电力调度自动化中SCADA系统的功能特征探究

朱维大

摘 要：在电力系统中，SCADA系统的应用在电网故障处理和实时监控中发挥着非常重要的作用，改变了传统的电力调度方法，是电力调度中的一次重大革新，同时也是电力系统正常运行的保障。基于此，本文通过对SCADA系统在电力调度自动化中应用的重要性进行分析，从数据库功能、数据采集功能、数据处理功能、多态运行功能等方面论述了电力自动化中SCADA系统功能特征的表现。

关键词：电力调度自动化 SCADA系统 功能特征

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02

随着软件技术、通信技术以及计算机技术的不断发展，我国各行各业都积极实现自动化、智能化，尤其是电力行业。电力系统是人们正常生产和生活的重要保障，对其实行实时监控可以保证电力系统正常工作，同时也极大的促进了电力企业发展。SCADA系统在运行过程中，能够为电力调度提高各种实用信息，并且保证信息数据的完整性，逐渐成为电力调度系统实现自动化不可或缺的工具。

1 SCADA系统在电力调度自动化的应用重要性

SCADA系统又被称为数据监控与采集系统，在电力系统中应用的最为广泛，尤其是动力系统中。可以对现场正在运行的电力设备进行远程控制与监测，以此实现设备各类信号报警、参数调节、测量、控制以及数据采集等功能，最适用于调度自动化。而通常情况下，在电力系统中，其调度自动化主要分为两种：一是主站端；二是厂站端。其中主站端安装的主要位置是调度侧；而厂站端安装的主要位置是变电站以及各个发电厂中，在变电站安装的厂站端又被称为变电站自动化系统。SCADA系统是其中的重要组成部分，也是电力调度实现自动化的前提和基础，同时也是电力系统调度与经济运行、电力市场安全可靠运营、发电厂数据决策支持、变电站实现自动化的保障。此外，SCADA系统的由人机界面、通信设施、PLC控制器、远程终端以及监控计算机构成。这种构成方式可以覆盖高达几千个回路，通过对电力系统数据进行有效采集、监测，为电力实现调度自动化提供强有力的保障。

2 电力调度自动化中SCADA系统功能特征的表现

2.1 数据库功能特征的表现

SCADA系统在调度自动化中应用，其功能的实现需要实时数据库的支持，这样才能确保系统数据高速存取和实时运行。同时SCADA系统在各个二次调度自动化系统中应用，有着很高的采集功能需求。而SCADA系统中的数据有着同样的数据集、交叉数据以及一致的模型等特点，需求比较复杂，为了满足二次系统要求的数据，在SCADA系统构建了实时分布式数据库。分布式数据库在电力自动化系统中应用可以实现数据存取透明化、数据模型维护一体化，使二次调度系统能够更加方便的对SCADA系统中的专业数据进行使用和管理，从而充分发挥其实时功能。分布式数据库的构建是利用局部模式和全局模式相结合方法，其中全局模式對应的是自动化中的全局数据，而SCADA系统中的专业数据代表对应数据库中的局部模式。在数据库中，局部模式包含于全局模式，两者可以通过松耦合和跨平台方式进行关联，从而实现对系统局部数据库运行与配置和数据库全局数据维护等进行统一管理。并且对全局和局部各自产生的更新数据实时维护，维护人员从局部数据和全局数据中搜索初始数据，利用实时同步和数据权限对数据模型进行统一维护。除此之外，局部数据库的应用可以为自动化中各个系统的功能扩展和升级提供了最佳渠道。同时当应用SCADA系统时，根据自动化各个系统数据采集要求，通过进行实时数据采集，并实时更新和维护局部数据和全局数据，从而有效解决数据不一致、重复建设数据以及维护复杂等问题。

2.2 数据采集功能特征的表现

数据采集功能是SCADA系统最为核心的功能。在实际运行中，SCADA系统可以对各个变电站和发电厂自动化信息、类型不同的RTU、传输速率等进行采集，同时还可以对当地其他现场接入终端设备的信息进行采集。其中，SCADA系统采集、控制、处理、输出的自动化系统和RTU信息类型有模拟量、数字量以及状态量等。模拟量主要包含功率因数、温度、无功功率、有功功率、电流、电压、频率等。数字量包含频率、电度等。状态量包含馈线板或者是RTU的故障信号、运行中的发电机状态信号、主电源装置停电信号、预警信号。自动装置及主保护动作信号、变压器有载调压抽头位置信号、断路器位置信号以及事故总信号等。系统将这些数据采集完毕之后，会利用数据处理功能对采集到的各种数据进行计算、统计、处理等，并将这些结果全部录入到数据库中。

2.3 数据处理功能特征的表现

SCADA系统的数据处理功能在电力调度中的应用需要从以下几方面考虑：（1）遥信处理。遥信处理主要是对各个遥信量定义，利用汉字表示刀闸和开关名称，同时对开关合闸、跳闸此时进行在线统计。根据采集到的事故总信号的动作对开关正常变位或者是跳闸事故进行区分，随后人工设置刀闸和开关的状态，并将其标明。此外，进行遥信处理时，系统可对其状态的解除和锁定设置一个质量标志，利用其内容显示的不同对设备的运行位置、备用位置以及故障位置等进行直观的区分。（2）遥测处理。SCADA系统在应用时，可以对遥测值工程量进行变换，在变换时，可在线修改其变化系数，确保数据能够实时更新处理。同时系统在对数据的合理性和物理性进行检查时，设置了两级越限预警功能。当遥测越限时，系统可自动进行统计，越限标准包含合格时间、越下限、越上限等，收到预警信息后，系统会对积分值、平均值、最小值以及最大值进行自动计算，从而完成遥测处理。（3）电度量处理。在处理电度量过程中，首先，对其进行分时段统计，并变换其工程量。其次，在分段统计之后，SCADA系统会根据数学公式进行统计计算，实现周期性清零RTU计数器。

2.4 多态运行功能特征的表现

为了使各种电力规划、研究、在线离线监测得到满足，SCADA系统提供多态运行功能。多态运行功能主要包含人机交互态、控制操作态等。（1）人机交互态的设计使调度自动化更加人性化。在应用过程中，调度人员可以对各种各样的图形界面进行监视，包括系统工况图、配置图、棒形图、曲线图、潮流图、接线图以及地理位置图等。这些图形内容主要包含各种电度量、遥信、遥测等采集量的数值，调度人员可对这些数值进行打印和编辑制作。在此过程中，调度人员会受到相应的权限控制，未经许可不得进行操作。涉及到的调度操作有复归信号操作、查看打印历史事项、挂牌与检修、告警实时事项的停止和确认、人工置数以及遥控遥调操作等。（2）控制操作态。SCADA系统在应用时，可在图形界面上执行控制命令。调度人员在执行控制命令时，其控制操作主要分为3种：一是对中心点刀闸、接地刀闸、隔离开关以及断路器进行分合操作；二是对主变分接头进行升降档位操作；三是对某些信号进行复归操作以及对模拟量输出进行遥调操作。在操作时，调度员必须具备操作权限，并且其操作过程都会存入SCADA系统数据库中。

3 结语

综上所述，SCADA系统的功能在调度系统自动化中实现，可以有效提高电力管理水平，从而保证其安全稳定运行。经过上文分析可得，SCADA系统在电力调度中应用，主要是通过对数据进行实时采集，利用数据处理功能对各种数据进行计算、统计、处理，并存入数据库中，在此过程中，需要经过一些列的自动控制才能体现出SCADA系统的功能特征。

参考文献

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[2] 张南.电力调度对SCADA系统的实践运用[J].中国新通信，2015，17（21）：71.