1、第2章电力调度自动化SCADA技术 介绍电力调度自动化系统的总体结构 介绍电量参数采集过程中的信号变换原理 以及一些算法设计 介绍自动化数据采集和监控系统 SCADA 本章主要内容 2 1电力调度自动化系统结构 结构包括远动终端 RTU 调度中心主站 MS 和信息传输通道 1 远动终端 RTU 采集信息和执行命令 要在调度所对电力系统进行调度控制 就必须掌握表征系统运行状态的信息 这些信息的采集是由分布在各发电厂和变电站的RTU完成的 调度端所作出的控制决策 也是由RTU控制发电厂和变电站的自动装置完成的 遥控是接收调度中心主站发送的命令信息 如对断路器的分合闸 发电机的开停 并联电容器的投切
2、等操作 RTU共完成四项功能 遥测 遥信 遥调 遥控 遥测是采集并传送电力系统中模拟量的实时信息 遥信是采集并传送电力系统中数字量的实时信息 遥调是接收并执行调度中心主站计算机发送的遥调命令 如调节发电机的有功和无功出力 变压器的分接头等 远动终端所采集的信息送到调度中心 首先要对信息进行处理 信息处理的内容包括 发现并纠正错误信息和数据 提高数据精度和补齐缺少的数据等 调度中心有了表征系统运行状态的完整信息后 调度计算机通过执行各种应用程序对电力系统的运行状况进行分析 作出调度决策 决定是否对当前的系统进行调节或控制 以及如何调节和控制 2 调度中心主站 处理信息并作出调度决策 3 信息传输
3、通道 信息传输通道是调度中心和RTU信息沟通的桥梁 将远动终端的各种实时信息上传给调度中心 把调度中心发出的各种调度命令下达到各远动终端 即完成调度中心与远动终端之间信息与命令可靠 准确地传输 2 2电量参数信息采样方式与算法设计 1 电量信号变换原理 2 2 1电量信号变换原理与传感器 原理 不同变化范围的被测量 经A D转换器转换后 其数值无法反应实际值 必须把A D转换的数字量变换为带有工程单位的数字量 这种变换称为标度变换 变换公式 式中 例 当被测电压变化范围为0 50V时 经电压变换器变换 12位A D转换器转换后输出为1638 求其实际电压 代入公式 2 传感器 传感器就是把非电
4、量信号转换成电信号的仪器 电力系统中 经常需要测量变压器 锅炉的温度和水位等非电量信号 这些非电量信号的测量需转换成电信号才能进行 2 2 2直流采样方式原理 2 电量变送器1 分类 交流电压变送器和交流电流变送器 有功功率变送器和无功功率变送器 有功电能变送器和无功电能变送器 频率变送器 功率因数变送器 直流电压变送器和直流电流变送器 1 直流采样方式原理 直流采样 就是将交流模拟量经电量变送器转换成与之成比例的直流模拟量 再由A D转换器进行采样 转换成相应的数字量 2 交流电压变送器 定义 交流电压变送器是将交流电压转换成与其成比例 并具有电气隔离直流电压输出的电量变送器 其原理图如下
5、组成 变压器 桥式整流电路和RC低通滤波电路 作用 将普通电信号转换为标准电信号输出 与A D转换器输入信号相匹配 一般电压输出范围 0 5V 0 10V 3 直流采样方式特点 测量精度直接受变送器的精度和稳定性影响 系统组成环节多 使投资成本增加 动态响应速度慢 对于快速变化的交流电压 电流及其有关的电量 用直流采样方式已不能满足电力系统实时性要求 2 2 3交流采样方式与算法 1 交流采样原理 在一定规律下对交流模拟量的瞬时值直接采样 用多个交流信号瞬时值描述该交流信号波形 用一定的算法求得被测量的有效值及其他有关参数 一点采样算法2 交流采样算法多点采样算法 1 一点采样算法 对三相线
6、相 电压和线 相 电流同时采集一点 就可计算出信号的有效值U I 有功功率P 无功功率Q 则 特点 采样没有定时要求 但该算法没有滤波作用 要求输入三相电流和电压 故仅适用三相电路 且要求三相对称 当系统中有高次谐波或三相不对称时会产生误差 2 多点算法 根据周期连续函数的有效值定义 将连续函数离散化 可以得出电压 电流有效值 将其离散化 得 将其离散化 得 将其离散化 得 特点 该算法不仅适用于正弦波 也适用其它各种周期函数 且具有滤波功能 但若采样点数太多 运算时间会加长 3 交流采样算法特点 通过交流采样计算出来的数据 可靠性和精度均较高 硬件投资小 但交流采样算法特别是软件算法较为复杂 对A D转换速度和CPU运算速度的要求较高 从发展眼光看 随着电子技术的飞速发展 单片机 微型机处理速度和A D转换器的转换速度的进一步提高 为交流采样技术的应用创造了更好的条件
