【正文】 作開關(guān)、按鈕、自動(dòng)控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)、信號(hào)設(shè)備、控制電纜以及提供這些設(shè)備能源的一些供電裝置 (如蓄電池、硅整流器等 )。 待定 4. 調(diào)度 系統(tǒng) 電力系統(tǒng)調(diào)度是由許多發(fā)電廠提供電能，通過輸電、變電、配電、供電網(wǎng)絡(luò) 向廣大用戶供電，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。其產(chǎn)、供、銷過程在一瞬間同時(shí)完成和平衡。因此，其調(diào)度任 務(wù)有別于一般的工業(yè)生產(chǎn)調(diào)度。電力系統(tǒng)調(diào)度要隨時(shí)保持發(fā)電與負(fù)荷的平衡，要求調(diào)度管轄范圍內(nèi)的每一個(gè)部門嚴(yán)格按質(zhì)按量完成調(diào)度任務(wù)。 D5000 國家電網(wǎng)為適應(yīng)特高壓電網(wǎng)運(yùn)行的客觀需要，落實(shí)國家電網(wǎng)公司“四化”的 工作要求，全面提升調(diào)度機(jī)構(gòu)駕馭大電網(wǎng)的能力，國調(diào)中心在公司系統(tǒng)內(nèi)組織 開展廣域全景分布式一體化電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的研制工作。作為整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)， D5000 是整個(gè)系統(tǒng)研制的核心和重點(diǎn)，其開發(fā)由國調(diào)中心統(tǒng)一組 織，各網(wǎng)省調(diào)參加，中國電科院和國網(wǎng)電科院共同承擔(dān)。 D5000 平臺(tái)采用先進(jìn)的軟件開發(fā)技 術(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)、開放、可靠、安全和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，直接承載著實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警 (新 EMS)、調(diào)度計(jì)劃 (OPS)、安全校核 (SCS)和調(diào)度管理 (OMS)四大應(yīng)用平臺(tái)，對提高電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行水平、加快調(diào)度機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和提高調(diào)度業(yè)務(wù)精益化的管理具有重要而深遠(yuǎn)的意義。 總體結(jié)構(gòu)圖 平臺(tái)通過自主開發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電力中間件、調(diào)度計(jì)劃應(yīng)用和調(diào)度管理類應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、在線穩(wěn)定性分析、調(diào)度業(yè)務(wù)管理等功能。 其 子系統(tǒng)包括： ? 能量管理系統(tǒng) （ EMS）； ? 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定預(yù)警系統(tǒng) ； ? 廣域相量測量系統(tǒng) ； ? 電力計(jì) 劃管理系統(tǒng) ； ? 調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng) （ DTS）； ? 水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng) ； ? 繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng) ； ? 調(diào)度生產(chǎn)管理信息系統(tǒng) ； ? 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ； ? 雷電監(jiān)測系統(tǒng) ； ? 電網(wǎng)穩(wěn)定自動(dòng)控制裝置 ； ? 微機(jī)繼電保護(hù)裝置 ； ? 電網(wǎng)仿真計(jì)算系統(tǒng) ； ? 變電站自動(dòng)化系統(tǒng) ； ? 發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等 。 本系統(tǒng)是電力行業(yè)在核心業(yè)務(wù)中使用國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫 （ KingbaseES） 的項(xiàng)目。 EMS 能量管理 系統(tǒng) （ Energy Management System） 。 能量管理系統(tǒng)是提供給電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心的，對電力系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，進(jìn)行優(yōu) 化分析和控制，以及進(jìn)行安全分析和控制的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的總稱，是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 包括為上層電力應(yīng)用提供服務(wù)的支撐軟硬件平臺(tái)和為發(fā)輸電設(shè)備安全監(jiān)視和控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供支持的高級(jí)電力應(yīng)用軟件。 狹義 ：發(fā)電控制和發(fā)電計(jì)劃 ； EMS 一般 ： 數(shù)據(jù) 收集、能量管理、網(wǎng)絡(luò)分析 ； 廣義 ：還包括調(diào)度員培訓(xùn) 。 EMS 是 主網(wǎng) 上的管理系統(tǒng)。 EMS 的 功能組成 ? 數(shù)據(jù) 采集與監(jiān)控（ SCADA） ； ? 自動(dòng) 發(fā)電控制（ AGC） 和經(jīng)濟(jì) 調(diào)度 （ EDC） ； ? 高級(jí) 應(yīng)用軟件（ PAS） 網(wǎng)絡(luò)接線分析、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、 網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)、在線潮流、無功優(yōu)化、故障分析、 負(fù)荷預(yù)報(bào)等 。 ? 安全 分析 ； ? 調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng) （ DTS）； SCADA SCADA 是 Supervisory ControI And Data AcquiSition System （數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視 控制系統(tǒng)）的縮寫， SCADA 系統(tǒng)是對分布距離遠(yuǎn)，生產(chǎn)單位分散的生產(chǎn)系統(tǒng)的一種 數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制系統(tǒng)。 它在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中占重要地位，可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，即我們所知的“四遙”功能。 SCADA 硬件 系統(tǒng) SCADA 的 硬件組成主要包括：現(xiàn)場遠(yuǎn)方量測終端（ RTU） 、 傳輸 信 道和主站計(jì) 算機(jī)三大部分。 遠(yuǎn)方 量測終端 （ RTU） 也 叫做遠(yuǎn)動(dòng)裝置。 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠、變電站的一種具有四遙遠(yuǎn)動(dòng)功能的自 動(dòng)化設(shè)備。 采用微處理器和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，連續(xù)對各母線電壓、主變壓器各側(cè)電流、 各線路電 流進(jìn)行采樣，同時(shí)采集變電站內(nèi)相應(yīng)開關(guān)和刀閘狀態(tài)、變壓器擋位、保護(hù)信號(hào)、電度量脈沖信號(hào)和數(shù)字量信號(hào)以及控制命令的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、電度量和 BCD 碼等的采樣接收并向上級(jí)傳送，同時(shí)接受上級(jí)的指令完成遙控、遙調(diào)輸出的功能。 可簡單歸納 為 ： （ 1） 收集 現(xiàn)場（ 發(fā)電廠 和變電站） 的 量測量（ 遙測 ） 和 狀態(tài)量（ 遙信 ） 等數(shù)據(jù)， 接收 主站（ 調(diào)度 中心） 命令 ，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制； （ 2） 采集 數(shù)據(jù)的簡單處理 ， 如：量測量死區(qū)比較、狀態(tài)量變位比較、數(shù)字濾波、越限報(bào)告等。 （ 3） 與 主站通信 ： 進(jìn)行 通信規(guī)約處理，將數(shù)據(jù)傳送給主站，接收主站下達(dá)的 數(shù)據(jù) 。 數(shù)據(jù) 傳送 分為 兩種 方式： ? 應(yīng)主站要求的直接報(bào)告方式 ； ? 二是在量測量變化（ 超過 死區(qū)） 或 狀態(tài)量變位時(shí)的例外報(bào)告方式。 當(dāng)前 數(shù)據(jù) 收集 按兩種 形式 進(jìn)行： ? 循環(huán)式 ，即現(xiàn)場發(fā)送端循環(huán)不斷地將數(shù)據(jù)送給主站的接收端，需獨(dú)占信道； ? 應(yīng)答式 ：由主站一次查詢遠(yuǎn)動(dòng)終端（ RTU） 有無 信息發(fā)送，幾臺(tái) RTU 可共用信道。 傳輸 信 道 傳輸 信道是指信號(hào)傳送時(shí)所經(jīng)過的通道。 包括無線數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)場總線傳輸， TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸，光纖傳輸以及衛(wèi)星通 信。 主站 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)放在監(jiān)控中心，對系統(tǒng)傳送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并且發(fā)出命令 控制系統(tǒng)。 數(shù) 據(jù)收集 狀態(tài)量 斷路器 狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、報(bào)警和其他信號(hào)等均用狀態(tài)量來表示。 量測值 設(shè)備電壓值 、有功功率、無功功率、溫度和變壓器 抽頭 位置等均用量測值表 示。 量測值 反映的是量測對象的瞬間狀態(tài)。 電量值 電量值由脈沖計(jì)數(shù)方式得到。脈沖計(jì)數(shù)正常包括兩項(xiàng)登錄內(nèi)容：一個(gè)連續(xù)計(jì) 數(shù)器和一個(gè)時(shí)間間隔記錄。到指定的時(shí)間周期（時(shí)刻）要凍結(jié)其值，過后再繼續(xù)計(jì)數(shù)或清零后計(jì)數(shù)。全系統(tǒng)凍結(jié)時(shí)間的一致性有助于功率平衡。 為了控制交換功率符合計(jì)劃或協(xié)議，交換功率點(diǎn)的電量值采用幾分鐘的時(shí)間間隔。 監(jiān)視 與事件處理 對收集到的 電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)要自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。狀態(tài)量要監(jiān)視其變化，并正確記 錄其時(shí)間序列。量測值和計(jì)算值應(yīng)保持在允許范圍內(nèi)，對變化速度超出限值者應(yīng)加以記錄。 數(shù)據(jù)監(jiān)視到狀態(tài)變化和量測值越限，則需進(jìn)行事件處理，分類報(bào)告給調(diào)度員。 狀態(tài)量 監(jiān)視 將最新的狀態(tài)量與保存的狀態(tài)量比較，有變化時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)事件。也可以與 預(yù)先設(shè)置的正常狀態(tài)比較，可產(chǎn)生一個(gè)正?；蚍钦５脑O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。 量測值 的限值監(jiān)視 每一量測值均有其合理限值，由此可以檢查數(shù)據(jù)的可信程度和告警。 ? 物理限值：超過此值肯定是數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，電力系統(tǒng)不可能出現(xiàn)這樣的值 ； ? 警報(bào)限值 ：越此限要向調(diào)度員發(fā)出警報(bào) ； ? 警告限值：越此限說明運(yùn)行已接近警報(bào)狀態(tài)，發(fā)出警告提醒調(diào)度員注意 。 量測值小到某一程度可判為零，主要用于 事件處理 。 量測值 的趨勢監(jiān)視 屬于這一類型的監(jiān)視有： ? 量測值變化率監(jiān)視； ? 模擬盤或顯示器上的記錄值； ? 根據(jù)外推算法預(yù)報(bào)未來的變化，例如：負(fù)荷預(yù)報(bào)和水庫水位預(yù)報(bào)。 趨勢監(jiān)視可提早檢測出可疑的變化，并應(yīng)考慮能自動(dòng)初始化。 數(shù)據(jù) 質(zhì)量標(biāo)志 通過硬件報(bào)告和監(jiān)視結(jié)果對每個(gè)量測數(shù)據(jù)標(biāo)上質(zhì)量特征。對異常者可以在畫面上加標(biāo)志或變顏色，并且集中到 表格畫面單獨(dú)輸出。 這一類的屬性有： ? 更新 /未更新，采集 /人工 /計(jì)算； ? 閉鎖更新； ? 閉鎖事件處理； ? 正常 /異常狀態(tài)； ? 越限，物理 /警報(bào) /警告 /零值區(qū)； ? 警報(bào)狀態(tài)； ? 警報(bào)響應(yīng)。 事件 處理 電力系統(tǒng)的運(yùn)行變化和操作在 SCADA 中連續(xù)不斷地產(chǎn)生大量的事件，既不應(yīng) 該將全部事件都通知給調(diào)度員，那將分散他們的注意力，更不應(yīng)漏掉重要信息，那將帶來損失。 事件產(chǎn)生后是按時(shí)間次序排列的，事件處理過程實(shí)際上是分類過程，可以按地區(qū)、重要程度和處理對象等原則分類。 下面舉一些事件處理： ? 未響應(yīng)和持續(xù)的警報(bào)，它們以閃光、反背 景和彩色變化出現(xiàn)在單線圖和事件表格畫面上。未響應(yīng)警報(bào)標(biāo)志保持到調(diào)度員響應(yīng)為止，持續(xù)警報(bào)保持到警報(bào)狀態(tài)消失或被人工切除為止。 ? 將線路潮流、母線電壓、斷路器、變壓器和繼電保護(hù)等警報(bào)按區(qū)集中到一起。 ? 按事件的原因歸納到一起，如：自發(fā)事件、斷路器跳閘還是重合、是手動(dòng)還是控制命令等。 ? 對所有事件賦以處理的優(yōu)先級(jí)，而優(yōu)先級(jí)是與設(shè)備類型及事件原因聯(lián)系在一起的。 事件處理特別是警報(bào)處理是非常復(fù)雜的問題，許多設(shè)計(jì)者借助專家系統(tǒng)來實(shí) 現(xiàn)。 控制 功能 這是直接作用于電力系統(tǒng)運(yùn)行的功能，控制功能可以分為 4 類：單個(gè)設(shè)備控 制、向調(diào)節(jié) 設(shè)備發(fā)調(diào)節(jié)信息、順序控制計(jì)劃和自動(dòng)控制計(jì)劃。 單個(gè)設(shè)備控制是直接控制電力系統(tǒng)的基本命令，對斷路器和隔離刀閘出發(fā)出的是合 /開命令，對機(jī)組發(fā)出的是啟 /停命令等。 給調(diào)節(jié)設(shè)備發(fā)出控制信息是較高級(jí)的控制功能，發(fā)出的是升 /降或設(shè)置到某一工作點(diǎn)的信息。這些功能執(zhí)行的方式是過渡型的，需對遠(yuǎn)方的設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)不斷進(jìn)行監(jiān)視，看是否越限，防止發(fā)出錯(cuò)誤控制命令。 通常較復(fù)雜的控制需要執(zhí)行一系列相關(guān)的命令，順序控制計(jì)劃可自動(dòng)執(zhí)行規(guī)定好的一串命令，包括適當(dāng)?shù)陌踩ｒ?yàn)和時(shí)間延遲。例如：某些照明和電熱設(shè)備的啟動(dòng)，變電設(shè)備的恢復(fù)和切 換等均可做順序控制計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)操作。 上面的開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)控制和調(diào)節(jié)設(shè)備的調(diào)節(jié)控制一般是人工發(fā)出的，而順序控制可以由事件啟動(dòng)或定時(shí)啟動(dòng)。還有一種自動(dòng)啟動(dòng)的閉環(huán)控制方式，例如：自動(dòng)發(fā)電控制（ AGC），它自動(dòng)響應(yīng)電力系統(tǒng)頻率偏差和交換功率偏差調(diào)整機(jī)組出力，它量測量是機(jī)組出力、頻率和交換功率，自動(dòng)確定各機(jī)組的控制量，送到各機(jī)組的調(diào)節(jié)設(shè)備上。 故障 數(shù)據(jù)收集與記錄 電力系統(tǒng)控制的主要目標(biāo)是防止系統(tǒng)事故，而一旦出現(xiàn)事故，當(dāng)時(shí)的記錄將 是分析事故和預(yù)防事故的寶貴資料。因此，故障數(shù)據(jù)的收集與記錄是 SCADA 重要功能之一， 它分為順序事件記錄（ SOE）和事故追憶（ PDR）兩部分。 順序事件記錄（ SOE） 開關(guān)和繼電保護(hù)等狀態(tài)量出現(xiàn)變化時(shí)通常要按時(shí)間（內(nèi)部時(shí)鐘）準(zhǔn)確加以記 錄，其時(shí)間分辨率應(yīng)達(dá)到毫秒級(jí)，這對分析故障是很重要的。而要做到較高的時(shí)間分辨率，電力系統(tǒng)各地遠(yuǎn)方終端（ RTU）的時(shí)間必須達(dá)到良好的同步。 SOE 正常狀態(tài)下以較長的周期較低的優(yōu)先級(jí)做為 SCADA 正常掃描的一部分，一旦出現(xiàn)狀態(tài)量變化，立即提高其優(yōu)先級(jí)順序記錄事件信息，用于事后追查和分析事故。 SOE 通常采用事件表的形式滾動(dòng)存放，它應(yīng)能存放一次最復(fù)雜事故過程 中的全部信息。 SOE 應(yīng)能以系統(tǒng)和廠站的形式顯示和打印出來。 事故追憶（ PDR） 事故追憶（ PDR）功能用于記錄電力系統(tǒng)事故前后的量測數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)。 PDR 存放引起記錄的事件及相關(guān)的數(shù)據(jù)，為以后方便時(shí)用畫面研究事故成為可能。 事故追憶（ PDR）循環(huán)采集規(guī)定的數(shù)據(jù)集合或全部量測值，循環(huán)周期由數(shù)秒到數(shù)分，也有的設(shè)計(jì)在當(dāng)?shù)赜涗涍_(dá)到毫秒級(jí)。 一旦出現(xiàn)規(guī)定的事件，連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)就送到專門的存儲(chǔ)區(qū) PDR 區(qū)。狀態(tài)量的變化和量測值越限均可引起 PDR 動(dòng)作（數(shù)據(jù)凍結(jié)），當(dāng)有地方 PDR 功能時(shí)，它記錄到的數(shù)據(jù)也要送到調(diào)度中心 計(jì)算機(jī)中使用。 事故追憶（ PDR）區(qū)最好能保存幾次事故，典型的記錄長度是事故前 10 分鐘，事故后 5 分鐘。地方事故追憶（ PDR）周期更長。 事故追憶 (PDR)數(shù)據(jù)可以倒到磁帶上，如果狀態(tài)標(biāo)志記錄齊全的話，以后可以在單線圖上“實(shí)時(shí)”再現(xiàn)一次事故過程。 報(bào)告 和計(jì)算 能量管理系統(tǒng) （ EMS） 高級(jí)應(yīng)用軟件針對不同的目的要進(jìn)行大量的計(jì)算，例 如：狀態(tài)估計(jì)、潮流、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和負(fù)荷預(yù)報(bào)等。而數(shù)據(jù)收集計(jì)算功能比較簡單，例如：表報(bào)計(jì)算、電量計(jì)算、備用計(jì)算、交換功率計(jì)算和結(jié)線分析等。 AGC 自動(dòng) 發(fā)電控制。 電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電 控制（ AGC）原先稱為“電力系統(tǒng)頻率與有功功率的自動(dòng)控制” 。 是指 發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，跟蹤電力調(diào)度交易機(jī)構(gòu)下發(fā)的指令，按照一定調(diào)節(jié)速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求的服務(wù)。 利用調(diào)度監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通道、遠(yuǎn)方終端、執(zhí)行（分配）裝置、發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化裝置等組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，監(jiān)測、調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率，以控制發(fā)電機(jī)出力。它是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的主要內(nèi)容之一。 AGC 功能 在 互聯(lián)電力系統(tǒng)中， 各 區(qū)域承擔(dān)各自的負(fù)荷，與外區(qū)域按合同買賣電力。各區(qū)域 調(diào)度中心要維 持電力系統(tǒng)頻率，維持區(qū)域間凈交換功率計(jì)劃值，并希望區(qū)域運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)。自動(dòng) 發(fā)電 控制 （