四川大学课程设计 调度自动化系统设计报告
其版本为Adaptive Server Enterprise/11.9.2/1031/PlNT (IX86)/OS
SCADA系统的数据库不同于一般的商用数据库系统，它是根据特定的系统特点和要求来建立数据库的，在数据库中不仅要详细描述SCADA系统对被控系统的处理，而且要描述SCADA系统本身，以及SCADA系统对数据的处理、显示，即数据库不仅有对被控系统的描述数据和被控系统运行的数据，还要有SCADA系统工作过程的数据。
根据系统功能分析，将数据信息分成如下几类:历史数据信息、图形数据信息、设备数据信息、管理数据信息、实时数据信息。其中，除了实时数据信息存放在内存实时数据库中外，其他信息存放在磁盘数据库中。历史数据信息即实时数据信息的历史记录，主要存放历史数据信息，为历史曲线及统计报表等提供数据。本系统中包括如下各表:
YCOneMinuteHistoryData(遥测量1分钟历史数据表), YCFifteenMinuteHistoryData(遥测量15分钟历史数据表)、YCSixtyMinuteHistoryData(遥测量60分钟历史数据表)、YXChangePositionRecord(遥信量变位记录表)、 AffairOrderRecord(事件顺序记录)。
图形数据信息包括图元信息、图形静态数据、图形动态数据、图形定位信息及图形基本信息等，作为自行开发的图形生成系统的数据。本系统设计了GraphicParameterTable(图形参数表)。设备数据信息包括变电站中大量的一次和二次设备的基本信息和参数信息，如变压器、线路、母线、电容器、电抗器、断路器和继电保护信息以及厂站内RTU和通道信息等。本系统中包括如下各表:SubstationDefinitionTable(厂站定义表)、YCDefinitionTable(遥测量定义表)、YXDefinitionTable(遥信量定义表)、YKDefinitionTable(遥控量定义表)、DDDefinitionTable(电度量定义表)、YXTransmitTable(遥信量转发表)、YCTransmitTable(遥测量转发表)。管理数据信息包括:OperationLog(操作日志表)、UserRightsTable(用户权限表)。实时数据信息即变电站实时运行信息，包括遥测量(模拟量)、遥信量(开关状态量)、电度量，以及各种报警信息等。
数据库的备份
为了预防Sybase数据库数据丢失或遭破坏带来不可挽回的损失，常常需要定期地对数据和日志进行备份。为了保证系统的正常运行，对日志要进行定期的整理，截断己失活的日志。另外，本系统数据量较大，数据要按年保存，这就需要对年接转问题进行处理。对这些问题的解决，都要用到Sybase中的BackupServero。
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6.3.3.2 计算机数据通信支持软件
在实验室和工业应用中，串行口是最常用的计算机与外部设备的数据传输通道。PC 机通过串行口以点对点的方式，提取现场信息以及控制设备。其中RS-232/485 串行口以其方便易行应用最为广泛。随着计算机应用的普及，网络通讯技术的快速发展，采用先进的计算机技术、网络技术的远程监控已成为十分活跃的技术研究领域，出现了很多的网络远程控制软件，为异地多方协作解决问题提供了技术保证。
远程数据的传输有基于 internet 的、基于电话线的和基于 GSM 的。基于电话线的和基于 GSM 的费用比较的高：基于电话线的需要加上 modem，并且造成电话长期占线，基于 GSM 的需要支付短信费。而直接接入 Internet 网比较方便和可靠，同时只需要支付上网费即可。本文采用基于 Internat 的方式，用 Delphi的一组 UDPClient 和 UDPServer 控件实现编程，方便可靠，费用较低。客户端和服务器端分别使用 IDUdpclient 组件、IDUdpserver 组件进行数据的发送和接收。
6.3.3.3 人机会话软件
计算机软件支持全图形操作，支持鼠标、键盘控制。
6.3.4 数据采集和监视控制(SCADA)软件 6.3.4.1 数据采集处理软件
客户机通过总线 RS-485 或 RS-232 通信转接头与远动装置（RTU）串行口进行通讯，控制各远动装置（RTU）工作，因此，首要的是实现从各远动装置（RTU）的数据采集。本系统软件就是用查询方式来进行信息处理的。采用 DELPHI7.0作为开发工具，利用通信控件编辑通信程序，关键是准确理解及设置通信控件的属性。其数据采集的流程图如下：
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但是在数据采集过程中我们要注意一点，现场各个配变所的远动装置（RTU）可能来自不同的生产厂家，不同的生产厂家可能使用不同的通信规约，因此我们要做到采集程序的实用性和适应性，即采集程序中应该有通信规约选择模块。
由于遥信与遥测的数据结构不同,所以要分别构造遥测与遥信存储类来存储数据。为了实现遥测与遥信数据的共享,避免两个线程访问相同的数据时引发冲突,可以使用Windows API提供的同步技术来同步多个线程对同一数据类的同时访问。Mutex(互斥对象) 是串行访问资源的全局对象,可以首先设置互斥对象,然后访问资源,最后释放互斥对象。在设置互斥对象的同时,如果另一线程(或进程) 试图设置相同的互斥对象,它将停下来,直到前一个线程(或进程) 释放该互斥对象为止。
6.3.4.2 报警处理
告警系统软件可以完成遥测量越限时的越限告警；开关发生变位时的变位告警；开关发生事故跳闸时的事故告警；某个 RTU 通信中断时的工况告警等。告警可以采用多种方式进行；用文字列出告警点的信息和类型；使图形上的告警点闪动或改变颜色推出有告警点的厂站画面等；系统发出鸣叫声或提示操作员的语音告警；启动打印机及时打印出告警点的信息和类型等。告警信息还将被分类，归档存入历史数据库。 6.3.4.3 人机联系
语音装置(VRU)与商品化的Arc/Info GIS软件结合。
6.3.4.4 记录打印
记录打印报表是记录和保存电力系统运行状况的重要的手段。SCADA 系统必须为用户提供一个灵活方便的报表软件包。该软件要完成表格编辑，报表模拟显示和报表历史数据修改等功能。
表格编辑完成报表的生成工作，它包括表体编辑和表格数据的编辑两部分。 表体编辑是通过表格线的编辑和文字的编辑生成一张不带数据的空格表。表格线的编辑功能应该包括生成表格的横线与竖线，表格线的移动，表格线的删除以及表格行与列的删除与插入。
文字编辑功能包括功能完成对西文和汉字输入与删除等操作。报表中填写的数据可以是实时数据，也可以是计算数据。实时数据一般是实时数据的整点采样值。计算数据是由实时数据按要求完成计算后得到的数据，比如最大值与最小值，平均值，累加值等。在表生成时，对表格中要填写的数据，要按照数据填写的要求进行描述。为了让用户对自己制作的报表格式有所了解，报表软件应该有模拟显示功能。通过模拟显示可以将用户制作的报表按已经描述的数据格式显示在屏
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幕上。历史报表的显示功能是按用户的需要，对历史报表按日期进行查询或修改。
总之，报表软件包应该为用户提供灵活的制表功能和对报表的在线生成和修改功能。表格中的数据应该能够实现在线显示和修改，并支持定时打印，召唤打印和事件打印。
6.3.4.5 调度模拟屏显示
实现 9个 35KV 基层电力变电所主结线图运行状况动态显示，对系统实时查询。
显示图形中各个设备的静态参数和动态参数，例如：主变压器的出厂日期、型号等静态参数，还有变压器的是否使用、目前状态等动态参数。这些参数目前由电力调度维护（基层变电所上网后，由基层维护）。
主结线图形的修改功能，主接线路图的各个线路和部件在一定时间内有可能进行小的改动，系统提供线路修改功能，允许有权限人员修改。 6.3.4.6 故障切换
正常工作时，两台SCADA服务器分别负责自身接入的终端服务器的数据的
接收功能完全一致，双机中的主模块负责和系统后台的通信。当系统发生故障时，对应于不同的环节，系统通过以下的策略保证数据的连续不中断。
1、主备通道故障:当传输数据的通道故障时，系统提供面向通道的数据描述，通过软件判优的主备通道切换，保证数据的连续性。过程在两个系统上同时进行。 2、单个MODEM和切换板故障，由于系统提供面向通道的数据描述，处理方式等同于主备通道切换。过程在两个系统上同时进行。
3、单个终端服务器故障，由于系统在规划时，主备通道接入到不同的终端服务器上，所以也可以通过成批通道的主备通道切换保证数据的连续性。过程只在接入了故障终端服务器的系统上进行。
4、前置服务器故障:处于备用状态的SCADA服务器在线监视同伴机的运行状态，由于两台SCADA服务器分别负责自身接入的终端服务器的数据的接收，功能完全一致，所以故障时，系统发起主备切换，备用系统直接完成和后台系统的通信，接管所有的系统功能。
6.3.5 自动作图/设备管理(AM/FM)软件
采用GROW软件包。
6.3.5.1 自动作图(AM)
图形是直观地显示电力系统运行状况的重要手段。SCADA 系统软件模块中的图形系统，一般都能够绘制出表示电力系统运行状况的各种图形。他们是网络潮流图、厂站主接线图、曲线图、扇形图、棒图、地理接线图、数据表格及文字
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说明等。
网络潮流图用来表示电网中个连接线上的潮流分布情况。一般用箭头指示潮流的方向，其值用数字显示在图上相应的位置上。
厂站主接线图有代表各种电器设备的图形符号和连接线组成。它可以实时、主管的反映出电网的连接方式。通常用不同粗细的线条分别表示母线和连接线；用不同颜色的线区分母线的电压等级；图中的开关、道闸能适时地反映当前状态；电网运行的各种参数值以不同颜色的数字实时显示在对应位置。
曲线图可以是历史曲线图或实时动态曲线图。历史曲线图使用曲线显示出遥测量在某一段历史时间内的变化情况。历史曲线图可以设计成在一幅画面上同时显示几条曲线，一边对照分析。这些曲线可以是不同遥测量在同一时间段内的曲线，也可以是同一遥测量在不同时间段内的曲线。
实施动态曲线图是对某一遥测量按规定的时间间隔采样，并划出从过去某一时间到当前时间的曲线。这样作出的曲线可以实时地反映出该遥测量的变化轨迹。比如对系统频率每 2min 采样一次，并用采样值画曲线，便可以看到频率的实时动态曲线。
扇形图是用扇形的大小显示出若干个相干的遥测量数据大小的比例关系，一般用百分比表示。
棒图是把数据显示成长方形的形式，并以棒的长短显示遥测值大小。比如用棒图表示母线的电压，便可以直观的观察出电压的平衡情况的超限情况。
地理接线图用来表示各变电所的地理分布情况。可以用封闭的折线围出地理区域的大小，用不同的颜色分片着色以表示不同的地理区域。再用圆圈标出各变电所的位置，并在各变电所间加上连接线。
各种图形的制作由软件包完成，为了简化绘图过程，并扩大绘图软件包的使用范围，可以将绘图软件包分成图元编辑软件和画面编辑软件两部分。图元编辑软件的基本作图的工具是画直线、矩形 、圆、圆弧等，利用这些工具可以制作出各种图元，这些图元表示电力系统中一些常用的电气设备符号，如断路器，隔离开关，变压器，接地符等。这些符号在厂站主接线图中出现频繁，只是所处位置不同而已。在进行画面编辑时,只需引用图元做一些拼接工作即可，使作图过程简化并且可以保证不同图形中的符号规范化。当用户需要修改某一电气设备的表示符号时，只需修改图元而不必对做好的图逐个修改。如果采用图元编辑软件对其他系统中的常用的图元进行定义，如石油输送系统，自来水系统等，便能方便地制作出其他系统的画面。图元编辑软件生成的图元，以文件的形式存放。图元能根据画面编辑时的需要，改变大小和颜色SCADA 系统中的画面显示是操作员监视电网运行情况的主要途径。各种图面制作在系统生成时由画面编辑软件完
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