智能配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)設(shè)計原則與SCADA系統(tǒng)組成分解

一、SCADA系統(tǒng)

智能配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)

(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。

SCADA系統(tǒng)設(shè)計原則：

遵循“發(fā)展核心軟件技術(shù)、整合成熟配電終端產(chǎn)品、最大限度挖掘利用已有配電網(wǎng)自動化設(shè)施，減少投資”的原則，積極為提高自動化系統(tǒng)產(chǎn)品實用性和高質(zhì)量的工程技術(shù)服務(wù)。

二、SCADA 系統(tǒng)功能

1、配網(wǎng)故障監(jiān)測

（1）小電流系統(tǒng)單相接地故障大多是因為絕緣劣化或過電壓損傷，發(fā)生間歇性或瞬時性弧光接地，受線路電容電流影響，故障點電流的變化很小甚至沒有變化，在變電站側(cè)就難以檢測到不能夠準確判斷，特別是故障零序電流保護值的整定難度加大，誤報漏報經(jīng)常發(fā)生。

（2）利用配網(wǎng)自動化終端設(shè)備加裝故障檢測裝置是有效方法。配電網(wǎng)故障檢測和診斷是配電網(wǎng)日常運行維護面臨的重點和難點問題。利用智能終端DTU分布式故障檢測方法對單相接地故障進行分析和判斷。針對傳統(tǒng)的故障診斷方法存在的問題，引入了分布式的智能故障診斷技術(shù)架構(gòu)，對中性點經(jīng)小電阻接地方式下電網(wǎng)故障診斷的時間減少，從實際測試結(jié)果可以看出，分布式接地故障診斷效率和診斷的準確性很高，整個診斷過程快速準確的效果。

2、故障預(yù)警

配網(wǎng)線路故障按性質(zhì)分大部分屬于瞬時故障,小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障大約占到總故障率的70%左右，小電阻接地系統(tǒng)有一定誤動也屬于瞬時故障。所以判斷線路的故障性質(zhì)，對保護供電設(shè)備提高供電安全可靠性至關(guān)重要。

3、故障隔離自愈功能

DTU終端能夠根據(jù)采集的電流大小及設(shè)置的定值，判別故障電流（單相、相間），據(jù)此得出瞬時故障信息和永久故障信息，并把這些故障量送往配電網(wǎng)控制中心，為故障分析、判斷和負荷轉(zhuǎn)移提供依據(jù)，并配合變電站出口保護，進行故障隔離和非故障區(qū)段的供電。

（1）瞬時故障閉鎖斷路器或及時重合閘，迅速恢復(fù)送電。

（2）永久故障閉鎖重合閘，隔離故障段，然后恢復(fù)送電。

4、電子防誤裝置

防止電氣誤操作裝置（防誤裝置）

（1）、防誤裝置。具有防止電氣誤操作功能的裝置稱為防誤裝置。

（2）、防誤裝置的種類。一般分為微機防誤。電氣防誤閉鎖、電磁閉鎖、機械聯(lián)鎖。

（3）、防誤裝置概述。防誤裝置應(yīng)簡單可靠，操作、維護方便。

（4）、機械連鎖是可靠開關(guān)設(shè)備。操作機構(gòu)-機械結(jié)構(gòu)互相制約，從而達到互相聯(lián)鎖的閉鎖方式，采用新的電子防誤閉鎖裝置。隨著計算機技術(shù)數(shù)字通信技術(shù)控制技術(shù)的發(fā)展，各類應(yīng)用技術(shù)推廣規(guī)范完善了計劃檢修、緊急缺陷、故障跳閘下自愈功能投退流程。

5、安全防控

（1）、開關(guān)柜箱門檢測

（2）、箱體氣壓檢測

（3）、遠方/就地 操作方式檢測

（4）、開關(guān)閉鎖/解鎖方式檢測

（5）、開關(guān)分/ 合 狀態(tài) 檢測

（6）、相間故障、SEF接地故障、瞬時故障、永久故障

（7）、接地線或接地刀閘接地狀態(tài)

（8）線路帶電指示器

6、SCADA 系統(tǒng)安全級別設(shè)計

可根據(jù)對系統(tǒng)的投資預(yù)算設(shè)定六個安全級

L0級-執(zhí)行現(xiàn)有的人工管理系統(tǒng)，即不使用任何電子化的配網(wǎng)管理技術(shù)。

L1級-配網(wǎng)自動化輔助系統(tǒng)可以協(xié)助電網(wǎng)運維人員加速找到故障發(fā)生地點。

L2級-配網(wǎng)自動化輔助系統(tǒng)在某些情況下可以控制“三遙”制動/加速。運維人員必須一直監(jiān)控操作環(huán)境，并執(zhí)行與“三遙”控制相關(guān)的其他任務(wù)，要制定嚴格人工與機器交互操作的工種流程。

L3級-配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以在某些情況下執(zhí)行所有帶電合環(huán)任務(wù)。在這些時候，運維人員在自動化系統(tǒng)的要求下做好奪回控制權(quán)的準備。

L4級-在具備電子化條件的特定環(huán)境下，可以執(zhí)行有限自動控制任務(wù)，并監(jiān)控電網(wǎng)運行環(huán)境——本質(zhì)上是在特定情況下執(zhí)行所有控制任務(wù)。在這種時候，運維人員不必集中注意力。

L5級-配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以在任何情況下系統(tǒng)程序自動運維。不需要人員任何干預(yù)。運維人員只是值班，不需要參與所有的控制決策。

三、SCADA 系統(tǒng)組成

1、監(jiān)控大屏

2、軟件

系統(tǒng)平臺軟件對保護設(shè)備的訪問基本上是以數(shù)據(jù)和控制操作為基礎(chǔ)的。可以對應(yīng)于數(shù)據(jù)類模型、數(shù)據(jù)集模型、控制模型以及文件傳輸?shù)男畔⒛Ｐ汀?/p>

3、保護繼電器

保護和保護相關(guān)功能是建模在各個相關(guān)的邏輯節(jié)點中。

4、現(xiàn)場DTU 終端

遠方終端設(shè)備 FTU 稱模塊化的IDE 智能設(shè)備。用于采集電壓的互感器、電流互感器。開關(guān)觸點的信號傳感器若干。

5、通信網(wǎng)絡(luò)

6、電網(wǎng)拓撲構(gòu)造

網(wǎng)絡(luò)總體方案及邏輯結(jié)構(gòu)

（1）、故障檢測準確、故障隔離迅速、供電恢復(fù)及時。

（2）、供電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，平衡供電線路負荷。

（3）、合理優(yōu)化線路組合，有效降低線路消耗。

（4）、負荷增長速度報警，事故報警，提供處理方案和建議。

（5）、智能化分層·

配電網(wǎng)自動化從運行管理的模式上，正向著分層、分布式、開放系統(tǒng)的方向發(fā)展，配電終端設(shè)備逐漸智能化和一體化，從提高配電網(wǎng)運行的可靠性和效率，提高供電質(zhì)量，降低勞動強度，充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力，縮短停電時間和減少停電面積，歷史數(shù)據(jù)存儲和管理，歷史事件/事故報警記錄等方面，為供電系統(tǒng)帶來可觀的經(jīng)濟效益和很高的安全保障。實現(xiàn)供電企業(yè)項目投資的目標。

7、現(xiàn)場總線

總線技術(shù)是一條通信電纜完成對現(xiàn)場設(shè)備的聯(lián)絡(luò)和控制。集現(xiàn)場設(shè)備的遠程控制、參數(shù)化及故障診斷為一體?？梢院鼙憬莸膶崿F(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息的自動快速傳送。所有技術(shù)和標準都是統(tǒng)一的、公開的，現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

（1）DCS 系統(tǒng)

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。

dcs系統(tǒng)是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等技術(shù)。

控制系統(tǒng)的角度來看：
DCS是一種分級的控制系統(tǒng)。各級完成不同的功能。功能分層體系是分散控制系統(tǒng)的顯著特點，是實現(xiàn)控制功能分散，操作顯示集中的關(guān)鍵。
1.1、過程控制級設(shè)備：現(xiàn)場站（采集站、控制站）。功能：數(shù)據(jù)采集、運算處理和控制輸出；經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)和控制管理級通信。組成：通信模件、控制器模件和I/O模件。
1.2控制管理級設(shè)備：操作員站，工程師站。功能：監(jiān)視和操作；人和過程的接口。經(jīng)網(wǎng)關(guān)機向生產(chǎn)管理級發(fā)送數(shù)據(jù)。工程組態(tài)、參數(shù)調(diào)整和系統(tǒng)維護；人和系統(tǒng)的接口。組成：主機和外設(shè)。
1.3. 生產(chǎn)管理級控制多是控制分散的節(jié)點，節(jié)點之間還需要信息互相關(guān)聯(lián)。DCS 系統(tǒng)適應(yīng)配電網(wǎng)饋線管理方式。

2、FCS 總線

FCS（FieldBus Contorl Syestem），F(xiàn)CS是一對多傳輸；FCS是全開放的系統(tǒng),其技術(shù)標準也是全開放的,FCS的現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性,裝置互相兼容。多個互操作點位置固定不得改變?；ゲ僮黝l繁影響控制時序，盡量減少總線上的信息往返。FCS總線控制適應(yīng)變電站子站控制方式。

智能環(huán)網(wǎng)柜制造技術(shù)，將最新電子科技和大數(shù)據(jù)算法應(yīng)用于配電網(wǎng)小電流接地故障篩查和診斷，打造了全套智能電網(wǎng)控制設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)鏈，是集成套智能機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)、可視化語音技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，多維傳感技術(shù)及復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)一體，明顯提高了智能環(huán)網(wǎng)柜安全可靠性。