电力系统自动化数据采集系统.ppt

2.3 电力系统自动化数据采集系统 2.3.1模拟量采集系统 （1）传感器 （2）多路切换开关（MUX） （3）采样保持器（S/H） 采样定理： （4）模/数转换器（A/D） 2.3.2数字量输入输出通道 电力调度自动化系统中，除了处理大量的模 拟量信号外，还要处理一些数字量信息。这些数 字量信息包括开关量、脉冲量、数字式仪表输出 的二进制数码等。 1、数字量输入通道 2.4 调度自动化SCADA系统 2.4.1 SCADA基本功能 数据采集与传输 数据采集与传输功能是由位于电网调度控制 中心的主站计算机系统和位于远方电厂、变电站 的RTU及相关的信息传输通道共同完成的。 事故追忆功能 此项功能是调度员能够在电网发生事故后， 及时了解事故前后发生的电网事件序列。它能它 使调度员在一个特定的事件（扰动）发生后，可 以重新显示扰动前后系统的运行情况和状态，以 进行必要的分析。 历史数据存储 实时数据库中的任何数据都可以被保存到系 统的历史数据库中。 报表功能 一般SCADA系统都具有较强的报表功能， 能方便的提取历史数据库的数据。 特殊运算功能 特殊运算功能就是对某些直接采集到的数据 进行某种数学运算，得到一些不能直接采集到和 由于某种原因没有采集到的数据，以弥补测量系 统的不足，满足电网调度的需要。比如联络线潮 流总加、全网发电总功率，这类数据是SCADA 利用特殊运算功能得到的。 2.4.2 SCADA设计实例 1. 系统硬件结构配置 2. 系统的软件结构 分为三层:数据层、程序层和通信管理系统层。 2-1 电力调度自动化的基本组成及各部分的功能是什么？ 2-2 什么是标度变换？为什么要进行标度变换？ 2-3 什么是直流采样？直流采样的特点有哪些？ 2-4 什么是交流采样？交流采样的方式有哪些？ 2-5 简述电力调度自动化的功能。 * * 电力系统要采集的模拟量有电压U、电流I、频率f、功率P、温度T 等。 1.模拟量采集电路 模拟量采集电路 作用：把温度、压力、转速等非电量或电压、电 流、功率等电量转化为电压或电流的弱电 信号。 输入信号：被测参数 输出信号：与输入量成正比的电压或电流信号。 作用：在一个特定的时间内，只允许一路模拟信号输入到A/D转换器，从而实现分时转换的目的。 适用场合：转换速度不高。 目的：简化电路，节省成本。 结构图： 作用：当输入信号变化时，要求输出信号跟随输 入信号的变化进行间隔采样，并且在两次 采样之间保持上一次采样结束时的状态。 结构图： 作用：将模拟量转换成计算机可以接收的数字量， 是影响数据采集精度和速度的主要因素之一。 结构图： 2.模拟量输出电路 模拟量输出电路 模拟量输出电路的作用，就是把计算机输出的数字量由数/模（D/A）转换成模拟量输出，去调节电力系统装置。 对于数字式仪表输出的二进制数码，由于提供的测量结果已是数字量，不必进行模数转换，可直接进入计算机。 其采集电路如下。 由脉冲电能表发出的脉冲量经光电隔离采用集电极开路形式输出，外加电源提取信号就可以了。 而开关量信号在物理属性上，不能与智能监控单元的输入端兼容，必须经过一定的电路转换环节，转换成计算机可以接收的二进制数字信号。 脉冲量采集电路 工作原理：辅助触点K闭合，数字量输出端为高 电平“1”；辅助触点K断开，输出端输 出低电平 “0” ，将开关量转换成数 字量，完成了开关量到数字量转换。 开关量输入电路 2、数字量输出通道 计算机输出的数字逻辑信号，不能直接去控制断路器、继电器和自动装置，需要将信号进一步隔离、放大，来驱动这些自动装置。其原理图如下: 只要通过软件使并行口PB0输出“0”，PB1输出“1”，则与非门输出低电平，光敏三极管导通，继电器的触点K闭合。 2.3.3数据采集与控制系统框图 不同的电网调度中心，因其所处的地域不同，所调度电网的范围和规模不同，功能也有差异，但数据采集与监控（SCADA)是各级电网调度自动化都应具备的基本功能，其功能可以分为以下几部分： （1）数据层主要包括实时数据库、历史数据库以及它们的存储历程。 （2）上层应用程序主要实现电力系统的各项功能并提供良好的人机接口和管理工具，方便用户使用。 （3）通信管理系统用于网络的管理和通信任务的管理，它对上层应用程序屏蔽具体网络细节，保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。