电力系统自动化---第五章-电力系统调度自动化课件.ppt

1 电力系统自动化电力系统自动化本章内容本章内容5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述5.2 5.2 5.2 5.2 远方终端远方终端远方终端远方终端RTURTURTURTU5.3 5.3 5.3 5.3 数据通信的通信规约数据通信的通信规约数据通信的通信规约数据通信的通信规约5.4 5.4 5.4 5.4 调度中心的计算机系统调度中心的计算机系统调度中心的计算机系统调度中心的计算机系统5.5 5.5 5.5 5.5 自动发电控制自动发电控制自动发电控制自动发电控制5.6 EMS5.6 EMS5.6 EMS5.6 EMS的网络分析功能的网络分析功能的网络分析功能的网络分析功能2 电力系统自动化电力系统自动化第一节第一节 概述概述3 电力系统自动化电力系统自动化本节内容本节内容一、电力系统调度的主要任务一、电力系统调度的主要任务一、电力系统调度的主要任务一、电力系统调度的主要任务二、电力系统的分区、分级调度二、电力系统的分区、分级调度二、电力系统的分区、分级调度二、电力系统的分区、分级调度三、调度自动化系统的功能概述三、调度自动化系统的功能概述三、调度自动化系统的功能概述三、调度自动化系统的功能概述四、调度自动化系统的发展历程四、调度自动化系统的发展历程四、调度自动化系统的发展历程四、调度自动化系统的发展历程五、五、五、五、SCADA/EMSSCADA/EMSSCADA/EMSSCADA/EMS系统的子系统划分系统的子系统划分系统的子系统划分系统的子系统划分六、调度自动化系统的设备构成六、调度自动化系统的设备构成六、调度自动化系统的设备构成六、调度自动化系统的设备构成4 电力系统自动化电力系统自动化保证优良的供电质量保证优良的供电质量保证系统运行的经济性保证系统运行的经济性 保保证证较较高高的的安安全全水水平平选选用用具具有有足足够够的的承承受受事事故故冲击能力的运行方式冲击能力的运行方式 保证提供强有力的事故处理措施保证提供强有力的事故处理措施 一、电力系统调度的主要任务一、电力系统调度的主要任务一、电力系统调度的主要任务一、电力系统调度的主要任务5 电力系统自动化电力系统自动化.保证优良的供电质量保证优良的供电质量保证优良的供电质量保证优良的供电质量（1）电能质量要求）电能质量要求U=UN,f=fN（2）措施）措施PPG G=P=PloadloadQQG G=Q=Qloadload一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）6 电力系统自动化电力系统自动化2.保证系统运行的经济性保证系统运行的经济性（2）在确定的网络结构下，系统运行经济性取决于调）在确定的网络结构下，系统运行经济性取决于调度方案度方案 大机组比小机组效率高大机组比小机组效率高 新机组比旧机组效率高新机组比旧机组效率高 高压输电比低压输电经济高压输电比低压输电经济（1）规划是系统运行经济性的前提）规划是系统运行经济性的前提 电厂选址、输电线路的长度与电压等级电厂选址、输电线路的长度与电压等级电厂选址、输电线路的长度与电压等级电厂选址、输电线路的长度与电压等级一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）7 电力系统自动化电力系统自动化3.保证供电安全，承受事故冲击保证供电安全，承受事故冲击（1）事故原因）事故原因外因：外因：雷雨、风暴、雪、鸟兽雷雨、风暴、雪、鸟兽内因：设备内部隐患、人员操作水平欠佳内因：设备内部隐患、人员操作水平欠佳（2）预想事故分析：对运行的系统，预想若干）预想事故分析：对运行的系统，预想若干事故进行分析、计算，选择适当运行方式。事故进行分析、计算，选择适当运行方式。一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）8 电力系统自动化电力系统自动化4.保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施保证强有力的事故处理措施恢复运行恢复运行一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）一、电力系统调度的主要任务（续）9 电力系统自动化电力系统自动化国家调度机构国家调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构跨省、自治区、直辖市调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省、自治区、直辖市级调度机构省辖市级调度机构省辖市级调度机构县级调度机构县级调度机构二、电力系统的分区、分级调度二、电力系统的分区、分级调度二、电力系统的分区、分级调度二、电力系统的分区、分级调度10 电力系统自动化电力系统自动化：中中心心调调度度；：省省级级调调度度中中心心；：地地区区调调度度所所或或供供电电局局二、电力系统的分区、分级调度（续）二、电力系统的分区、分级调度（续）二、电力系统的分区、分级调度（续）二、电力系统的分区、分级调度（续）11 电力系统自动化电力系统自动化国家调度中心网局调度中心地区调度中心省级调度中心县级调度中心直属电厂地方电厂省属电厂直属变电站地方变电所变电所省属变电站12 电力系统自动化电力系统自动化监控功能：监控功能：现场测量、状态信息及控制信号的双向交换现场测量、状态信息及控制信号的双向交换协调功能：协调功能：安全监控、调度管理、计划安全监控、调度管理、计划三、调度自动化系统的功能三、调度自动化系统的功能三、调度自动化系统的功能三、调度自动化系统的功能 能量管理系统能量管理系统（EMS）（Energy Management System）电力系统监控系统电力系统监控系统（SCADA）（Supervisory Control and Data Acquisition）13 电力系统自动化电力系统自动化图图5-3 EMS功能组合示意图功能组合示意图EMS（调度中心）（调度中心）三、调度自动化系统的功能（续）三、调度自动化系统的功能（续）三、调度自动化系统的功能（续）三、调度自动化系统的功能（续）14 电力系统自动化电力系统自动化三、调度自动化系统的功能（续）三、调度自动化系统的功能（续）三、调度自动化系统的功能（续）三、调度自动化系统的功能（续）n电力系统监视和控制电力系统监视和控制n电力系统状态估计电力系统状态估计n电力系统安全分析和安全控制电力系统安全分析和安全控制n电力系统稳定控制电力系统稳定控制n电力系统潮流优化电力系统潮流优化n电力系统实时负荷预测电力系统实时负荷预测n电力系统频率和有功功率自动控制电力系统频率和有功功率自动控制n电力系统电压和无功功率自动控制电力系统电压和无功功率自动控制n电力系统经济调度控制电力系统经济调度控制n电力系统负荷管理电力系统负荷管理15 电力系统自动化电力系统自动化1电网调度自动化的初级阶段电网调度自动化的初级阶段布线逻辑式远动技术的采用：布线逻辑式远动技术的采用：四遥：四遥：遥测、遥信、遥控、遥调遥测、遥信、遥控、遥调2电网调度自动化的第二阶段电网调度自动化的第二阶段电子计算机在电力系统调度工作中的应用：电子计算机在电力系统调度工作中的应用：SCADA EMS 3电网调度自动化系统的快速发展阶段电网调度自动化系统的快速发展阶段计算机技术、通信技术、网络技术的发展：计算机技术、通信技术、网络技术的发展：集中式集中式分布式分布式开放式（开放式（SCADAEMS快速发展）快速发展）四、调度自动化系统的发展历程四、调度自动化系统的发展历程四、调度自动化系统的发展历程四、调度自动化系统的发展历程16 电力系统自动化电力系统自动化1.支撑平台子系统支撑平台子系统2.SCADA子系统子系统3.AGC/EDC（Automatic Generation Control/Economic Dispatch Control）子系统）子系统4.高级应用软件高级应用软件PAS(Power system Application Software)子系统子系统5.调度员仿真培训系统调度员仿真培训系统DTS（Dispatcher Training Simulator）6.调度管理信息子系统调度管理信息子系统DMIS(Dispatcher Management Information System)五、五、五、五、SCADA/EMSSCADA/EMS系统的子系统划分系统的子系统划分系统的子系统划分系统的子系统划分17 电力系统自动化电力系统自动化 电电网网调调度度自自动动化化系系统统的的设设备备可可以以统统称称为为硬硬件件，这这是是相相对对于于各各种种功功能能程程序序软软件件而而言言的的。它它的的核核心心是是计计算算机机系系统统，其其典典型型的的系系统统构构成成可可参参见见图图5-4和和图图5-5。六、电力系统调度自动化系统的设备构成六、电力系统调度自动化系统的设备构成六、电力系统调度自动化系统的设备构成六、电力系统调度自动化系统的设备构成18 电力系统自动化电力系统自动化19 电力系统自动化电力系统自动化20 电力系统自动化电力系统自动化第二节第二节 远方终端远方终端RTURTU21 电力系统自动化电力系统自动化本节内容本节内容一、一、一、一、RTURTURTURTU的任务的任务的任务的任务二、二、二、二、RTURTURTURTU的结构的结构的结构的结构三、模拟量输入通道三、模拟量输入通道三、模拟量输入通道三、模拟量输入通道四、模拟量输出通道四、模拟量输出通道四、模拟量输出通道四、模拟量输出通道五、开关量输入输出通道五、开关量输入输出通道五、开关量输入输出通道五、开关量输入输出通道22 电力系统自动化电力系统自动化1数据采集数据采集模拟量模拟量(YC)；开关量；开关量(YX)；数字量；数字量(YC)；脉冲量；脉冲量(YC)等。等。2数据通信数据通信3执行命令执行命令完成遥控完成遥控(YK)、遥调、遥调(YT)等操作。等操作。一、一、一、一、RTURTU的任务的任务的任务的任务23 电力系统自动化电力系统自动化 4其它功能其它功能(1)当地功能：当地功能：对有人值班的较大站点，如果配有对有人值班的较大站点，如果配有CRT、打印机等，可完成显示、打印功能；越限告警功能；事件打印机等，可完成显示、打印功能；越限告警功能；事件顺序记录功能等。顺序记录功能等。(2)自诊断功能：自诊断功能：程序出轨死机时自行恢复功能；自动监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。功能。一、一、一、一、RTURTU的任务（续）的任务（续）的任务（续）的任务（续）24 电力系统自动化电力系统自动化二、二、二、二、RTURTU的结构的结构的结构的结构25 电力系统自动化电力系统自动化三、模拟量输入通道三、模拟量输入通道三、模拟量输入通道三、模拟量输入通道26 电力系统自动化电力系统自动化1电压形成电路电压形成电路（一）基于逐次逼近式（一）基于逐次逼近式A/D变换的模拟量输入电路变换的模拟量输入电路三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）27 电力系统自动化电力系统自动化2低通滤波（低通滤波（ALF）限制输入信号的最高频率，以限制输入信号的最高频率，以降低采样频率。降低采样频率。3采样保持器（采样保持器（S/H）采样保持器（采样保持器（S/H）的基本原）的基本原理：理：A/D转换器完成一次完整转换器完成一次完整的转换需要的一段时间里，模的转换需要的一段时间里，模拟量不能变化拟量不能变化。4多路转换开关（多路转换开关（MUX）5模模/数转换器（数转换器（A/D）图图5-9 采样保持器的采样采样保持器的采样-保持波形保持波形（一）基于逐次逼近式（一）基于逐次逼近式A/D变换的模拟量输入电路变换的模拟量输入电路三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）28 电力系统自动化电力系统自动化 电压频率变换技术（电压频率变换技术（VFC）的原理是将输入的）的原理是将输入的电压电压模拟量线性地变换为数字脉冲式的频率模拟量线性地变换为数字脉冲式的频率，使产生的脉冲频，使产生的脉冲频率正比于输入电压的大小，然后在固定的时间内用计数器率正比于输入电压的大小，然后在固定的时间内用计数器对脉冲数目进行计数，供对脉冲数目进行计数，供CPU读入。读入。（二）基于（二）基于V/F转换的模拟量输入回路转换的模拟量输入回路三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）三、模拟量输入通道（续）29 电力系统自动化电力系统自动化模模拟拟量量输输出出电电路路的的作作用用是是把把微微型型机机系系统统输输出出的的数数字字量量转转换换成成模模拟拟量量输输出出，这个任务主要由数这个任务主要由数/模（模（D/A）变换器来完成。）变换器来完成。四、模拟量输出通道四、模拟量输出通道四、模拟量输出通道四、模拟量输出通道30 电力系统自动化电力系统自动化（一）开关量输入通道（一）开关量输入通道五、开关量输入输出通道五、开关量输入输出通道五、开关量输入输出通道五、开关量输入输出通道31 电力系统自动化电力系统自动化（二）开关量输出通道（二）开关量输出通道五、开关量输入输出通道（续）五、开关量输入输出通道（续）五、开关量输入输出通道（续）五、开关量输入输出通道（续）32 电力系统自动化电力系统自动化第三节第三节 数据通信的通信规约数据通信的通信规约33 电力系统自动化电力系统自动化一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输1.并行传输并行传输机理：机理：8位二进制，位二进制，8+1根线，每根线传送一位码元。根线，每根线传送一位码元。特点：传输速度快（百兆字节特点：传输速度快（百兆字节/s），通信规约简单，），通信规约简单，所需信号线多，成本高。所需信号线多，成本高。应用：传输距离短、高速的场合。应用：传输距离短、高速的场合。2.串行传输串行传输机理：一回传输线（机理：一回传输线（2根），一个一个码元传输。根），一个一个码元传输。特点：所需信号线少，成本低，特点：所需信号线少，成本低，传输速度慢，通信规约复杂。传输速度慢，通信规约复杂。应用：厂、所与调度普遍应用。应用：厂、所与调度普遍应用。34 电力系统自动化电力系统自动化状态状态DnD0控制控制计计算算机机计计算算机机 1 11 10 00 0 状态状态控制控制计计算算机机计计算算机机计或计或算外算外计或计或算外算外机设机设计或计或算外算外机设机设图图5-14 并行传输和串行传输并行传输和串行传输(a)并行传输并行传输 (b)串行传输串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输35 电力系统自动化电力系统自动化3.串行数据的发送和接收串行数据的发送和接收一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输一、并行传输与串行传输36 电力系统自动化电力系统自动化1码元码元：把每个信号脉冲称为一个码元。：把每个信号脉冲称为一个码元。2码元速率码元速率：每秒传送的码元数，以：每秒传送的码元数，以Bd（波特）为单（波特）为单位。位。3信息速率信息速率：系统每秒传送的信息量。单位是：系统每秒传送的信息量。单位是bit/s（比特（比特/秒）。秒）。4误码率误码率：数据经传输后发生错误的码元数与总传输：数据经传输后发生错误的码元数与总传输码元数之比。码元数之比。5差错控制差错控制：在一个实用的通信系统中一定要能发现：在一个实用的通信系统中一定要能发现差错，并采取纠正措施，把出错控制在所能允许的尽差错，并采取纠正措施，把出错控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制。最简单和最常用可能小的范围内，这就是差错控制。最简单和最常用的检错方法是的检错方法是奇偶校验奇偶校验。二、数据通信中的传输速率和误码率二、数据通信中的传输速率和误码率二、数据通信中的传输速率和误码率二、数据通信中的传输速率和误码率37 电力系统自动化电力系统自动化奇校验和偶校验奇校验和偶校验奇校验：奇校验：使检测到的代码中使检测到的代码中“1”的个数为奇数的个数为奇数偶校验：偶校验：使检测到的代码中使检测到的代码中“1”的个数为偶数的个数为偶数有效信息有效信息1011001附加奇校验位附加奇校验位1合成码合成码101100111010001110110011有效信息有效信息1011001附加偶校验位附加偶校验位0合成码合成码101100101011001110110010二、数据通信中的传输速率和误码率二、数据通信中的传输速率和误码率二、数据通信中的传输速率和误码率二、数据通信中的传输速率和误码率38 电力系统自动化电力系统自动化三、数据通信系统的工作方式三、数据通信系统的工作方式三、数据通信系统的工作方式三、数据通信系统的工作方式39 电力系统自动化电力系统自动化 每帧以每帧以“起始位起始位”（低电平）开头，接着传送（低电平）开头，接着传送信息码元，最后附加一位信息码元，最后附加一位“奇偶校验位奇偶校验位”和和“停止停止位位”（高电平）。存在起始位和终止位，有效信息（高电平）。存在起始位和终止位，有效信息比低，传输效率低。比低，传输效率低。四、异步传输和同步传输四、异步传输和同步传输四、异步传输和同步传输四、异步传输和同步传输1.异步通信格式异步通信格式40 电力系统自动化电力系统自动化四、异步传输和同步传输（续）四、异步传输和同步传输（续）四、异步传输和同步传输（续）四、异步传输和同步传输（续）41 电力系统自动化电力系统自动化同步通信方式的发、收必须时刻严格保持同步。同步通信方式的发、收必须时刻严格保持同步。无起始位和终止位，有效信息长，传输效率高。无起始位和终止位，有效信息长，传输效率高。四、异步传输和同步传输（续）四、异步传输和同步传输（续）四、异步传输和同步传输（续）四、异步传输和同步传输（续）1.2.同步通信格式同步通信格式42 电力系统自动化电力系统自动化五、远距离数据通信的基本模型五、远距离数据通信的基本模型五、远距离数据通信的基本模型五、远距离数据通信的基本模型43 电力系统自动化电力系统自动化1信源信源：即电网中的各种信息源。：即电网中的各种信息源。2信源编码器信源编码器：把各种信源转换成易于数字传输的器件。：把各种信源转换成易于数字传输的器件。3信道编码器信道编码器：作用是为了保护所传送的信息内容，增加保护：作用是为了保护所传送的信息内容，增加保护码元。码元。4调制器与解调器调制器与解调器（MODEM）：为增加传输距离，将基带信）：为增加传输距离，将基带信号进行调制传送，可减弱干扰信号。号进行调制传送，可减弱干扰信号。五、远距离数据通信的基本模型（续）五、远距离数据通信的基本模型（续）五、远距离数据通信的基本模型（续）五、远距离数据通信的基本模型（续）44 电力系统自动化电力系统自动化5信道信道：信号远距离传输的载体。：信号远距离传输的载体。6解调器解调器：调制器的逆过程。：调制器的逆过程。7信道译码器信道译码器：编码器的逆过程，除去保护码元。：编码器的逆过程，除去保护码元。8信源译码器信源译码器：将二进制信号恢复到模拟信号的过程。：将二进制信号恢复到模拟信号的过程。9信宿信宿：信息的接收地或接收人员能观察的设备。：信息的接收地或接收人员能观察的设备。五、远距离数据通信的基本模型（续）五、远距离数据通信的基本模型（续）五、远距离数据通信的基本模型（续）五、远距离数据通信的基本模型（续）45 电力系统自动化电力系统自动化六、数字信号的调制与解调六、数字信号的调制与解调六、数字信号的调制与解调六、数字信号的调制与解调调制与解调的调制与解调的意义：意义：基带数字信号谐波成分多，占用频带很宽；基带数字信号谐波成分多，占用频带很宽；传统信道多为模拟信号设计；传统信道多为模拟信号设计；直接传输波形畸变较大，容易失真。直接传输波形畸变较大，容易失真。调制器（调制器（ModulatorModulator）解调器（）解调器（DemodulatorDemodulator）46 电力系统自动化电力系统自动化47 电力系统自动化电力系统自动化48 电力系统自动化电力系统自动化1数字调幅数字调幅又称振幅键控方式（又称振幅键控方式（ASK），它是用正弦波不同的振），它是用正弦波不同的振幅来代表幅来代表“1”和和“0”两个码元。两个码元。2数字调频数字调频数字调频又称移频键控（数字调频又称移频键控（FSK），它是用不同频率来），它是用不同频率来代表代表“1”和和“0”，而其振幅和相位则相同。，而其振幅和相位则相同。六、数字信号的调制与解调（续）六、数字信号的调制与解调（续）六、数字信号的调制与解调（续）六、数字信号的调制与解调（续）49 电力系统自动化电力系统自动化3数字调相数字调相数字调相又称移相键控（数字调相又称移相键控（PSK），又分为二元绝对调），又分为二元绝对调相和二元相对调相两种方式。相和二元相对调相两种方式。（1）二元绝对调相二元绝对调相。图。图5-22（d）波形中初相位为代）波形中初相位为代表表“0”，而初相位为则代表，而初相位为则代表“1”。（2）二元相对调相二元相对调相。图。图5-22（e）波形中后一周波的）波形中后一周波的相位继续与前一周波相同的，代表码元相位继续与前一周波相同的，代表码元“0”；而后一；而后一周波相位与前一周波相位相反的则代表码元周波相位与前一周波相位相反的则代表码元“1”。数字调相抗干扰性能最好，但硬、软件均比较复杂。数字调相抗干扰性能最好，但硬、软件均比较复杂。六、数字信号的调制与解调（续）六、数字信号的调制与解调（续）六、数字信号的调制与解调（续）六、数字信号的调制与解调（续）50 电力系统自动化电力系统自动化 局局域域网网是是一一种种在在较较小小区区域域内内使使各各种种数数据据通通信信设设备备互互连连在在一一起起的的通通信信网网络。络。1.令牌环令牌环（Token Ring）2以太网以太网（Ethernet）七、局域网及其应用七、局域网及其应用七、局域网及其应用七、局域网及其应用51 电力系统自动化电力系统自动化52 电力系统自动化电力系统自动化现现场场总总线线是是应应用用在在生生产产现现场场，在在微微机机化化测测量量控控制制设设备备之之间间实实现现双双向向串串行行多多节节点点数数字字通通信信的的系系统统，也也被被称称为为开开放放式式、数数字字化化、多多点点通通信信的的底底层层控控制制网网络络。它它在在制制造造业业、流流程程工工业业、特特别别在在变变电电站站的的分分层层分分布布式式综综合合自自动动化化系系统统中中具具有有广广泛的应用前景。泛的应用前景。八、现场总线八、现场总线八、现场总线八、现场总线RS-422/RS485：实时性差；主从控制实时性差；主从控制现场总线：现场总线：双向串行的多节点数字通信系统双向串行的多节点数字通信系统53 电力系统自动化电力系统自动化（一）通讯规约（一）通讯规约在通信网中，为了保证通信双方能正确、有效、可靠在通信网中，为了保证通信双方能正确、有效、可靠地进行数据传输，在通信的发送和接收的过程中有一地进行数据传输，在通信的发送和接收的过程中有一系列的规定，以约束双方进行正确、协调的工作，我系列的规定，以约束双方进行正确、协调的工作，我们将这些规定称为数据传输控制规程，简称为们将这些规定称为数据传输控制规程，简称为通信规通信规约约。明确规范以下几个问题：明确规范以下几个问题：1有共同的语言。有共同的语言。2有一致的操作步骤。有一致的操作步骤。3规定检查错误以及出现异常情况时计算机的应付方规定检查错误以及出现异常情况时计算机的应付方法。法。九、循环式规约和问答式规约九、循环式规约和问答式规约九、循环式规约和问答式规约九、循环式规约和问答式规约54 电力系统自动化电力系统自动化一个通信规约包括的主要内容有：代码（数据编码）、一个通信规约包括的主要内容有：代码（数据编码）、传输控制字符、传输报文格式、呼叫和应答方式、差错传输控制字符、传输报文格式、呼叫和应答方式、差错控制步骤、通信方式（指单工、半双工、全双工通信方控制步骤、通信方式（指单工、半双工、全双工通信方式）、同步方式及传输速率等。式）、同步方式及传输速率等。九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）55 电力系统自动化电力系统自动化循环式通信规约：（按约定的次序循环发送）循环式通信规约：（按约定的次序循环发送）占用通道多占用通道多问答式通信规约：（有问必答，无问不答）问答式通信规约：（有问必答，无问不答）多台多台RTU共用一个通道共用一个通道 提高数据传送速度提高数据传送速度 通道适应性强通道适应性强（二）种类（二）种类九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）56 电力系统自动化电力系统自动化1.循环式通信规约循环式通信规约按循环方式工作时，厂站按循环方式工作时，厂站RTU享有发送信息的主动权。享有发送信息的主动权。发送端与接收端保持严格的同步，信息按事先约定的先后发送端与接收端保持严格的同步，信息按事先约定的先后次序排列，并一次循环发送。次序排列，并一次循环发送。各各RTU将采集并编码的遥测信息和遥信信息循环不息地传将采集并编码的遥测信息和遥信信息循环不息地传送给调度中心。送给调度中心。由调度中心发给由调度中心发给RTU的各种遥控、遥调或其它命令，由下的各种遥控、遥调或其它命令，由下行通道随时传送（全双工通道上、下行通信可同时进行），行通道随时传送（全双工通道上、下行通信可同时进行），不是循环的。不是循环的。（二）种类（二）种类九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）九、循环式规约和问答式规约（续）57 电力系统自动化电力系统自动化2.问答式通信规约问答式通信规约问答通信方式由主站掌握遥测，遥信通信的主动权。主站问答通信方式由主站掌握遥测，遥信通信的主动权。主站输流询问各输流询问各RTU。各。各RTU只有在接到主站询问后才可以回只有在接到主站询问后才可以回答（报送数据）。答（报送数据）。主站向子站发送的命令大致可分为初始化设置参数类主站向子站发送的命令大致可分为初始化设置参数类,查查询类，管理控制类，其他类。询类，管理控制类，其他类。应答式规约特点是：应答式规约特点是：RTU有问必答，有问必答，RTU无问不答。无问不答。应答规约的优点：应答规约的优点：（1）允许多台）允许多台RTU以共线的方式共用一个通道以共线的方式共用一个通道;（2）采用变化信息传送策略，压缩了数据块的长度，提高）采用变化信息传送策略，压缩了数据块的长度，提高了数据传送速度；了数据传送速度；（3）通道适应性强。）通道适应性强。（二）种类（二）种类九、循环式规约和问答式规约九、循环式规约和问答式规约九、循环式规约和问答式规约九、循环式规约和问答式规约58 电力系统自动化电力系统自动化十、通信信道十、通信信道十、通信信道十、通信信道59 电力系统自动化电力系统自动化早期：早期：电力线载波、架空明线或电缆电力线载波、架空明线或电缆 20世纪世纪60年代：年代：微波、特高频、同轴电缆多路载波微波、特高频、同轴电缆多路载波 20世纪世纪80年代：年代：数字微波、卫星通信、光纤通信、程控交数字微波、卫星通信、光纤通信、程控交换换 20世纪世纪90年代中后期：年代中后期：架空地线复合光缆（）、架空地线复合光缆（）、全介质自承式光缆（）等。分组交换、数字数据全介质自承式光缆（）等。分组交换、数字数据网（）、异步转移模式（）、会议电话、会网（）、异步转移模式（）、会议电话、会议电视。议电视。发展：发展：十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）60 电力系统自动化电力系统自动化电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。电力通信网已基本形成了由数字微波通道、卫星通道及光纤通电力通信网已基本形成了由数字微波通道、卫星通道及光纤通道构成的以北京为中心覆盖全国各电力集团公司和省电力公司道构成的以北京为中心覆盖全国各电力集团公司和省电力公司的主干网架，以及以北京为中心的四级汇接五级交换的全国性的主干网架，以及以北京为中心的四级汇接五级交换的全国性电话自动交换网、全国电力电话会议网、中国电力信息网、数电话自动交换网、全国电力电话会议网、中国电力信息网、数字数据网和分组交换网。字数据网和分组交换网。现状：现状：十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）61 电力系统自动化电力系统自动化（一）电力载波通信（一）电力载波通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）62 电力系统自动化电力系统自动化阻波器：阻波器：阻止高频信号进入电力设备。阻止高频信号进入电力设备。耦合电容器和结合滤波器：耦合电容器和结合滤波器：共同构成高频信号的通路，将共同构成高频信号的通路，将电力线上的工频高电压和大电流与通信设备隔离，以保证电力线上的工频高电压和大电流与通信设备隔离，以保证人身和设备的安全。人身和设备的安全。高频电缆：高频电缆：连接载波终端机与结合滤波器，要求衰减小，连接载波终端机与结合滤波器，要求衰减小，阻抗匹配，频率响应好。阻抗匹配，频率响应好。（一）电力载波通信（一）电力载波通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）63 电力系统自动化电力系统自动化线路衰减小，机械强度高，可靠性高线路衰减小，机械强度高，可靠性高经济性好，无需单独架设和维护线路经济性好，无需单独架设和维护线路电力系统基本通信方式电力系统基本通信方式（一）电力载波通信（一）电力载波通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）64 电力系统自动化电力系统自动化（二）光纤通信（二）光纤通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）65 电力系统自动化电力系统自动化电端机：电端机：对来自信源的模拟信号进行对来自信源的模拟信号进行A/D变换，将变换，将各种低速率数字信号复接成一个高速率的电信号，各种低速率数字信号复接成一个高速率的电信号，进人光端机的发送端。进人光端机的发送端。光端机：光端机：光纤通信的光发射机俗称光端机，实质上光纤通信的光发射机俗称光端机，实质上是一个电光调制器。是一个电光调制器。光导纤维光导纤维（二）光纤通信（二）光纤通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）66 电力系统自动化电力系统自动化形式上为有线通信方式，实质上采用光波通信形式上为有线通信方式，实质上采用光波通信抗电磁干扰能力强抗电磁干扰能力强光纤的通信容量大、功能价格比高光纤的通信容量大、功能价格比高安装维护简单安装维护简单光纤是非导体，架设方便光纤是非导体，架设方便（二）光纤通信（二）光纤通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）67 电力系统自动化电力系统自动化（三）微波中继通信与卫星通信（三）微波中继通信与卫星通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）68 电力系统自动化电力系统自动化微波通信微波通信 我国采用我国采用2GHz作为电力系统的主干线，作为电力系统的主干线，8GHz作为作为分支频段，分支频段，11GHz 频带用于近距离的局部系统。频带用于近距离的局部系统。卫星通信卫星通信 卫星通道的频段为上行卫星通道的频段为上行59256425MHz，下行为，下行为37004200MHz。十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）（三）微波中继通信与卫星通信（三）微波中继通信与卫星通信69 电力系统自动化电力系统自动化频带宽，频带宽，300MHz300GHz抗干扰性强，通信稳定抗干扰性强，通信稳定方向性强，保密性好方向性强，保密性好成本比有线通信低成本比有线通信低设备复杂，技术要求水平高设备复杂，技术要求水平高（三）微波中继通信与卫星通信（三）微波中继通信与卫星通信十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）十、通信信道（续）70 电力系统自动化电力系统自动化第四节第四节 调度中心的计算机系统调度中心的计算机系统71 电力系统自动化电力系统自动化一、调度中心一、调度中心一、调度中心一、调度中心SCADA/EMSSCADA/EMS的前置机系统的前置机系统的前置机系统的前置机系统 前置机系统担负着与厂站前置机系统担负着与厂站RTU和各分局的数据通信和各分局的数据通信及通信规约解释等任务，是及通信规约解释等任务，是SCADA/EMS系统的桥梁和系统的桥梁和基础。基础。72 电力系统自动化电力系统自动化73 电力系统自动化电力系统自动化值班前置主机值班前置主机担负以下任务：担负以下任务：与系统服务器及与系统服务器及SCADA工作站通信。工作站通信。与各与各RTU通信及通信规约处理。通信及通信规约处理。控制切换装置的切换动作。控制切换装置的切换动作。设置各终端服务器的参数。设置各终端服务器的参数。备用前置机备用前置机可能担负以下任务中的部分或全部：可能担负以下任务中的部分或全部：监听前置主机的工作情况，一旦前置主机发生故障，立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。即自动升格为主机，担负起主机的全部工作。监听次要通道的信息，确定该通道的运行情况。监听次要通道的信息，确定该通道的运行情况。1前置机前置机一、调度中心一、调度中心一、调度中心一、调度中心SCADA/EMSSCADA/EMS的前置机系统（续）的前置机系统（续）的前置机系统（续）的前置机系统（续）74 电力系统自动化电力系统自动化2终端服务器终端服务器每台终端服务器有每台终端服务器有16个串行通信口，可与个串行通信口，可与16路厂站路厂站RTU通信。通信。3切换装置切换装置切换装置可以完成对切换装置可以完成对上行双通道信号及下上行双通道信号及下行信号的选择切换。行信号的选择切换。4通道设备通道设备作用是与各种不同的作用是与各种不同的通道信号适配。通道信号适配。一、调度中心一、调度中心一、调度中心一、调度中心SCADA/EMSSCADA/EMS的前置机系统（续）的前置机系统（续）的前置机系统（续）的前置机系统（续）75 电力系统自动化电力系统自动化（一）系统结构（一）系统结构SCADA/EMS系统结构配置见图系统结构配置见图5-31。2000系统采用三网机制。系统采用三网机制。主网双网配置可实现负荷热平衡及热备用双重使命。主网双网配置可实现负荷热平衡及热备用双重使命。二、调度中心二、调度中心二、调度中心二、调度中心SCADA/EMSSCADA/EMS系统结构系统结构系统结构系统结构76 电力系统自动化电力系统自动化77 电力系统自动化电力系统自动化78 电力系统自动化电力系统自动化79 电力系统自动化电力系统自动化80 电力系统自动化电力系统自动化（二）主网各节点功能简介（二）主网各节点功能简介1系统服务器（系统服务器（Server）负责保存所有历史数据、登陆各类信息。负责保存所有历史数据、登陆各类信息。2SCADA工作站工作站双机热备用，主要运行双机热备用，主要运行SCADA软件