对象,以便厂站RTU对指定装置下达调节命令值。

电力系统调度自动化及EMS遥调命令的可靠性要求一般没有遥控那样高,故通常不采用返送校核的方式传送遥调命令。

RTU接到调度中心下达的遥调命令后,就可将命令整定值经D/A变换成模拟量信号（模拟遥调输出或直接将数字量信号（数字遥调输出输出到对象选择号指定的调节装置执行。

电力系统调度自动化及EMS小结要求掌握：

1“四遥”包括哪些内容?

RTU在四遥中的作用是什么?

2如何解决交流遥测量平时变化不大而可能造成遥测量过多的负担?

3遥信输入有几种形式?

各有什么特点?

4遥控过程怎样进行?

在哪几种情况下将撤消遥控?