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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、
2、并联电容 器的投切等操作。,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
3、度中心主站处理信息并作出调度决策,3、信息传输通道,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050V 时，经电压变换器变换、12位A/D转换器转换后输出为1638，
4、求其实际电压。,代入公式：,2传感器,传感器就是把非电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
5、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。,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：05V，010V,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。,
6、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（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。,
