PAS软件在电力调度自动化系统中的应用探讨.doc

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1、软件在电力调度自动化系统中的应用探讨摘 要：结合高级应用软件PAS在泰州电网中应用的实际情况，阐述了使用电力应用软件对电网调度和电网运行分析所带来的优势，并就实际运用中的一些问题进行了分析、讨论。 关键词：电力调度自动化；高级应用软件；应用 1 PAS高级应用软件系统简介 泰州供电公司PAS高级应用软件系统采用的是国电南瑞科技股份有限公司开发的系统，主要由网络拓扑、状态估计、调度员潮流、负荷预报和调度员仿真培训5部份组成。其最大的优点在于它的实时性。它利用电网的各种实时信息，如实时测量值、断路器隔离开关的实时状态等，对电网的运行状态进行分析，给调度员在进行各种操作时提供决策依据，以便相应地制定

2、最优的电网运行方式，对于提高电网运行的经济性和保证电网的安全运行都有许多有利之处。 2 PAS高级应用软件的应用 21 网络拓扑 网络拓扑是高级应用软件功能中最基本的功能模块，它被其它网络分析模块所调用。通过网络拓扑，将电网各元件的电气连接关系填入PAS网络数据库。电网元件的电气连接关系是应用软件进行网络分析计算的基础，必须使所建的模型和实际的运行方式相一致，才能保证应用软件结果的正确性。 211 网络建模 在网络模型的构建中，由于泰州电网规模较大，220 kV以上的外网数据较多，对于这些线路，通过考虑其日常实际潮流量的大小、潮流稳定性、运行方式的改变情况以及在本系统功率存在缺额时对本系统的支

3、持情况，分别等值为发电机或负荷模型；不属于地调管辖的一部分220 kV以上电压等级的相关实时数据通过省调四级数据网转发。这不但满足了本地区电网PAS的计算要求，而且使外网拓扑得到了简化，同时也简化了外网数据的维护。 在图库一体的调度自动化系统中，PAS与SCADA系统共用数据平台，绘图建模的作用是建立计算的静态模型。绘图建模规范化是维护工作的良好开端，与SCADA系统维护相比较，PAS系统基于SCADA系统，但在维护的严谨上，高于SCADA系统。网络建模中，首先是线路的绘制和连接。线路不应属于任何厂站，所以定义线路属性时就必须用“始端厂站”和“末端厂站”来定义。这样一来，线路就是唯一的。其次在

4、电力系统中，存在多种类型的断路器和隔离开关，如普通开关、小车开关、母联开关、中刀、接地刀等。在绘图建模时，要按照开关的实际作用选择其类型，否则图形在计算连接关系时会出现一些常规检查方法所检查不到的错误。其三，不能将线路、电容器等错画成负荷，绘制变压器图元和使用变压器图元时，要注意正确区分电压等级。 针对泰州电网多T接线辐射线路的结构特点，采用了定义T接厂站及相应线路的方法予以解决，在录人设备参数时，也准确考虑了T接线结构，对其每一个T接点前后(有些线路有2-4个T接点)的每一段线路都分别考虑阻抗和充电电容。另外，对于全网的主变压器和线路参数，并未完全依赖原始数据，因为不排除原始数据是非实测值或

5、原始参数有误的可能性，所以在调试过程中，针对不同运行方式下状态估计的结果，结合泰州电网的网络结构特点，并参考省调的参数数据，对个别网络参数进行了调整。实践证明，参数的准确录人和局部的精确调整，大大提高了遥测估计合格率，并且对运行方式的改变有了更好的适应性。 212 网络结构维护 随着实际电网结构的改变，电网中新增任意一元件，都在投运前完成PAS系统中相应的建模工作，并将其厂站和设备信息录入相应数据库中，以便对运行方式进行计算。 同时，调度员在日常坚持做好SCADA中断路器、隔离开关的正确置位，来保证基本网络结构准确(尤其在运行方式发生改变时，如母线单母运行或旁母转代分路等)，否则可能使相关供电

6、区域的状态估计值与实际大相径庭。而且，泰州电网总体为220kV变电站联络起来的环网结构，各站220kV侧的潮流相互影响很大。因此，对于220kV侧隔离开关的正确置位应给予更多重视。 22 状态估计 状态估计根据SCADA实时遥信遥测数据进行分析计算，得到一个相对准确并且完善的运行方式，同时对SCADA实时遥信遥测数据进行校验，按开关状态建立网络模型，估计出各母线上的电压和相角以及设备的功率，检测、辩识不良数据， 补充不足量测点，加强全网的可观测性，而且能计算出难以量测的电气量。状态估计提供了更准确的运行方式供调度运行人员监视运行，是潮流计算软件的基础。 通过运行状态估计程序能够提高数据精度，滤

7、掉不良数据，并正确的修正、补充一些量测值，为PAS在线应用提供可靠而完整的数据。调度人员可以通过状态估计了解电网潮流分布、电网运行方式和电气设备状态，能全面、直观、系统掌握电网的实时运行情况。调度自动化人员则可根据状态估计软件提供的粗检测及可疑数据功能，通过界面中的“遥信预处理”、“遥测预处理”、“可疑数据”信息表中列出的内容进行对照、检查，可以方便发现系统中的缺陷，及时进行处理。 可疑数据产生的因素影响到状态估计收敛性和准确性，从而必将影响到潮流计算的精度，因此应立即找出原因予以消除。通过使用发现产生可疑数据的主要原因有以下几点: （1）网络建模(包括网元参数)的准确性和合理性； （2）通道

8、故障引起远动信息错误； （3）开关和刀闸及主变分接开关与实际位置不对应； （4）SCADA中遥测、遥信等远动数据的准确性； （5）炼钢等冲击负荷的影响等。 在可疑数据列表中大多数是无功功率缺乏准确性，分析原因有以下几个因素: （1）数据库录人时线路没有准确的实测参数或者因电网的改造和发展使系统参数发生变化； （2）为提高电压质量而频繁调整主变分接头位置，导致软件中的档位与实际方式不对应； （3）无功就地补偿的电容器量测没有完全采集等。 因此，建议完善状态估计覆盖范围内的主变分接开关和电容器量测的采集同时对系统新投运设备的参数要进行实测，这不但关系到PAS计算的精度，也关系到系统的保护整定计算和

9、补偿度的合理调整，有利于电网的安全、稳定运行。 2.3 调度员潮流 调度员潮流是电网分析应用软件最基本的应用之一。通过在线潮流计算，可以随时进行方式的调整，使有功分配更合理。通过使用估计数据进行潮流计算，可使调度人员对未来进行的方式安排有个理论依据，它比离线计算更准确、更可靠、更能真实地反映电网状态。 根据运行维护情况，总结认为:在线潮流计算误差来源主要有3个方面:状态估计的误差；从合环操作前做状态估计取电网断面，到合环操作后取实际潮流这一段时间内，系统状态发生了较大变化；潮流计算本身的误差。 针对遇到过的问题，总结误差计算的经验如下: （1）各厂站的测量应保证足够的准确性；同时，由于遥测、遥

10、信的上传速度不同，所以进行SCADA映射应在方式改变、实际潮流稳定以后再进行。 （2）状态估计合格率要高，可疑数据要少，尤其实际操作所涉及到的供电区域的遥测估计合格率一定要保证，因状态估计合格率对调度员潮流准确性有较大影响。 （3）模拟操作与现场实际操作时间间隔要尽量短，尤其对于合环操作，时间间隔越短，误差就越小，模拟计算结果对运行操作的指导意义就越大；反之，时间间隔越长，电网实际运行状态变化越大，计算结果与实际相差就越大。（4）在使用调度员潮流模块对实际电网进行分析和实时比较时，有时还有必要了解非地调管辖的上一级电网的操作情况，因为220 kV及以上电压等级线路的投停或方式变化，会对周围小区

11、域电网的潮流造成较大影响，从而加大了110 kV电网合环计算的统计误差。 24 负荷预报 负荷预报是根据历史负荷数据、气象条件、突发事件等因素，计算预报未来几天的系统负荷，利用保存的系统负荷实际值和预报值进行预报误差分析，自动修正预测模型参数，可以查询任意一天的历史负荷数据；显示指定日期的预报误差，对指定时段进行误差分析，并显示分析结果。 实际应用中，影响负荷预测准确率的因素有以下几点：（1）一些特殊的用户如钢厂和一些比较大的用户生产缺乏规律，使得生产变化情况无法事前掌握；（2）气象突变和预报不准；（3）电网负荷增长较快，往年历史数据的参考价值不大；（4）远动数据精度对负荷预测有较大影响。 由

12、于泰州地调的负荷受多种不确定因素影响，而且存在随机性很大的地方小电厂或冲击负荷(如钢厂)，负荷预测的精度既要满足省调电网的要求，还要满足地调电网的要求。因此，地调网供负荷预测的难度很大。基于这些原因，PAS系统采用了程序预测与人工干预相结合的方法进行负荷预测，既可以在画面上直接选取一条较好的预报结果通过鼠标拖动曲线或上下平移曲线进行修改，也可以在数据库中对曲线分段乘系数进行人工修正，从而提高了准确性。 2.5 调度员仿真培训 调度员仿真培训能模拟电力系统的静态响应以及事故恢复过程，让调度员在仿真环境中进行操作、事故处理及系统恢复的培训，掌握EMS的各种功能，熟悉各种操作；应用该模块还能进行电网

13、运行方式的研究和制定、继电保护和安全自动装置整定配置的研究等，该模块的应用主要体现在以下两点： （1）对调度员的培训。在不影响系统正常运行的情况下，对新调度员进行使用SCADA/EMS中各种应用软件的训练,以及调度专业的基本操作和基本技能的培训,使调度员熟悉泰州电网结构，基本运行方式及电网的物理特性，掌握调度规程及各种基本操作，特别是负荷潮流的调整。例如调整变压器挡位，静止补偿设备的投切、变电站的倒负荷、电网的合环和解环等。此外，开展紧急情况下的事故处理训练、事故后系统的恢复操作训练及典型事故分析演习训练。例如220kV唐子变110kV母线故障导致北部电网失压，重负荷线路跳闸造成部分线路过载、

14、保护拒动越级变电站失压等事故处理，使调度员了解各类事故发生的全过程，掌握事故发生的原因、事故过程中的现象和正确的事故判断处理方法，经过吸取经验教训，掌握泰州电网的薄弱环节，提高正确判断、分析、处理各种事故的能力，增强处理事故时的自信心。 （2）非调度人员的使用。调度员培训仿真模块具有与实际电网一致的仿真环境，并有灵活方便的交互式人机会话，可以模拟实际电网的物理过程。通过使用调度员培训仿真模块，负责电网运行方式的人员可以开展电网运行方式合理性的分析、节日或特殊时期电网方式的研究，以及新设备投运对系统的影响的研究，并可开展事故分析、反事故演习和编排反事故预案的研究；继电保护人员可以开展继电保护和安

15、全自动装置整定配置的研究；变电站运行人员可以进行电网结构和继电保护的培训。 3 结语 PAS高级应用软件的应用，有利于自动化人员根据状态估计结果对自动化系统的薄弱环节进行监控和维护。潮流计算软件计算速度快、计算精度较高，分析结果直观，是运行方式安排及无功电压管理的有利工具。调度员在日常系统运行指挥操作过程中，通过使用PAS高级应用软件，不但加深了对电网的认识，而且处理事故能力也得到了提高，使其逐渐由“经验型”向“科学型”转变。相信随着进一步对PAS高级应用软件使用和管理的加强，使其功能更具完善，PAS高级应用软件将为电网的安全、稳定、经济运行发挥更大的作用。 参考文献 1于尔铿等着. 能量管理

16、系统(EMS)M.北京：北京科学出版社，1998电力调度自动化系统高级应用软件（）的维护摘要 本文主要讲述电网调度自动化系统高级应用软件，维护人员应了解掌握的维护要点以及维护的目标，并列举几个实例进行说明。关键词 自动化 软件 维护 一、引言 电力调度自动化系统高级应用软件(PAS)的功能主要是利用调度自动化系统SCADA采集的电力系统各种信息，在实时型和研究型模式下，对电力系统的运行状态进行分析，帮助调度人员了解和掌握电力系统的实际运行状态，预测和分析电力系统的运行趋势，对电力系统运行中发生的各种问题作出正确处理。PAS在提高电力系统的安全性和经济性方面，正发挥着日益重要的作用。为了有利于P

17、AS的运行、维护，下面介绍电力调度自动化维护人员应注意掌握的PAS维护要点。 二、电力调度自动化系统高级应用软件维护要点 (一)系统配置 要根据调度自动化系统的实际情况进行系统配置。系统配置的内容应该包括：环境配置；网络配置；目录结构配置；主要进程配置；用户及角色配置 任何一部分的疏忽和遗漏，都会造成电力调度自动化系统高级应用软件无法正常启动。 (二)初期建模 初期建模是PAS的基础。通过建模将电网各元件的电气关系填入PAS网络数据库中，为应用软件进行网络分析计算提供基础条件。在图库一体化的调度自动化系统中，PAS与SCADA系统共用数据平台，绘图建模的作用是建立计算的静态模型。绘图建模规范化

18、是维护工作的良好开端。与SCADA系统维护相比较，PAS系统基于SCADA系统，但在维护的严谨性上，高于SCADA系统。PAS绘图建模时要注意以下方面。 1.设备定义入库 在SCADA中，开关、刀闸信号是齐全的，但其他电网设备参数不一定设置正确。PAS要求新增任何一种元件(开关、刀闸、线路、变压器、电容、电抗、发电机等等)都要将其厂站及设备参数录入PAS数据库中，但在SCADA数据库中有些设备参数不需录入。在PAS系统中如果设备参数不齐全，电网的数学模型无法建立，PAS的各个模块的计算功能就无法正常应用。因此必须将线路、变压器、电容、电抗、发电机等电网设备的参数补齐。 其中要注意以下问题：正确

19、选择变压器图元高中低端的电压等级；开关刀闸类型的选择要适应其工作类型；联络线要注意保持其唯一性。同时必须根据实际物理系统的变化，随时更新设备参数。只有这样，PAS的各个模块的计算功能才能正常使用。 2.设备连接 孤立的设备是无法组成电网的。设备必须相互连接。一些先进的电力调度自动化系统往往是图库一体化的系统，即在画主接线图的过程中便可以完成数据库中各相关设备的连接关系设置。系统的维护首先要从绘图着手，在绘图中将设备有效的连接起来。 以下是几个绘图的要点：设备之间必须通过“连接线”连接，不可以使用线段、折线等；尽量使“焊点”相错开，不使用“多重焊点”，以免不能发现个别设备未正确连接的情况；使用拖

20、动拷贝功能时，不要拖出多余的设备；凡是设备代码、连接关系发生了变化，都必须重新进行连接关系计算。 3.量测量与设备的关联 在SCADA中量测量一般只需显示在画面，便能满足调度员监视的要求。但在PAS中量测量必须与设备相关联，才能正确参与计算。量测量与设备关联的常用做法是：绘图时在设备上有选择地映射量测量。比如：在母线上映射母线电压，在主变上映射主变档位，在进、出线开关上映射进、出线的有功、无功、电流。同时量测量还要遵循一些规则。比如有功、无功要遵循“进母线为负，出母线为正”的原则确定符号。 (三)模块维护 在维护工作中要充分利用PAS的各个模块的功能。通过查询PAS计算结果，不仅可以方便调度员

21、了解和掌握电力系统的运行状态并分析决策，也可以为自动化人员维护提供参考依据。1.网络拓扑 网络拓扑是PAS所有分析计算的基础，首先要做好该模块的维护。可以通过分析网络设备的带电状况来判断网络拓扑模块是否正常。比如网络拓扑模块的“死岛信息”，提示了在电力系统中全网的电力设备分为哪几部分，各部分带电情况如何。 进行“网络拓扑”操作后，应检查全网设备是否正常带电： (1)如果全网带电状况不正常，应检查“平衡母线”是否运行、设备配色是否正常、是否对潮流图和全网图进行过连接关系计算，并根据具体情况进行处理。 (2)如果局部设备带电状态不对，首先应检查供电路径的开关刀闸的位置状态是否正确，并根据实际开关刀

22、闸的分合状态修正开关刀闸位置状态；其次应检查首个不带电设备的连接关系，检查其相邻端的元件代码和元件号是否正确，并根据具体情况修正连接关系。 (3)如果全网设备带电状况正确，则表明网络拓扑模块正常，可以进行下一步的维护。 2.状态估计 状态估计为其他高级应用计算提供准确的网络实时数据模型。它根据SCADA实时遥测遥信数据进行分析计算，得到一个相对准确和完整的运行方式，同时对SCSDA实时遥测遥信进行校验，提示出可能不正常的遥测遥信点。比如：状态估计模块的“量测粗检测”提示了可疑数据、母线不平衡量测、两侧不平衡支路等等信息。借助这些信息，维护人员应有的放矢地检查系统、核实现场，往往可以作出有价值的

23、分析判断。 进行“状态估计”操作后，应检查状态估计计算是否收敛、考核记录是否优良。 (1)如果状态估计计算不收敛，或考核记录较差，首先应检查迭代信息，找出有功、无功残差最大点位置，并对该位置对应的设备参数错误、量测错误、开关刀闸位置状态错误等问题进行处理；其次检查粗检测信息、坏数据信息，找出不合理设备参数、不合理开关刀闸位置状态、不平衡量测或量测模型错误，并进行处理。电网自动电压控制（Automatic Voltage Control，简称AVC）每一个发电厂和变电站都通过一种叫做电力系统型的电压无功调整控制装置（VQC）自动调整无功出力和变压器使用的分接头，它在电网规定的电压约束下，注入电网

24、的无功值为电网要求的优化值，从而使全网（含跨区电网联络线）的无功潮流优化，电压达到优质、网损达到最小的功能叫做AVC。这种VQC的集成叫做AVC装置。 传统的AVC是集中控制型，即在电网调度自动化系统（SCADA/EMS ）与现场调控装置间闭环控制实现AVC。基于经济压差电网优化电压无功潮流算法的AVC装置，可做成集中控制型，也可做成分散控制型或混合型。所谓分散控制型，是指单独在现场的电力系统型电压无功控制装置上的计算模块与调控模块间闭环控制实现AVC。电压无功自动化控制早期是以VQC设备为主，主要是实现变电站侧的闭环控制，随着无人值班变电站的大量投入运行，VQC设备作为1套独立运行的设备，其

25、运行状态、运行质量均处于不可控状态。AVC是近期发展的电压、无功自动化控制系统，通过采集站内母线电压、电容器、主变压器分接头等信息以及结合调度自动化系统的高级应用中的潮流、无功优化等实现全网、区域电网、变电站三层的开环控制和闭环自动控制，实现多种方式的电压、无功控制策略的软件系统。无功电压AVC控制系统（河海大学电力软件）福州电网无功电压 AVC 控制系统是建立在调度自动化系统山东鲁能 iS500 上面的高级应用软件。该项目在 2002 年 9 月完成安装调试工作，对福州地区的 8 个 220kV 变电所， 25 个 110kV 变电站进行了全网闭环控制。从安装调试工作完成后闭环运行的一年多时

26、间里，运行稳定、效果显著，取得了不错的经济效益。 一、控制功能特点 1 、适应电网运行方式变化 本控制系统除了采集全网电压、功率外，还采集辅助开关量，自动进行电网运行方式判别，实施不同的无功电压优化运行方案。 2 、全网（集中）控制与分区分层控制相结合 本控制系统涉及的是 220kV 及以下电网级，由地调、县调负责的无功电压自动控制。在本控制范围内，采用分区分层控制与全网控制相结合，先全网后分区再分层，全网保分区分层的控制策略，来达到无功分区分层就地平衡，稳定全网电压，主变分接开关动作次数最少，电压合格率最高。 3 、集中控制与分布执行相结合 近年来，随着电网调度自动化水平的不断提高和电网一次

27、设备的更新换代，特别是计算机运行速度的提高和计算机网络技术的发展，使得地区电网实施全网无功电压优化运行集中控制在硬件基础上实现软件自动控制成为可能。本控制系统根据电网运行状况，集中形成控制指令，然后发送至各控制点，各控制点并发执行指令。 4 、无功平衡稳定电压与分接开关调节电压相结合 本控制系统首先通过无功功率分层就地平衡来稳定电压，并维持电压在一定水平，当电压还达不到要求时，再辅以调节主变分接开关。所以本控制系统的投入可以确保本地区无功补偿设备的最大投入，对整个电力系统的无功平衡和电压稳定起着基础性、根本性的作用。 5 、保电网安全与无功电压控制相结合 电网安全包括设备安全和系统稳定安全。本

28、控制系统引入了设备的保护信号和其他用户自定义信号，实现对设备的可靠闭锁。在确保设备安全方面做了充分的考虑，并已作应急处理。例如电容器连续投切、主变分接开关 “ 滑档 ” 、检修、 PT 断线、低电压等。 电力系统电压和无功电力技术导则指出 “ 电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件 ” ，本控制系统最大限度的实施无功补偿和无功平衡，维持正常电压水平，尽量避免了由于电网缺乏无功功率，运行电压低，有可能产生电压不稳定现象，甚至造成电网电压崩溃的后果。 6 、潮流计算、灵敏度分析与专家系统规则判别相结合 普遍情况下本控制系统的优化控制根据潮流计算、灵敏度分析的结果进行优化控制，如果当前

29、电网无法进行潮流计算（比如无法实现 PAS 应用的部分县局用户）则用 “ 专家系统规则 ” 来判断执行。所以本控制系统执行效率极高，不会出现 “ 模糊 ” 的指令。 二、运行效果 该控制系统设计合理、先进，运行稳定可靠，能达到各项考核指标的要求，产生了可观的经济效益和社会效益。归纳起来有以下几个方面： 1 、该系统优化后通过控制 220kV 及以下变电站的主变分接头和电容器的自动投切来满足无功功率的合理分布，以达到区域范围内的就地平衡，减少电能损耗。 2 、 10kV 母线电压值可自动调整控制在 1010.7kV 范围内，满足电压质量。 3 、地区网供功率因数满足系统要求，提高了电容器无功补偿

30、设备的利用率。 4 、优化各级变电站有载调压分接头开关的动作次数。 5 、减轻了集控中心值班人员劳动强度，避免了人为误差，真正实现了全网无功电压实时控制，完善并提高了无人值班变电所自动化水平。 6 、本系统由纯计算机软件构成，免除了硬件维护。 7 、本控制系统安全可靠 本控制系统自适应功能强，如自动纠错、自动闭锁、自动形成相关动作数据等；安全控制功能强，如遇突发事件，控制系统会自动处理，不会发出影响电网与主设备安全的操作指令；人机界面友好，操作简便，安全可靠。 8 、安全效益可观 由于本控制系统不增加任何硬件装置或者说减少了 VQC 硬件装置，这也就减少了设备安全运行故障的机率，从保证电网安全

31、的角度来讲，其经济效益也是巨大的。 9 、连带效应 本系统的投入使用，不仅合理充分地使用了调压设备和无功补偿设备，提高了电压质量，降低了输电网损，增加了设备出力，连带产生了以下效应： （ 1 ）准确地掌握了主变分接头开关、电容器开关每年每月每日动作次数，为最大限度的发挥设备潜力和设备检修提供了依据。 （ 2 ）变电站无功调度电压控制综合优化调节系统是一套图文并茂的现场实时培训系统，提高了调度、集控人员运行管理水平。 （ 3 ）变电站无功调度电压控制综合优化调节系统的实施加速了远动设备建设与改造及 “ 四遥 ” 功能实现，促进了调度自动化 SCADA 系统数据采集的完善。 （ 4 ）变电站无功调

32、度电压控制综合优化调节系统的实施促进了电容器的配制、电容投切开关的更新、有载变覆盖面的扩大及其有载分接开关的性能的提高。 三、项目效益分析 现对项目的效益分析如下： 2 、项目的其他隐性效益： 2 1 本项目可以在很短的时间很方便地实现无功电压二级协调控制，大大提高了无功资源的合理分配和可靠利用。 2 2 节省了因各变电站就地安装 VQC 而花费的资金。 附件一：项目显性效益投入产出比计算说明 项目的显性效益投入产出比计算公式如下： n RIO 1 ： (Ei-Ci)/K i=1 K 为项目的总投资（元） Ei 、 Ci 为项目运行寿命第 I 年的直接收效和运行成本（元） n 为项目运行寿命（

33、年） 本项目的投入产出比计算如下： 本项目总投资为： k275 万元 附录 1 一.SCADA系统概述：SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同

34、应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不

35、同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。二SCADA系统发展历程SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADA系统发展到今天已经经历了三代。第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。第二代是80年代

36、基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，操作系统一般是通用的UNIX操作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCA

37、DA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备，预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业化运营的需要。SCADA系统在电气化铁道远动系统的应用技术上已经取得突破性进展，应用上也有迅猛的发展。由于电气化铁道与电力系统有着不同的特点，在SCADA系统的发展上与电力系统的道路

38、并不完全一样。在电气化铁道远动系统上已经成熟的产品有由我所自行研制开发的HY200微机远动系统以及由西南交通大学开发的DWY微机远动系统等。这些系统性能可靠、功能强大，在保证电气化铁道供电安全，提高供电质量上起到了重要的作用，对SCADA系统在铁道电气化上的应用功不可没。三SCADA系统发展展望：SCADA系统在不断完善，不断发展，其技术进步一刻也没有停止过。当今，随着电力系统以及铁道电气化系统对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展，为SCADA系统提出新的要求，概括地说，有以下几点：1SCADA/EMS系统与其它系统的广泛集成SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源，为EMS系统提

39、供大量的实时数据。同时在模拟培训系统，MIS系统等系统中都需要用到电网实时数据，而没有这个电网实时数据信息，所有其它系统都成为“无源之水”。所以在这今十年来，SCADA系统如何与其它非实时系统的连接成为SCADA研究的重要课题；现在在SCADA系统已经成功地实现与DTS（调度员模拟培训系统）、企业MIS系统的连接。SCADA系统与电能量计量系统，地理信息系统、水调度自动化系统、调度生产自动化系统以及办公自动化系统的集成成为SCADA系统的一个发展方向。2变电所综合自动化以RTU、微机保护装置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电所的占地

40、面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。变电所的综合自动化已经成为有关方面的研究课题，我国东方电子等公司已经推出相应的产品，但在铁道电气化上还处于研究阶段。3专家系统、模糊决策、神经网络等新技术研究与应用利用这些新技术模拟电网的各种运行状态，并开发出调度辅助软件和管理决策软件，由专家系统根据不同的实际情况推理出最优化的运行方式或出来故障的方法，以达到合理、经济地进行电网电力调度，提高运输效率的目的。4面向对象技术、Internet技术、及JAVA技术的应用面向对象技术（OOT）是网络数据库设计、市场模型设计和电力系统分析软件设计的合适工具，将面向对象技术（OOT）运用于SCADA/EMS系统是发

41、展趋势。随着Internet技术的发展，浏览器界面已经成为计算机桌面的基本平台，将浏览器技术运用于SCADA/EMS系统，将浏览器界面作为电网调度自动化系统的人机界面，对扩大实时系统的应用范围，减少维护工作量非常有利；在新一代的SCADA/EMS系统中，传统的MMI界面将保留，主要供调度员使用，新增设的Web服务器供非实时用户浏览，以后将逐渐统一为一种人机界面。JAVA语言综合了面向对象技术和Internet技术，将编译和解释有机结合，严格实现了面向对象的四大特性：封装性、多态性、继承性、动态联编，并在多线程支持和安全性上优于C+，以及其它诸多特性，JAVA技术将导致EMS/SCADA系统的一

42、场革命。2.目前突出的问题2.1系统功能不强，远未达到智能化目前国内供水企业的SCADA系统大多只能实现实时监测（遥测、遥信），监测生产和管网状况，进行基本的数据处理、存储、显示、画曲线和汇成报表，只有少数具有数据统计分析、优化调度辅助、供水量预测以及最简单的遥控功能，而完善的SCADA系统功能应包括智能分析、调度决策、远程遥控，得出最优调度方案并付诸实施，涉及复杂的软硬件技术。缺乏行业技术人员参与软硬件开发研制，使系统不能融汇供水技术和运行经验，加上控制设备的稳定性和可靠性达不到要求，使得系统未能达到预期效果。2.2系统基础数据欠准确传感器仪表是系统配套使用的重要组成部分，国内大多数仪表厂家

43、生产的产品基本可以满足行业需求，但较多的仪表质量不稳定，维护校验工作也跟不上，数据失准。加上远程传送质量的问题，造成掉数据，影响了系统性能。2.3系统不开放系统的软硬件供货商、生产厂家之间是封闭的、技术上互不开放，而供水企业之间又是地域性的，相互之间缺乏竞争和交流，推动系统技术规范化、标准化的市场并未形成。系统不开放，通信协议、设备接口不标准等，使得用户不能随意自己选购设备，作出比较，提高系统性能，这些都制约了系统技术的发展。各企业使用的设备有国产的、进口的，规格标准都不尽相同，而SCADA系统又很多都是在现有设备基础上开发的，实际应用过程中有很多困难，使系统难以发挥最佳效用。2.4应用水平不

44、高行业内对供水调度系统应用并无统一标准，加上各企业都是依据自身实际开发系统，规模不同、生产工艺不同、机构职能不同造成了系统功能划定不同，使用人员要求不同。不利于专业人员的交流、培养，提高专业素质，限制了使用人员发现问题，完善改进系统功能。各企业对系统的重视和投入不同，配合系统制定相应的管理制度不同，并未就如何发挥系统功能形成一个统一的标准，也是造成应用水平不高的原因。系统的改进是要用户和开发商共同努力、相互配合的，应用水平不高使得开发商难以得到好的反馈意见。3.有关的建议SCADA系统在供水行业应用中出现的问题有其行业特殊性，与其它行业不同，只有多年从事这方面研究、应用工作的人员才深有体会，笔

45、者也就此咨询过有关专家的意见和建议：3.1加大投入，系统升级企业应高度重视先进技术的开发应用。借助先进的管理手段，确实能降低能耗、控制成本、优化调度，安全、高效、合理、经济运营，经济效益和社会效益非常明显。不合理的生产、盲目的指挥而造成的浪费和损失完全可以避免。企业应高起点规划设计，把原来功能单一的系统升级，找有实力、专业的开发商合作开发新的功能强大的供水调度系统。并借助已有的供水数据库，综合多学科专业人员开发调度决策系统和各项供水指标的分析系统，增强系统功能。选择可靠的控制设备，特别是管网流量和压力控制设备，完善远程控制系统，平衡管网压力，保障供水，增强对突发事故的反应能力。只有不断地投入、

46、不断积累、不断更新，形成一个依靠科技、应用新技术的行业风气和巨大市场，才能推动SCADA系统技术的研究、开发，整个行业也就能得到更多的先进技术带来的种种好处。设备供应商和系统开发商与用户之间是相互依赖、相互促进的关系。行业协会也应该意识到这一点，组织一些针对性的交流会，引导大家加强合作。3.2制定系统专业技术标准与规范要促进系统技术的发展，必须有一个良好的竞争环境。而系统技术的不开放，功能要求不一，通信协议、接口不标准等都制约了良性竞争机制机制的形成，所以必须制定系统专业技术标准与规范。有了这些标准，将使供水调度系统的开发和使用有一个正式依据。为用户按一定的尺度、标准去选择、衡量系统、产品提供

47、了可能；有利于用户对系统的优化。同时为科研单位、生产厂家在供水调度系统的开发研制的公平竞争提供了可能性，通过市场竞争优胜劣汰。从而使系统的研制、开发、使用、完善步入一个良性循环，使系统技术应用向规范化发展。系统专业技术标准与规范的制定工作可参考其他行业的做法。有了系统的专业技术标准与规范，还必须在全国范围内建立具有权威性的专业管理机构。有关部门也应加强引导，相互配合，进一步加强行业的技术交流活动，通过召开技术研讨、产品展示、现场技术鉴定会等形式，使先进的、好的技术自然而然成为标准，不断涌现，引领系统技术的发展趋势。让用户选择、让同行赶超、让权威鉴定。3.3重视人才，培养人才无论是系统的开发和使用，都需要高素质、专业的人才队伍。企业应多选派专业人员学习先进的技术、进行技术交流，开阔眼界，提高对系统技术发展趋势的认识，找出现有问题，进行技术革新，赶上潮流，适应新形势的要求，同时也找出自身的不足，鞭策自己不断提高业务水平和系统应用水平。科技应以人为本。4SCADA系统在供水行业的发展近年来，SCADA系统在供水行业的应用虽然受到种种因素的影响、制约，但发展还是比较快的，特别是软件技术方面比较突出，表现在：增强了数据分析能力，有辅助决策功能。已经有个别企业