电力系统自动化总结归类.pdf

1、变电所综合自动化概念：变电所综合自动化是将变电所的二次设备（包括测量仪器，信号系统，继电保护，自动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术，现代电子技术，通信技术， 信号处理技术实现对全变电所的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和保护与上级调度通信的综合性自动化功能特点： 利用微机和大规模集成电路组成的自动化系统代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏利用微机保护代替常规保护能采集完整的运行信息和利用计算机的高速计算与逻辑判断能力实现监视、控制、运行报告等功能功能综合化、结构微机化、 监视屏幕化运行管理智能化基本功能：监视和控制、微机保护、电压和无功综合控制、低频减载、备用电源自动投入、通信结构： 集中式（集中采用变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，再分别完成微机监控，微机保护和一些自动控制等功能）分层分布式系统集中组屏（分层式：将变电站信息的采集和控制分为管理层，站控层和间隔层分布式：再结构上采用主从CPU 协同工作的方式，各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信多CPU 系统提供了处理并行多发事件的能力，解决了集中式结构中独立CPU 计算处理的瓶颈问题，方便系统发展） 集中组屏与分散安装相结合（将配电线路的保护盒测控单元分散安装在开关柜内，高线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构），其优点：简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积减少了设备安装工程量简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量的电缆可靠性高，组态灵活，检修方便，分散安装时减小了 TA 的负担。

2、数字化变电所的主要技术特点采用新型电流和电压互感器代替常规电流、电压互感器， 将大电流和高电压直接变换为数字信号或者低电平信号利用高速以太网构成变电站数据采集及状态和控制信号的传输系统数据和信息实现基于IEC61850 标准的统一建模采用智能断路器等一次设备，实现一次设备控制和监视的数字化配电网：通常把电力系统中二次降压变电所低压侧直接或降压后向用户供电的网络，称为配电网，包括馈线、降压变压器、断路器、各种开关等设备3、配电SCADA（配电网数据采集和监控、电力系统监控系统）特点：基本监控对象为变电站10kV 出线开关及以下配电网的环网开关、分段开关、开闭所、公用配电变压器和电力用户，数据量通常要比输电系统多一个数量级系统要求比输电SCADA 系统对数据实时性的要求更高系统对远动通信规约具有特殊的要求配电网为三相不平衡网络配电网直接面向用户，对可维护性的要求也更高集成了管理信息系统（MIS ）的许多功能，对系统互连性的要求更高，配电SCADA 系统必须具有更好的开放性必须和配电地理信息系统（AM/FM/GIS ）紧密集成基本组织模式：配电网的SCADA 系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监视和控制等功能。

分层的组织模式，体系结构图4、电力负荷控制必要性及其经济效应：对系统：a使日负荷曲线变平坦，使现有电力设备得到充分利用，推迟扩建资金投入；b 减少发电机组启停次数，延长设备使用寿命，降低能耗；c 使系统运行稳定，提高供电可靠性对用户：让峰用电，减少电费支出因此，建立一种市场机制下用户自愿参与的负荷控制系统，会形成双赢或多赢的局面电力负荷控制种类： 1）分散负荷控制2）远方集中负荷控制5、配电管理系统DMS的通信方案配电自动化系统采用的通信方式有配电线载波通信、线、调幅（AM ）调频（ FM）广播、甚高频通信、特高频通信、微波通信、卫星通信、光纤通信等多种形式主站与子站之间，使用单模光纤；子站与FTU 之间，使用多模光纤；TTU 与电量集抄系统的数据的转发，可以利用有线（屏蔽双绞线）方式，采用现场总线通信，也可采用配电载波通信6、馈线自动化定义： 馈线自动化是指在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、 电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在故障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电功能： 数据采集功能：采集所有馈线开关的电流、电压和开关位置信号。

数据处理功能：当配电网络中有馈线故障时，根据RTU 和 FTU 所采集的信息，自动、准确地诊断故障的区段、 性质，并对各类开关动作的顺序和次数进行统计登记，以图形或表格方式显示或打印有关信息， 供运行人员及时了解故障情况控制操作功能：在正常运行过程中，根据运行方式的需要， 带负荷遥控投切馈线开关或线路，遥控投切空载线路、空载变压器或线路电容器等； 当馈线上发生故障时，能自动隔离故障区段，自动恢复对非故障线路的供电报表功能：自动生成各种表格，表格形式和大小由用户任意生成，各类报表可以定时打印，也可以随时打印事故告警功能：遥测量越限、设备运行异常、保护和开关动作时发出声、光报警信号，并登记、打印和归档备查图形功能：用户可自行编辑、绘制各种图表，提供多窗口的画面显示，画面具有平移、滚动、缩放、漫游和自动整理等功能数据库管理功能：借助窗口，通过数据库管理软件，用户可以方便地对数据库进行创建、删除、修改、读写、检索和显示，但不能修改实时数据，特别是电量数据通过该软件，可以保证配电网在自动化系统内各工作站数据的一致性对时功能：为保证全网时钟的统一，配电网主机和RTU 与 FTU 的时钟应保持一致实现方式：馈线自动化方案可分为就地控制和远方控制两种类型。

就地控制： 依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障，不需要和控制中心通信即可完成故障隔离和恢复供电；远方控制：是由FTU 采集到故障前后的各种信息并传送至控制中心，由分析软件分析后确定故障区域和最佳供电恢复方案，最后以遥控方式隔离故障区域，恢复正常区域供电7、配电网自动化系统远方终端分类：馈线远方终端 （包括 FTU 和 DTU ，FTU 包括户外柱上FTU，环网柜 FTU 和开闭所FTU；DTU 就是开闭所FTU）配电变压器远方终端（TTU ）变电站内的远方终端（RTU）8、能量管理系统（EMS）与配电管理系统（DMS）的差异：配电网络多为辐射形或少环网，输电系统为多环网配电设备沿线分散配置，输电设备多集中在变电站配电系统远程终端数量大，每个远程终端采集量少，但总的采集量大，输电系统则相反配电系统中的许多野外设备需要人工进行操作，而输电设备多为远程操作配电系统的非预想接线变化要多于输电系统，配电系统设备扩展频繁，检修工作量大9、配电图资地理信息系统配电图资地理信息系统是自动绘图AM 、设备管理 FM 和地理信息系统GIS 的总称， 是配电系统各种自动化功能的公共基础。

地理信息系统GIS：地理信息系统是计算机软硬件技术支持下采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息，以多种形式输出数据与图形产品的计算机系统AM 自动绘图：通过扫描仪将地图图形输入计算机，包括制作、编辑、修改和管理图形；FM 设备管理：将各种电力设备和线路符号反映在计算机的地理背景图上，并通过检索可得到各设备的坐标位置以及全部有关技术档案，包括各种设备及其属性的管理10、电能自动抄表系统AMR的定义电能自动抄表系统是一种采用通讯和计算机网络技术，将安装在用户处的电能表所记录的用电量等数据通过遥测、传输汇总到营业部门，代替人工抄表及后续相关工作的自动化系统11、远程自动抄表系统的构成远程自动抄表系统主要包括四个部分：具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、 抄表交换机和中央信息处理机电能表： 具有自动抄表功能，能用于远程自动抄表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两大类 抄表集中器和抄表交换机：抄表集中器是将远程自动抄表系统中的电能表的数据进行一次集中的装置抄表交换机是远程抄表系统的二次集中设备电能计费中心的计算机网络：整个自动抄表系统的管理层设备12、电力系统调度的主要任务保证优良的供电质量、保证系统运行的经济性、保证较高的安全水平（选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式）、保证提供强有力的事故处理措施。

13、五级分层调度管理国调 国家调度控制中心，网调 大区电网调度控制中心，省调 省电网调度控制中心，地调 地市电网调度控制中心，县调县级电网调度控制中心14、调度基本原则：统一调度，分级管理，分层控制15、调度自动化系统功能：数据采集与监控功能：现场测量、状态信息及控制信号的双向交换协调功能：安全监控、调度管理、计划设备构成：由调度端、信道设备和厂所端构成核心为计算机系统16、SCADA|EMS系统的子系统划分支撑平台子系统、SCADA 子系统、 AGC/EDC 子系统、高级应用软件PAS 子系统、调度员仿真培训系统DTS 、调度管理信息子系统DMIS 17、远方终端RTU的任务远方终端（ RTU，又称远动终端）是电力调度自动化系统的基础设施，它们安装于各变电所或发电厂内，是电力调度自动化系统在基层的“耳目”和“手脚”数据采集：模拟量 (YC) 、开关量 (YX) 、数字量(YC) 、脉冲量(YC) 执行命令：完成遥控(YK) 、遥调 (YT) 等操作事件顺序记录（SOE） ：当某个开关量发生变位后，记录其编号、变位时刻、变位后的状态SOE 精确记录开关信号的动作时序，辅助调度员进行运行决策和事故分析。

站内SOE 分辨率小于5ms，站间小于10ms事故追忆（PDR） ：为了分析事故，要求在一些影响较大的开关发生事故跳闸时，将事故瞬间及事故发生前后一段时间的有关遥测量记录下来送往调度端通信功能：a 与远方调度端进行通信b 与本地监控系统进行通信 c 通过串口接入站内智能通信设备d 通过 MODEM 进行远程维护对时功能：采用全球定位系统时钟、采用软件对时当地功能：通过人机界面实现测量信息当地显示、参数查询、报文监视、运行方式设置、打印、越限告警、事件顺序记录等功能自诊断功能：程序出轨死机时自行恢复功能；自动监视主、 备通信信道及切换功能；个别插件损坏诊断报告等功能18、电力系统主要的通信模式（一）有线通信：音频电缆：RS-232 接口，调制 /解调；电力线载波：RS-232 接口，载波机，高频调制/解调；光纤：多种接口，光端机，光电转换二）无线通信：微波：终端站，中继站；以微波为传输媒介进行调制/解调卫星：租用卫星通道，利用同步卫星作为中继站 无线扩频： 传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽，扩频无线调制解调19、调度中心SCADA|EMS的前置机系统结构组成前置机系统担负着调度中心与厂站RTU 和各分局的数据通信及通信规约解释等任务，是SCADA/EMS系统的桥梁和基础（1）前置机：值班前置主机担负的任务：a与系统服务器及SCADA 工作站通信。

b 与各RTU 通信及通信规约处理c 控制切换装置的切换动作d 设置各终端服务器的参数备用前置机担负任务：a监听前置主机的工作情况，一旦前置主机发生故障，立即自动升格为主机，担负起主机的全部工作b 监听次要通道的信息，确定该通道的运行情况（2）终端服务器：每台终端服务器有16 个串行通信口，可与16 路厂站 RTU 通信（ 3）切换装置：完成对上行双通道信号及下行信号的选择切换（4）通道设备：与各种不同的通道信号适配20、调度中心SCADA|EMS系统主网络各节点功能系统服务器：负责保存所有历史数据、登录各类信息SCADA 工作站：双机热备用，主要运行SCADA 软件及 AGC/EDC 软件PAS 工作站：用于各项PAS 计算以实现各项PAS 功能调度员工作站： 承担对电网实时监控和操作的功能，实时显示各种图形和数据，并进行人机交互配电自动化工作站：完成配电自动化管理功能DTS 工作站：调度员仿真培训 调度管理工作站：负责与调度生产有关的计划和运行设备的管理电量管理工作站：实现电量的自动查询、记录、奖罚电量的计算等功能网络：网络是分布式计算机系统的关键部件，一般采用高速双网结构，保证信息能高速、可靠传输。

21、调度自动化主站系。