电网SCADA系统研究

（陕西电力公司检修公司延安分部，陕西 延安 716000）

电网SCADA系统是以计算机为基础的调度自动化系统，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量以及各类信号报警等功能。

1 电网SCADA系统的地位

电网调度自动化系统又称为信息集中处理的自动化系统，是确保电网安全、优质、经济地发供电，提高电网调运行管理水平的重要手段，是电力生产自动化和管理现代化的重要基础。电力系统是由发电厂、输变电系统、配电系统和各种不同类型的负荷等构成的一个整体。电力系统运行基本要求是保证供电的安全可靠性、保证电能的质量合格、要有良好的经济性。电力系统调度控制的内容和电力系统的运行状态紧密相关。电力系统的运行状态有以下五个状态：正常运行状态、警戒状态、紧急状态、系统崩溃和恢复状态。尽量使电力系统维持在正常运行状态，并在安全前提下实现电力系统的经济运行是电网调度SCADA系统的任务。电网运行的实时信息是电网调度自动化系统通过设置在各发电厂和变电站的远动终端采集的，采集到的信息通过信道被传输到调度中心的主站上。根据收到的全网信息，主站会对电网的运行状态进行安全分析、负荷预测、经济调度控制、自动发电控制等。若系统发生故障时，继电保护和断路器的动作状态被调度自动化系统采集后送给调度员，调度员在掌握这些信息后对故障的原因进行分析，并为了电网恢复供电采取相应的措施。因此，调度自动化系统有着它不可取代的作用，是现代电网运行的必不可少的手段。

2 系统结构

以计算机为核心的电网调度自动化系统的基本结构按其功能可以分为四个子系统：信息采集和命令执行子系统、信息传输子系统、信息的收集处理和控制子系统、人机联系子系统。

3 基本功能

因为不同的电网调度中心，所处的地域不同，调度电网范围和规模的发展阶段也不同，所采用的调度自动化系统的应用软件配置因此有很大差异，SCADA系统，是各种电网调度自动化都应具备的基本功能。

3.1 数据采集与传输

数据采集功能是由位于电网调度控制中心的主站计算机系统和位于远方电厂、变电站的RTU（远程终端单元）和相关的信息传输通道共同完成的。RTU负责采集现场测到的数据，并进行必要的处理，以适应数据通道的需要。通道把数据信息传到主站，主站计算机系统将数据转成工程量，再提供给人机联系子系统，输出给调度员。由SCADA采集到的远方数据大体包括模拟量、数字量、脉冲量三类，模拟量包括有功功率、无功功率、电流、电压等。在通常的SCADA系统中，厂站端RTU以很短的周期扫描模拟量测量系统的输出。若某个量的检测值与前一次的值之间的差值超过了一定的范围，那么这个新的量测值就被发往主站。断路器、隔离开关、保护等的状态信息属于遥信量，RTU检测到遥信量发生变化时，新的值就被发往主站。通常是由脉冲电度表量测到的电度量就是脉冲量，测量到的脉冲累加量要连续的发往主站，保证主站收到可用的电度量。

3.2 事故追忆功能

此项功能可以将电网事故发生前的一段时间和事故发生后的一段时间内电网中指定模拟量值和计算量值列表显示。启动信号可以是实时采集的模拟量或状态量，也可以计算模拟量或计算状态量。通过这些记录可以对系统或某一回路在事故前后所处的工作状态进行了解，对于分析和处理事故可以起辅助作用。

3.3 历史数据存储

系统的历史数据库可以保存实时数据库中的任何数据。数据类型主要是遥测量和电度量。通过MMI(人机对话)环境中的历史数据检索功能对历史数据库进行操作和管理，历史数据可以在磁带和磁盘上复制。事件数据可按照名称和时间等来检索。

3.4 报表功能

对于日常统计应用来说报表是非常重要的，所以一般SCADA系统都具有较强的报表功能，能方便的从历史数据库中提取数据。系统除了应提供报表中经常使用的计算公式外，维护员还可以自己制定计算公式。用户还可以自己定义统计分析报表，例如供电可靠性、设备可靠性统计分析报表等。

3.5 特殊运算功能

有些实时数据不是直接测量到的，而是SCADA系统利用特殊运算功能得到的，例如联络线潮流总加、全网发电总功率等。特殊运算功能就是对某些直接采集到的数据进行一定的数学运算，得到一些不能直接采集到或由于某种原因没有采集到的数据，以弥补测量系统的不足，满足电网调度的需要。主要包括实时数据(遥信、遥测、常数及其组合)的计算功能和历史数据(遥信、遥常数及其组合)的计算功能。启动计算功能的速率应可调整，应提供成套完整的计算公式，算法包括四则运算、逻辑判断等。该功能扩大了SCADA提供实时数据的规模，更适应电力系统调度运行的需要。

4 数据库

电力SCADA系统现在已是电力企业自动化系统的一个重要组成部分。主要基于开源的数据库MYSQL，建立了一个简单、经济、实用的电力SCADA系统。在电力系统中，SCADA系统作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。电力SCADA系统主要分为前置子系统、SCADA子系统、历史库子系统、WEB子系统等几个方面。

结语

综上所述，SCADA系统在不断完善，不断发展，其技术进步一刻也没有停止过。SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源，为EMS系统提供大量的实时数据。同时在模拟培训系统，MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，所有其它系统都成为“无源之水”。所以，SCADA系统如何与其它非实时系统的连接成为SCADA研究的重要课题，现在SCADA系统已成功地实现与DTS（调度员模拟培训系统）、企业MIS系统的连接。SCADA系统与电能量计量系统，地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。