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摘要：SCADA系統(tǒng)作為最先使用的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，其功能已經(jīng)基本上很完善了，但一些廠家仍然在大做數(shù)據(jù)庫的文章，由于計算機(jī)的飛速發(fā)展，SCADA系統(tǒng)也應(yīng)該向EMS/DMS系統(tǒng)擴(kuò)展。
關(guān)鍵詞：SCADAEMS應(yīng)用發(fā)展
1　概述
    作為電力網(wǎng)監(jiān)控軟件系統(tǒng)，SCADA是較早提出來的一種電力自動化系統(tǒng)。此時，SCADA的功能仍在不斷地擴(kuò)大和完善。SCADA系統(tǒng)功能發(fā)展的方向就是EMS系統(tǒng)，即構(gòu)成狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)分析計算與分配、系統(tǒng)設(shè)備操作、能源管理的一整套電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，這種模式的電力自動化系統(tǒng)是當(dāng)前電力自動化的發(fā)展方向。但在以后的幾十年中，將淘汰這種分配比較明確的模式，取而代之的是模糊化控制設(shè)備和智能化設(shè)備，這些設(shè)備將為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定提供更可靠的保障。
    目前SCADA系統(tǒng)在各種電力系統(tǒng)自動化學(xué)術(shù)理論和實踐方面，仍然存在許多不足，主要是電力傳感器的精度不高、反應(yīng)不靈敏、傳輸不精確和時間長等方面的影響，使得許多軟件不能得到校驗，延遲了系統(tǒng)自動化的發(fā)展。另外，就是軟件的設(shè)計方面，一些算法不能滿足系統(tǒng)快速計算的需要，而且誤差很大，不利于系統(tǒng)自動化的設(shè)計。所以，尋求好的算法和高精度的電力傳感器是加快發(fā)展SCADA/EMS系統(tǒng)的可靠前提。
    今天，由于計算機(jī)的飛速發(fā)展，SCADA系統(tǒng)也應(yīng)該向EMS/DMS系統(tǒng)擴(kuò)展。SCADA系統(tǒng)向EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，不僅使數(shù)據(jù)庫更加強(qiáng)大，更重要的是功能上完全滿足電力系統(tǒng)的電力調(diào)度需求。目前，一些電力調(diào)度自動化系統(tǒng)處于EMS系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)之間的一個過渡階段，有時候稱EMS系統(tǒng)，有時候也稱SCADA系統(tǒng)。現(xiàn)在市場上EMS系統(tǒng)都是這種模式--大功能的SCADA系統(tǒng)和不完善的EMS系統(tǒng)。
2　SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展
    標(biāo)準(zhǔn)的SCADA系統(tǒng)一般含有幾種數(shù)據(jù)庫，可分為Status Data、Analog Data、Accumulated Data、Application Data。對應(yīng)于現(xiàn)場運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫主要是YC、YX狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；YX、YC轉(zhuǎn)發(fā)庫；功率總加庫，電能計算庫，功率因數(shù)庫，歷史數(shù)據(jù)庫，采樣周期庫等。
    SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是非常龐大的，需要有專門的應(yīng)用程序來管理它，這樣就涉及到數(shù)據(jù)庫的管理和規(guī)劃了。
    SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫規(guī)劃有兩方面：一方面是系統(tǒng)硬件配置及功能規(guī)劃；另一方面是直接影響系統(tǒng)運(yùn)行狀況和使用值的數(shù)據(jù)庫規(guī)則。
SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫種類可分為：
    （1）靜態(tài)數(shù)據(jù)：①與控制系統(tǒng)硬/軟件配置有關(guān)的數(shù)據(jù)；②構(gòu)成電力系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)；③與接入系統(tǒng)的RTU硬/軟件有關(guān)的數(shù)據(jù)及含有信號的I/O口數(shù)據(jù)；④與廠程項目有關(guān)的參數(shù)；⑤系統(tǒng)布置的圖元數(shù)據(jù)。
    （2）動態(tài)數(shù)據(jù)：①實時采集數(shù)據(jù)；②控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)；③計算值和計算等效點(diǎn)有關(guān)數(shù)據(jù)；④歷史歸檔數(shù)據(jù)；⑤預(yù)測估算和研究開發(fā)數(shù)據(jù)。
    根據(jù)上述的數(shù)據(jù)分類，我們可以用它來模擬實際電網(wǎng)的運(yùn)行情況，也可充分地反應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行模型的特征，更能有效地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和分析當(dāng)前電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
    SCADA/EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用總體規(guī)劃(需要接入SCADA/EMS系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn))，根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)模和電網(wǎng)調(diào)度原則提出，而往往一個SCADA/EMS系統(tǒng)能夠承受的容量和提供的條件有限，需要協(xié)調(diào)。其方法為：選擇接入方式(因素：被監(jiān)控點(diǎn)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；被監(jiān)控點(diǎn)在電網(wǎng)的位置；監(jiān)控點(diǎn)與控制中心及測控點(diǎn)的通道條件；通道間的聯(lián)系條件；SCADA/EMS系統(tǒng)所能提供連接方式和使用條件限制)，監(jiān)控點(diǎn)組合通常使用MTU(Master Terminal Unit)為一單元進(jìn)行組合。編制接入系統(tǒng)地址數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)地址編排(包括MTU和RTU的地址定義)條件是每個MTU的出口，應(yīng)考慮有新的RTU接入；應(yīng)能綜合運(yùn)用各種通道；滿足各種類型的監(jiān)控系統(tǒng)。
    SCADA的數(shù)據(jù)組合方式一般應(yīng)按以下三種方式劃分：①以電網(wǎng)設(shè)備的屬性劃分信息；②以電網(wǎng)電壓等級劃分信息；③以信號的物理屬性劃分信息，如：P、Q、I等。
    SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可在線生成，也可離線生成。
    SCADA系統(tǒng)是一整套軟件系統(tǒng)，在地級調(diào)度上，甚至縣級調(diào)度上都明確規(guī)定了對其系統(tǒng)的各個模塊要求。模塊包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、狀態(tài)估計、調(diào)度潮流、負(fù)荷預(yù)測、無功和電壓優(yōu)化、靜態(tài)安全分析、安全約束調(diào)度、外部網(wǎng)絡(luò)等值、網(wǎng)損計算、短路電流計算、調(diào)度員培訓(xùn)模擬。其中狀態(tài)估計為SCADA系統(tǒng)提供實時信息和網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型拓?fù)浞治鼋Y(jié)果及相關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)給出母線電壓的相位、幅值和潮流的最優(yōu)估算值。潮流的最優(yōu)估算值應(yīng)用于各供電局對明日用電負(fù)荷的估算，并作為預(yù)用明日電量上報。
3　存在問題
    目前，EMS技術(shù)的發(fā)展比較緩慢：一方面是因為電力系統(tǒng)的硬件設(shè)備還沒有達(dá)到實現(xiàn)EMS技術(shù)的水平；另一方面是電力系統(tǒng)的故障算法還沒有找到進(jìn)行快速計算的方法。實際運(yùn)行的電力系統(tǒng)自動化設(shè)備沒有達(dá)到國家規(guī)定的精度，變電所送向主站的遙測數(shù)據(jù)的采集周期一般在"秒"級左右，就是在幾十個周期才采集一個點(diǎn)，這樣的遙測量是根本不能與每個周波12個點(diǎn)保護(hù)故障采樣相比，故這種數(shù)據(jù)量的傳送是無法滿足故障計算要求的。
    對于大電網(wǎng)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、數(shù)據(jù)類型比較多，但對計算機(jī)來說都不是問題，真正的問題在于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)實時采集數(shù)據(jù)的采集裝置的精度不完善、通訊速率低，所以不能在短暫的時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)的計算、統(tǒng)計和分析。
    實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一直都是力求簡單的，采用的算法也要求明了、快捷。在目前的電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)的潮流計算模塊大多數(shù)還是采用經(jīng)典的Newton算法，但對于潮流優(yōu)化Newton算法便遠(yuǎn)遠(yuǎn)地不夠了，尋求新的算法是解決計算機(jī)計算和分析大型數(shù)據(jù)庫的一種途徑。另一方面對于故障分析、短路電流計算也需要新的算法。
4　結(jié)束語
    在SCADA的基礎(chǔ)上應(yīng)用開發(fā)實施的EMS應(yīng)用軟件應(yīng)具備以下條件：①網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簽闋顟B(tài)估計、調(diào)度潮流提供網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；②狀態(tài)估計：給出網(wǎng)絡(luò)的母線U和實時潮流(大小、方向)；③調(diào)度潮流；④潮流優(yōu)化：Q電容補(bǔ)償、機(jī)組調(diào)相；⑤靜態(tài)安全分析與校正；⑥故障定位和后備式微機(jī)監(jiān)控遠(yuǎn)方保護(hù)動作；⑦短路電流計算；⑧負(fù)荷預(yù)報；⑨上網(wǎng)電價統(tǒng)籌；⑩調(diào)度員培訓(xùn)模擬。
    對于SCADA應(yīng)用軟件，其數(shù)據(jù)庫應(yīng)為開放式結(jié)構(gòu)，以便于二次開發(fā)和功能的擴(kuò)展，今后全開放性數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的EMS系統(tǒng)將是SCADA的發(fā)展方向。

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