電力與地鐵電力自動化系統

電力與地鐵電力自動化系統

1提綱電力自動化系統的發展電力系統中的自動化監控系統地鐵系統中的自動化監控系統提綱電力自動化系統的發展2電力監控系統的簡稱電力監控系統又稱為電力SCADA系統，英文為PowerSupervisionControlAndDataAcquisition電力監控系統的簡稱電力監控系統又稱為電力SCADA系統，英文3電力監控系統的發展電力監控系統是在供電系統設備（如斷路器、隔離開關）的遠程狀態監視、遠程控制的需求的基礎上發展起來的。自20世紀50年代我國就開始了電力控制系統等研究、開發工作。但是受硬件技術、通訊手段的制約，電力監控系統沒有得到廣泛的應用，通過電話傳送命令的人工調度、指揮在電力系統長期存在，變電站大多數是以傳統繼電器為基礎的繼電保護系統。變電站是設有專人值班模式。電力監控系統的發展電力監控系統是在供電系統設備（如斷路器、隔4電力監控系統的發展隨著集成電路的發展，出現了以集成電路為基礎的電力監控系統，各變電所內部設置一套帶有I/O功能的RTU（RemoteTerminalUnit）設備，中心設置主站系統，采集各變電站數據進行監視。出現部分無人值班站。進入20世紀90年代，單片/單板計算機以及操作終端計算機在我國迅速普及，使得電力監控系統的應用走向新的階段。110kV以下變電所大量出現無人值班站。繼電保護系統也由傳統繼電器-〉智能保護單元-〉智能測控通訊保護單元逐漸發展起來。更多的I/O采集工作由保護單元直接完成。電力監控系統的發展隨著集成電路的發展，出現了以集成電路為基礎5電力監控系統的發展電力監控系統主要的完成數據采集與控制，其特點是變電所分布分散，相互之間距離遠，其所有變電所數據有區域調度中心統一監控，各變電所之間無聯系。變電所與調度中心之間與設立專門的通訊網絡，采用電力載波（模擬量）、數字擴頻、音頻等方式為主。通訊以串口為主。隨著技術的發展，出現了通訊專用通道、專用光纜等方式。但目前為止并不普及。電力監控系統的發展電力監控系統主要的完成數據采集與控制，其特6電力監控系統的發展在所內數據采集方面，大多數變電站繼電保護設備采用成熟的串口數據通訊方式進行采集，其大部分I/O數據通過具有通訊采集功能的繼電保護單元進行采集，對于沒有智能設備的設置公共I/O單元。變電所內繼電保護單元、電度表等智能設備或采取集中組屏安裝方式（受環境影響），或采集開關柜上直接安裝方式。電力監控系統的發展在所內數據采集方面，大多數變電站繼電保護設7電力監控系統的發展變電所內設置獨立的監控系統（無人站有不設的情況）；通訊規約由RTU通訊單元完成，通訊通道一般要求冗余，TRU通訊單元應支持多規約多串口。常用通訊規約CDT，SC1801規約，IEC870-5-101/102/103/104規約，DNP3.0規約等，調度通訊一般不采取Modbus規約。電力監控系統的發展變電所內設置獨立的監控系統（無人站有不設的8電力監控系統的發展現今電力系統變電站的監控系統技術成熟，進行穩定階段，其工程實施的模式一般有兩種。以變電所繼保二次設備為基礎，帶監控系統統一招標施工。一次設備有專業施工安裝單位負責。以變電所各系統為單位，分開招標施工，施工有統一的安裝單位整體負責。電力監控系統的發展現今電力系統變電站的監控系統技術成熟，進行9電力監控系統的特點以成熟的接口技術為主體設計方案，各設備接口簡單明了。沒有大量、頻繁的控制，越上層的調度，越主要關心開關的運行狀態，和主要的報警信息，力求數據量小且穩定。電力監控系統的特點以成熟的接口技術為主體設計方案，各設備接口10地鐵電力監控系統的發展北京地鐵1號線上世紀60年代開通運營，進40年來一直以來都是有人值班，獨立運行，中心對電力系統的指揮調度是通過電話進行的。設備的狀態是無法反映到中心的。是繼電器保護方式。直到上世紀90年代，對其進行了設備改造，由英國一家公司提供，采用新老結合的方式進行，即既有微機保護設備，也有繼電器保護方式并存。通訊通道采用串行接口，光纖通道方式。中心也沒有組網。本世紀進行了新的改造，新老結合的方式繼續沿用，繼電保護更新和設備，整個系統采用網絡結構。地鐵電力監控系統的發展北京地鐵1號線上世紀60年代開通運營，11地鐵電力監控系統的發展廣州地鐵1號線電力監控系統采用的德國西門子公司的設備，采用了集中管理分散布置的模式。由主控單元、下位監控單元、繼電保護單元、通訊網絡構成，變電所與中心之間通過雙RS422口借助OTN網絡構成。中心設置雙通道切換裝置。中心由兩個網絡構成，用于連接主機、備機、模擬屏、時鐘的SINECH1和用于連接各監視工作站ETHERNET構成。反映了當時電力監控的主流技術，開始運用微機保護裝置，受當時技術所限，站內大量的運用了變送器，通訊方式也比較慢。地鐵電力監控系統的發展廣州地鐵1號線電力監控系統采用的德國西12地鐵電力監控系統的發展北京地鐵13號線建設于21世紀初期，建立在微機繼電保護系統、網絡技術取得飛速發展的基礎上。采用了分布式的結構，大量應用了及保護、測量、控制為一身的微機綜合保護測控單元，應用了包括5M光纖Arenet，12MProfibus-DP,Modbus+等大量的現場總線技術。采用2ME1通道和路由器與中心連接，中心設置服務器，采用10/100M以太網組成中心局域網，購車功能中心系統。該系統采用電力監控系統為主的方式，但加入的環控系統數據的監視和控制，為以后系統集成監控開創了先河。其率先采用了網絡化的通訊通道，真正實現了分層分布式電力監控系統。地鐵電力監控系統的發展北京地鐵13號線建設于21世紀初期，建13地鐵電力監控系統的發展深圳地鐵1號線一期工程在北京13工程的基礎上實現了飛躍，做到了電力、環控、火災報警系統同一平臺的多系統監控，其設計原則也有以電為主轉變為以人為主，以地鐵環境為主。其即時對電力監控系統的整體穩定性的肯定，也是地鐵工程在中國飛躍發展的標志。車站變電所監控系統采用了比北京13號線更簡化和穩定的串口通訊為主的結構，1500V保護設備使用了DP總線方式，其通訊控制器接入不同通訊規約達到13個。車站和中心之間通過OTN提供的雙冗余10M以太網接口進行連接。控制中心組成局域網，系統中分別設置環調，電調操作員站，同平臺分別監視不同系統，服務器和工程師站可監視全部系統數據。車站設計監控系統也監視本車站數據，車控室IBP盤的設計、設置和實施，為全國地鐵系統開創了新的技術和標準（廣州最先出現IBP盤）。中心和車站服務器、操作員站、通訊控制器運行在同一平臺下，通訊和數據傳送速度達到了新的高度。其全線車站監控數據達到157000點物理點，這在當時是個極大的突破。地鐵電力監控系統的發展深圳地鐵1號線一期工程在北京13工程的14地鐵電力監控系統的發展廣州地鐵3、4、5號線主控監控系統代表了國內地鐵監控系統的最新趨勢和最高水平，主控系統集成和互聯了十幾個子系統，消除了地鐵系統中的信息孤島。在其電力系統中以太網通訊的應用逐漸嶄露頭角，國際電力領域最新規約IEC-61850在廣州5號線中開始了應用，預示著新的通訊技術開始萌芽。地鐵電力監控系統的發展廣州地鐵3、4、5號線主控監控系統代表15地鐵電力監控系統的特點通訊：大量數據的通訊。接口：設備多樣接口復雜。冗余：能想到的地方都冗余（這個夸張了點）控制：頻繁且有規律，有定時程控設計（最后沒有使用）。報表：用電量為主，輔助分析功能要求強大。用戶：全線用戶統一管理，在線專人動態分配。維護：投運之后就黑白顛倒,工作大部分在晚上。電調：晚上忙得要的要命。地鐵電力監控系統的特點通訊：大量數據的通訊。16地鐵電力監控系統發展的趨勢觀點1.以穩定、簡單為主導，去掉多余的功能，返樸歸真。觀點2.成為新技術的試驗田，大量新的要求和新技術不斷出現（和上面的矛盾，可討論）發展為沒有車站通訊處理單元，只有連接交換機，控制中心可以和所有車站的每個設備通訊，通訊采用以太網，電力監控系統直接在中心做了