电力与地铁电力自动化系统.ppt

电力与地铁电力自动化系统,,提纲,电力自动化系统的发展电力系统中的自动化监控系统地铁系统中的自动化监控系统,电力监控系统的简称,电力监控系统又称为电力SCADA系统，英文为PowerSupervisionControlAndDataAcquisition,电力监控系统的发展,电力监控系统是在供电系统设备（如断路器、隔离开关）的远程状态监视、远程控制的需求的基础上发展起来的。自20世纪50年代我国就开始了电力控制系统等研究、开发工作。但是受硬件技术、通讯手段的制约，电力监控系统没有得到广泛的应用，通过电话传送命令的人工调度、指挥在电力系统长期存在，变电站大多数是以传统继电器为基础的继电保护系统。变电站是设有专人值班模式。,电力监控系统的发展,随着集成电路的发展，出现了以集成电路为基础的电力监控系统，各变电所内部设置一套带有I/O功能的RTU（RemoteTerminalUnit）设备，中心设置主站系统，采集各变电站数据进行监视。出现部分无人值班站。进入20世纪90年代，单片/单板计算机以及操作终端计算机在我国迅速普及，使得电力监控系统的应用走向新的阶段。110kV以下变电所大量出现无人值班站。继电保护系统也由传统继电器-〉智能保护单元-〉智能测控通讯保护单元逐渐发展起来。更多的I/O采集工作由保护单元直接完成。,电力监控系统的发展,电力监控系统主要的完成数据采集与控制，其特点是变电所分布分散，相互之间距离远，其所有变电所数据有区域调度中心统一监控，各变电所之间无联系。变电所与调度中心之间与设立专门的通讯网络，采用电力载波（模拟量）、数字扩频、音频等方式为主。通讯以串口为主。随着技术的发展，出现了通讯专用通道、专用光缆等方式。但目前为止并不普及。,电力监控系统的发展,在所内数据采集方面，大多数变电站继电保护设备采用成熟的串口数据通讯方式进行采集，其大部分I/O数据通过具有通讯采集功能的继电保护单元进行采集，对于没有智能设备的设置公共I/O单元。变电所内继电保护单元、电度表等智能设备或采取集中组屏安装方式（受环境影响），或采集开关柜上直接安装方式。,电力监控系统的发展,变电所内设置独立的监控系统（无人站有不设的情况）；通讯规约由RTU通讯单元完成，通讯通道一般要求冗余，TRU通讯单元应支持多规约多串口。常用通讯规约CDT，SC1801规约，IEC870-5-101/102/103/104规约，DNP3.0规约等，调度通讯一般不采取Modbus规约。,电力监控系统的发展,现今电力系统变电站的监控系统技术成熟，进行稳定阶段，其工程实施的模式一般有两种。以变电所继保二次设备为基础，带监控系统统一招标施工。一次设备有专业施工安装单位负责。以变电所各系统为单位，分开招标施工，施工有统一的安装单位整体负责。,电力监控系统的特点,以成熟的接口技术为主体设计方案，各设备接口简单明了。没有大量、频繁的控制，越上层的调度，越主要关心开关的运行状态，和主要的报警信息，力求数据量小且稳定。,地铁电力监控系统的发展,北京地铁1号线上世纪60年代开通运营，进40年来一直以来都是有人值班，独立运行，中心对电力系统的指挥调度是通过电话进行的。设备的状态是无法反映到中心的。是继电器保护方式。直到上世纪90年代，对其进行了设备改造，由英国一家公司提供，采用新老结合的方式进行，即既有微机保护设备，也有继电器保护方式并存。通讯通道采用串行接口，光纤通道方式。中心也没有组网。本世纪进行了新的改造，新老结合的方式继续沿用，继电保护更新和设备，整个系统采用网络结构。,地铁电力监控系统的发展,广州地铁1号线电力监控系统采用的德国西门子公司的设备，采用了集中管理分散布置的模式。由主控单元、下位监控单元、继电保护单元、通讯网络构成，变电所与中心之间通过双RS422口借助OTN网络构成。中心设置双通道切换装置。中心由两个网络构成，用于连接主机、备机、模拟屏、时钟的SINECH1和用于连接各监视工作站ETHERNET构成。反映了当时电力监控的主流技术，开始运用微机保护装置，受当时技术所限，站内大量的运用了变送器，通讯方式也比较慢。,地铁电力监控系统的发展,北京地铁13号线建设于21世纪初期，建立在微机继电保护系统、网络技术取得飞速发展的基础上。采用了分布式的结构，大量应用了及保护、测量、控制为一身的微机综合保护测控单元，应用了包括5M光纤Arenet，12MProfibus-DP,Modbus等大量的现场总线技术。采用2ME1通道和路由器与中心连接，中心设置服务器，采用10/100M以太网组成中心局域网，购车功能中心系统。该系统采用电力监控系统为主的方式，但加入的环控系统数据的监视和控制，为以后系统集成监控开创了先河。其率先采用了网络化的通讯通道，真正实现了分层分布式电力监控系统。,地铁电力监控系统的发展,深圳地铁1号线一期工程在北京13工程的基础上实现了飞跃，做到了电力、环控、火灾报警系统同一平台的多系统监控，其设计原则也有以电为主转变为以人为主，以地铁环境为主。其即时对电力监控系统的整体稳定性的肯定，也是地铁工程在中国飞跃发展的标志。车站变电所监控系统采用了比北京13号线更简化和稳定的串口通讯为主的结构，1500V保护设备使用了DP总线方式，其通讯控制器接入不同通讯规约达到13个。车站和中心之间通过OTN提供的双冗余10M以太网接口进行连接。控制中心组成局域网，系统中分别设置环调，电调操作员站，同平台分别监视不同系统，服务器和工程师站可监视全部系统数据。车站设计监控系统也监视本车站数据，车控室IBP盘的设计、设置和实施，为全国地铁系统开创了新的技术和标准（广州最先出现IBP盘）。中心和车站服务器、操作员站、通讯控制器运行在同一平台下，通讯和数据传送速度达到了新的高度。其全线车站监控数据达到157000点物理点，这在当时是个极大的突破。,地铁电力监控系统的发展,广州地铁3、4、5号线主控监控系统代表了国内地铁监控系统的最新趋势和最高水平，主控系统集成和互联了十几个子系统，消除了地铁系统中的信息孤岛。在其电力系统中以太网通讯的应用逐渐崭露头角，国际电力领域最新规约IEC-61850在广州5号线中开始了应用，预示着新的通讯技术开始萌芽。,地铁电力监控系统的特点,通讯大量数据的通讯。接口设备多样接口复杂。冗余能想到的地方都冗余（这个夸张了点）控制频繁且有规律，有定时程控设计（最后没有使用）。报表用电量为主，辅助分析功能要求强大。用户全线用户统一管理，在线专人动态分配。维护投运之后就黑白颠倒,工作大部分在晚上。电调晚上忙得要的要命。,地铁电力监控系统发展的趋势,观点1.以稳定、简单为主导，去掉多余的功能，返朴归真。观点2.成为新技术的试验田，大量新的要求和新技术不断出现（和上面的矛盾，可讨论）发展为没有车站通讯处理单元，只有连接交换机，控制中心可以和所有车站的每个设备通讯，通讯采用以太网，电力监控系统直接在中心做了可能会出现小型的区域中心，35个站设置一个值班区间，值班人员可在值班点监视本区间内变电所的信息。,地铁变电所监控系统的构成,北京1号线。北京10号线深圳地铁2号线看图说明，进行讨论,