數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(scada)系統(tǒng)

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1、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）系統(tǒng)1概述SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系統(tǒng)即數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，它是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，負(fù)責(zé)采集和處理電力系統(tǒng)運行中的各種實時和非實時數(shù)據(jù)，是電網(wǎng)調(diào)度中心各種應(yīng)用軟件主要的數(shù)據(jù)來源。SCADA系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、SCADA系統(tǒng)支撐平臺、前置子系統(tǒng)、后臺子系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)采集包括反映物理過程特征的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，數(shù)據(jù)發(fā)送、接收和數(shù)據(jù)處理；監(jiān)視控制不僅包括對物理過程的直接控制，還包括管理性控制，只下發(fā)調(diào)控指令，由廠站端或下級調(diào)度人工調(diào)控。通常數(shù)據(jù)采集裝

2、置和控制裝置安放在廠站端，與主站端監(jiān)控系統(tǒng)并不在一起，所以要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和直接控制功能需要雙向數(shù)據(jù)通信，一般認(rèn)為數(shù)據(jù)采集是信號上行的通信，而直接控制是信號下行的通信。一個SCADA系統(tǒng)通常由一個主站和多個子站（遠(yuǎn)方終端裝置RTU或變電站綜合自動化系統(tǒng)）組成。主站通常在調(diào)度控制中心（主站端），子站安裝在變電站或發(fā)電廠（廠站端），主站通過遠(yuǎn)動通道或廣域網(wǎng)實現(xiàn)與子站的通信，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制。國分為五級調(diào)度，主站除接收子站信息，還以數(shù)據(jù)通信方式接受從下級調(diào)度控制中心主站轉(zhuǎn)發(fā)來的信息，又向上級調(diào)度控制中心主站轉(zhuǎn)發(fā)本站的信息。廠站端是SCADA系統(tǒng)的實時

3、數(shù)據(jù)源，又是進(jìn)行控制的目的地。SCADA所采集的數(shù)據(jù)包括模擬量測量（又稱為“遙測”），狀態(tài)測點（又稱為“遙信”）和脈沖累加量（又稱為“遙脈”）。SCADA系統(tǒng)的主站分為前置子系統(tǒng)和后臺子系統(tǒng)，二者通過局域網(wǎng)相聯(lián)相互進(jìn)行通信。前置子系統(tǒng)主要完成與廠站端及其它調(diào)度控制中心的通信，并將獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺子系統(tǒng)。后臺子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。SCADA把這些最近掃描的已經(jīng)處理的反映被監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。畫面聯(lián)結(jié)數(shù)據(jù)庫，因而畫面就直觀地給出該系統(tǒng)狀態(tài)的正確景象。SCADA為每一個量測量賦予一個狀態(tài)和記錄數(shù)值的變化趨勢，當(dāng)設(shè)備處于不正常狀態(tài)或運行限值

4、已被超過時通知調(diào)度員。通過提供電力系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)及過去狀態(tài)，調(diào)度員可對電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。調(diào)度員能對電力系統(tǒng)設(shè)備和SCADA系統(tǒng)本身進(jìn)行控制，這使得調(diào)度員能使SCADA系統(tǒng)適合于當(dāng)前電網(wǎng)工況。調(diào)度員能夠用人工值去替換遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)，也可以發(fā)出命令給電力系統(tǒng)控制裝置。2實時數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)即當(dāng)前的運行數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠和變電站有大量設(shè)備，隨之有大量的運行數(shù)據(jù)供廠站自身監(jiān)控和電網(wǎng)監(jiān)控使用。SCADA主要采集的信息包括電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)和變壓器的運行狀態(tài)、發(fā)電出力和負(fù)荷變化情況、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和潮流分布情況、電網(wǎng)的動態(tài)變化和事故情況等。為了確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運行并且效

5、益最高，實時數(shù)據(jù)的采集必須快速、全面并且準(zhǔn)確。2.1遠(yuǎn)動技術(shù)基本概念遠(yuǎn)動技術(shù)是指對廠站設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制，是SCADA實時數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)動技術(shù)的主要功能是“四遙”，即遙測、遙信、遙控和遙調(diào)。遙測是物理量值的測量，遙信是狀態(tài)量的測量，遙控是對狀態(tài)的控制，遙調(diào)是對物理量值大小的調(diào)整。遠(yuǎn)動技術(shù)的實施需要兩套裝置，其一是位于被測控物體方的測控終端RTU（RemoteTerminalUnit），其二是位于測控中心的系統(tǒng)，對電網(wǎng)來講就是SCADA系統(tǒng)。由于技術(shù)的發(fā)展，許多RTU已不再是獨立的裝置而成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的組成部分，就像主站的SCADA功

6、能成為EMS的一部分功能一樣。2.2開關(guān)量和模擬量對電網(wǎng)來講要測量的量有兩大類，一類是狀態(tài)量，一類是模擬量。狀態(tài)量（Status）包括斷路器和隔離刀閘的開/合、發(fā)電機(jī)和變壓器的投/停等具有兩種狀態(tài)的量，還有如變壓器抽頭位置、設(shè)備檢修/冷備用/熱備用/運行，以及繼電保護(hù)動作等具有多種狀態(tài)的量，電網(wǎng)中狀態(tài)量是以某種相對應(yīng)的接點開/合來表示的，故稱之為開關(guān)量。模擬量（Analogue）不是物理上的術(shù)語而是測量上的術(shù)語，在不同的場合有不同的定義，例如：模擬量不是突變的而是連續(xù)變化的物理量；模擬量不是原物理量而是用傳感器和變送器線性地改變了值的大小甚至改變了

7、性質(zhì)后的物理量；模擬量是其值沒有數(shù)字化的物理量等等。2.3開關(guān)量的采集電網(wǎng)中許多設(shè)備帶有高電壓和大電流，難以直接采集其開/合、投/停以及檔位等狀態(tài)，必須通過設(shè)備上相關(guān)的輔助接點間接地采集。這些接點可能會抖動、拒動、誤動，在采集時要有判斷和處理措施。2.4模擬量采集的互感器、傳感器和變送器互感器是高電壓大電流測量時用于降壓、減流的變換元件。傳感器和變送器是非電氣量或低電壓小電流電氣量的測量裝置。2.5電氣模擬量的直流采樣所謂直流采樣是將交流信號整流成直流信號，經(jīng)過某些運算和處理，然后用直流電壓和電流輸出。這是因為早期的計算機(jī)和微機(jī)的處理速度慢，無法滿

8、足交流采樣速度和計算速度要求造成的。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動測控裝置都采用直流采樣，但現(xiàn)在變電站綜合自動化系統(tǒng)已改用交流采樣，因為交流采