四川大学课程设计 调度自动化系统设计报告
强的报表功能，能方便的提取历史数据库数据。系统除了应提供报表中经常要使用的计算公式(最大、最小、平均和带条件计算等)外，维护员还需要自己制作计算公式。报表数据维护，包括制作、修改有权限规定。方便用户自己定义各种统计分析报表，如供电可靠性、设备可靠性统计分析报表等。 5、特殊运算功能
有些时实数据可能不是直接量测到的，如联络线潮流总加、全网发电总功率，实际上，这类数据是SCADA利用特殊运算功能得到的。特殊运算功能就是对某些直接采集到的数据进行某种数学运算，得到一些不能直接采集到和由于某种原因没有采集到的数据，以弥补量测系统的不足，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，历史数据(遥信、遥测、常数及其组合)的计算功能。启动计算功能的速率应可调整。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提供的时实数据规模，更适应电力系统调度运行的需要。 6.2.4 前置机 1、前置系统的概述：
电网调度前置系统的远动通信是指前置系统与远方变电站之间的数据交换。通信的方式包括电力线载波通信、微波通信、光纤通信、音频电缆(又称电力专线)等多种方式;传输的内容包括:遥测数据(如:电压、电流等)、遥信数据(如:开关变位、刀闸分合等)、遥脉数据(如:电度量等)、遥控命令、遥调命令、及保护信号等。
2、前置系统的通信：
前置系统远动通信的实质是通信规约的解释和实现。由于在一个电网调度自动化系统中，用户变电站RTLJ来自不同的厂家，而各个厂家RTII向调度中心传送远动数据时，采用的规约也不尽相同;前置系统的工作必须将按照不同规约上传的数据分别处理，并解析成统一的数据包，发送到后台系统。前置系统就好比一个精通多国语言的翻译，将各个变电站用不同语言上传的信件，都翻译成汉语，并送到后台系统;而后台系统用汉语向各个变电站下发的指令，也翻译成相应的他国文字，送到定的变电站。
前置系统远动通信的关键就是理解不同的通信协议的确切含义，并严格按照协议的要求用计算机语言进行高效的实现。现在常用的电力通信规约主要有两大类:循环式远动规约(CDT)和问答式远动规约(C POLLING)。每个类型中又包含很多种规约，如CDT规约中有新部颁CDT、武汉CDT等，POLLING规约有SC1801, 101规约等。
3、前置系统的要求与实现途径：
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电网调度自动化前置系统主要承担各种类型的RTU、变电站综合自动化系统以及集控中心数据转发站的实时信息的数据采集，此外还可以作为遥控遥调、各类保护数据的采集与控制的中间转发过程的通信处理机系统。也可以通过前置机统一各远方终端数据处理单元(RTI等)的时钟。它是后台与RTI进行信息交换的枢纽，对它的可靠性、实时性、可维护性和可扩展性都有非常苛刻的要求。 前置系统软硬件结构
前置系统的硬件结构如图所示，硬件各个部分的功能按照数据的流向分别介绍:
前置系统硬件结构图 前置系统软件结构图
1、上行数据:
远方变电站(电力调度中又称厂站)的远动数据通过电力载波机进入通道柜中的MODEM阵列，MODEM阵列自动区分同步/异步远动数据，将其解调并通过串口送到通信服务器;双机备用的通信服务器将串口数据转换为网络数据，直接送上网络;双机热备份中的值班前置机，从网络上收到远动数据，按照不同规约将数据进行分类处理，再统一打包送往后台系统;后台系统将数据存入实时数据库，并以数字、曲线、棒图、报表等形式进行界面显示。 2、下行数据:
后台系统下发控制命令，通过网络送到前置系统;前置系统中的值班主机按
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照规约将数据打包，送往通信服务器;通信服务器将网络数据转换为串口数据，传送到MODEM阵列;MODEM将数据调制，通过载波机发到远方变电站。 前置系统的软件结构如上图所示，下面按照功能模块分别介绍: 1、规约解释部分
规约解释部分中的每个进程对应一种规约，如部颁CDT规约为一个进程，SC1801规约为一个进程等，根据系统配置与厂站进行对应。成熟的调度系统一般包括十几个(甚至更多)规约进程，但通常同时运行的没有那么多。如果有多个厂站都用一种规约，则该种规约进程为每个厂站都创建一个线程，分别进行处理。规约进程从网络收到厂站的远动数据，按照规约的帧格式进行同步、找控制字、纠错校验码等操作，取出帧中有效信息字，并转换成调度系统中标准的“四遥数据”(遥测、遥测、遥脉、遥控等)，发送内存中的公共区域—内存映射文件，一个特定的公共指针在系统运行期间始终指向这个区域。对后台的控制命令等下发数据，规约进程通过公共指针从内存映射文件中得到数据，加同步字、控制字、校验字，打包成相应规约的帧，发送到厂站。 2、网络通信部分
网络通信进程通过公共指针从内存映射文件中取出来标准“四遥数据”，按照数据的重要程度进行TCP或UDP套接字(SOCKET方式)，通过网络发往后台系统。从网络接收后台系统的控制命令等下发数据，按照SOCKET方式解包成标准“四遥数据”，送到内存公共区域。另外，网络通信进程还负责接收GPS卫星钟数据，发送后台进行校时，并通过电力规约中的“校时命令”对各远方RTi1进行统一系统时间的操作。 3、界面及监控部分
界面部分包括主界面进程、原码显示进程、四遥数据分类显示进程等。主界面进程是前置系统的控制中心，系统的参数设置、数据监控、通信状态显示等操作都要通过主界面进程来完成。监控部分包括工况监控进程，通道误码率进程等，工况监控进程负责主/备前置机之间的相互通信，并根据通信情况切换主/备。通道误码率进程负责监视/统计每个厂站的通信情况，并曲线形式进行显机置前示。 6.2.5 人机接口(MMI)
人机会话功能主要在MMI模块中实现，系统采用中文Window全图形人机
会话界面，界面友好直观，操作简单方便;以关系型数据库和多媒体技术为基础，采用复合文档将多种形式的信息集成在同一文件中。实现丰富的图文、语音并茂;图形采用世界图形式，可记录图形层次间的逻辑对应关系和地理对应关系。 MMI模块可显示多种类型的画面:世界图、导航图、结构图、曲线图、棒形图、饼形图、混合图、工况图、表格、目录表等。系统分辨率为1024*768和
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1280*1024可选，色彩选择不少于65536种。可由键盘、鼠标调出画面，常用画面可一键调出。可实现多层调图。事件发生时，可自动推出报警画面，并伴有声音或语音报警，对进行追忆的事故可进行事故重演等。具体功能如下：
1、具有多种类型图表，如地理接线图、电网结构图、厂站接线图、潮流分布图和工况图;报警一览表、常用数据表、厂站设备参数表、目录表、备忘录等。画面形式可为多种曲线图、棒形图、饼形图、混合图、模拟表图等，常用画面一键调出。
2、可在一幅画面上同时显示实时数据和PAS分析数据。 3、可以不同颜色显示不带电线路，即具有动态着色功能。
4、采用多窗口技术，允许操作员在工作时操作多个画面。可实现256层分层画面，具有画面漫游、缩放和动画功能。可用活动箭头或流水线表示潮流方向，可以用动态着色的方式反映电网的运行状况。
5、采用多屏技术，可支持1-6台全图形显示器，每台显示器可独立实时处理各种图形和多窗口信息。可直接驱动大屏幕投影系统，软件不需做任何改动，支持图形窗口拼接使用。屏幕个数可根据用户需要继续扩充。
6、显示内容:实时或置入的遥测量、遥信状态量(开关、刀闸状态，保护信号、变压器档位信号等)、计算处理量(功率总加，功率因数等)、电度量、时间、周波、设备信息、统计信息、事项记录和多媒体信息等。
7、实时数据在一次图上可根据条件选择显示，如全显示、仅有功、仅无功、仅电流、全消隐等。
8、支持图形分层显示，可使图形显示既有全境又有细节，根据不同的比例因子选择合适的层次，可从地理图上分层逐级显示电网的细节，分层了解电网的运行情况。
9、可以在接线图上直接查询设备台帐信息、运行参数信息、运行统计信息等。
10、可以调用历史接线图，在接线图显示实时数据的同一位置上，可显示存储在历史数据库上任一天任一整点时刻的数据。历史接线图不必另外设置参数，只需把接线图设为可历史调用。即可调用历史某一整点接线图状态。
11、具有拼音调图功能，即可通过组合键调出所需图形。
12、能以棒图方式显示实时母线电压、功率等量。不同电压等级用不同颜色区别，采用标么值坐标，并有监视点站名显示、遥测值显示和上下限超限提示。能以饼图形式显示全区的负荷分配。
13、具有刀闸接地统计功能，可对厂站的刀闸进行接地统计。
14、可人工设置或修改开关、刀闸状态，接地、检修、停电等标志;可进行遥
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控、遥调操作以及自定义的其它操作，并生成操作过程的全部记录(包括操作人员、操作时间、操作内容等)。
15、具有权限的调度员可在一次接线图上挂检修牌、拉电牌、限电牌，挂接地线等操作，在一台机器上操作之后自动将操作传送其他节点机。
16、可打印显示的任何图形、表格和记录文档，图形打印比例可以调节，表格内容可在线编辑。
17、具有保护动作一览表，可显示全网的保护动作情况。
18、事项浏览器既可以观察实时事项，又可以观察历史事项。所有的事项归类显示，并且可以浏览某一时段的事项，可对历史事项按多种方式进行分类索引查阅。
19、方便的绘图软件提供给用户多种绘图手段。包括常用的图元符号，图元或图元块的搬移、删除和复制。使用户绘图得心应手。
20、历史曲线和历史报表源于同一个数据源，保证曲线和报表的一致性。 6.2.5.1 调度人员工作站
承担电网运行的监视与控制，运行调度员人机接口界面，全图形操作工作站，给定(历史、当前或预想)的运行方式下，进行设定操作，改变运行方式，分析和计算当调度员改变电网的运行状态时，系统潮流的分布情况，并对重新分布的潮流进行分析判断，对其特性作出提示性的结论。
主要功能为:
1、可考虑外部电网对内网计算的影响。
2、可考虑电网开关、刀闸操作变位、电网的拓扑变化。
3、可考虑电网元件(线路、变压器、电容、电抗等)的投切对电网的影响。
4、可以修改负荷出力、变压器分接头位置。 5、可以考虑多个元件、参数同时修正后求解潮流。
6、可以在一次接线图上设定操作，模拟断路器的开合、线路或变压器的投退、变压器分接头的调整、无功补偿装置的投切以及发电机出力和负荷的调整等。
7、越限元件在报警表中记录出来。
所用计算机CPU?2.8G，内存?256M，硬盘?80G，彩显，分辨率1024*768和1280*1024可选，色彩选择不少于65536种，全图形汉字显示，数量?4台，键盘、鼠标，具有安全保密措施，其安全等级不小于3个。 6.2.5.2 生产领导PC工作站
监视电网的运行 全图形操作工作站
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