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《调度自动化运行管理规程》（DL516-93）

《电力系统调度自动化设计规程》（DL5003-91）

《电力系统实数据通信应用层协议》（DL476-92）

IEC870-5-101远动设备及系统传输现约基本远动任务配套标准

IEC870-5-102电力系统中传输电能脉冲计量配套标准

IEC870-5-103远动设备及系统传输规约保护通信配套标准

IEC870-5-104远动网络传输规约

通信规约是供电系统中很重要的组成部分，通信规约不统一是阻碍煤矿供电自动化系统发展的很重要的因素。

要真正实现电力系统应用的协调统一，系统的各种应用必须建立在标准化的对象模型基础上，并采用规范化的数据接口。

若没有统一的标准模型和接口，即使通过各种不同的规约转换实现了系统的对接，系统仍不能成为一体化的解决方案，反而可能会因为系统的拼凑造成系统性能和稳定性的下降。

系统的设计非常重视标准化和规范化的建设，不仅严格按照现行的最新国家标准和相应的行业标准，而且还广泛参照了国际流行的标准，包括IEC870-5包含的远动传输规约、远动网络传输规约、计量标准和保护通信标准，以及国际最新流行并可能被国内引用为新的行业标准的UCA2.0应用集成体系、变电站通信网络和系统协议IEC61850等。

IEC870-5系列规约是由多个成员国组成的国际性组织制定的远动设备和系统通信规约的第5部分，其中的一部分规约已被我国等同或非等同采用为国家行业标准。

IEC870-5-104将常规远动规约建立在TCP/IP协议之上，符合电力信息网络传输的发展方向。

IEC870-5规约与传统规约不分层的做法不同，将通信规约分为物理层、链路层、应用层，应用层直接映射到链路层，且实现了应用层的无连接方式。

UCA应用集成体系架构给出的是从底层向上的一套规范通信方案，给出了EMS、SCADA等控制中心之间实时数据交换与控制的通信规范，称为遥控应用服务元素（TASE2）和变电站及配电系统现场设备的通信规范。

其基础是MMS技术、面向对象建摸技术和ISO的OSI参考模型。

该体系由美国电力科学研究院提出，已被众多的电力自动化系统和设备制造商承认并遵守，例如GEHarris、ABB、Schneider、Advanced等，其中的部分规范被国际标准化组织（如IEC）接受，形成国际性的推广标准，如IEC60870-6（TASE.2），国内等效采用的行业标准为《远动设备和系统第6部分与ISO标准和ITU-T建议兼容的远动协议》；

再如/IEC9506（MMS），国内等效采用的行业标准为《制造报文规范》。

IEC61850变电站通信网络和系统协议明确提出信息分层、可实现系统的配置管理、面向对象、采用映射的方法和具体网络独立、数据对象统一建模，符合采用网络传输建立无缝通信系统的要求，已成为无缝通信系统传输协议的基础，避免了劳民伤财的协议转换，对调度系统的建设具有深远的影响。

IEC61970是关于EMS应用编程接口的标准规范，它制定了公共信息模型（CIM）规范。

CIM是表示电力应用（特别是EMS）中主要对象的抽象模型，它作为一种描述通用的电力系统模型的工具，使得不同的应用系统之间的相互操作性和兼容性变得容易。

由于以上标准的采用以及其他一些重大功能改进，ZM9005煤矿供电自动化系统不失为一套技术先进、性能可靠、功能实用的新一代调度自动化系统。

3系统结构

整个系统的结构可分为三层：

变电站RTU（注：

子站RTU共19个）、前置通讯系统和中心主站网络。

变电站RTU负责远程变电站端的数据采集与转发，并下发执行中心发出的遥控命令，前置通讯系统是变电站RTU和中心的桥梁，为下发命令和上传数据的汇集点，其可靠性对整个系统的运行起着至关重要的作用，信息中心则根据采集的电网数据，实现电网的运行监视和控制管理，整个系统的结构图可由图1表示。

图1

3.1变电站设备

本次工程的主要目的是：

在实现变电所电量监控（遥测，遥信，遥控，遥调，遥视）的基础上，同时为今后实现全矿电网自动化的规划建好技术平台，避免重复投资。

增加或改造开关柜、馈电开关使其具备RS485智能接口。

3.2前置系统

通讯前置作为整个自动化系统的一部分，是自动化系统的数据源。

在功能上完成与RTU的通讯、对时、模拟盘控制、数据转发等功能，主要用到的设备有：

Modem池、通讯机柜、终端通信服务器、GPS天文时钟、SwitchHUB等。

根据系统规模的不同还可以选择的设备有通道切换器、光Modem等设备。

系统的前置通讯采用终端通信服务器实现并行处理，终端通信服务器与主站网络紧耦合，通信原码数据直接上网，从根本上消除了系统中数据通讯瓶颈。

可以完成高压配电系统的一次接线图的显示和操作、相关参数设置、遥控闭锁操作、报警、事件记录、分析曲线、棒图、实时与历史报表打印、智能报警、负荷分析等功能，同时还可以向上一级调度系统通过标准规约进行数据传输。

遥测：

采集线路的电压、电流、有功功率、无功功率，有功电量，无功电量，功率因数等模拟量信号；

遥调：

继电保护定值调整等；

遥信：

开关位置、开关状态、保护动作信号、跳闸信号等开关量信息；

遥控：

开关量输出，断路器的闭合和断开等；

保护：

从电网中迅速切除故障设备和线路；

事件顺序记录（SOE）：

记录状态量发生变化的时刻和先后顺序。

图形功能介绍

运行工况图采区变电所的地理位置图、一次接线图、电气主接线图、实时系统运行工况图、故障报警的详细记录、跳闸设定的曲线对比图、模拟指针表图等。

分析曲线

对实时数据以曲线的方式进行显示，可以对实时电流、电压和能耗等进行显示，并可以灵活的进行设置。

报表功能通过报表工具可以制作实时数据报表和历史数据报表

报警记录对系统模拟量的越限报警、开关跳闸报警进行记录

时间记录记录系统发生的事件信息和操作信息，并且可以对

线路情况进行查询

打印功能定时打印报表和运行日志

开关操作记录打印

时间顺序记录打印

安全权限管理

为保证系统的安全性，系统可根据各工作站的不同用途设置相应权限，系统提供基于用户权限的安全管理系统，可设置系统操作员、系统工程师、外部有关人员等多级的操作权限，每个用户都有自己的加密的个人口令密码。

数据库开放接口提供开放的Activex控件接口，通过网络节点可以远程访问实时和历史

数据。

ODBC架构通过ODBC接口实现与关系数据库双向数据交换。

OPC架构符合标准通讯，能够以OPC标准和第三方软件进行数据交换。

WEB功能支持INTERNET/INTRANET直接访问，可以用IE浏览器作为一个瘦客户端软件来访问服务器的数据及监控画面。

3.3传输网络

采用光纤传输或利用现有的井下以太网数据传输系统。

3.3.1运行环境

硬件平台：

适用于RISC/Alpha工作站、服务器，SUN工作站、服务器或其它高档工作站、服务器、微机等。

软件平台：

支持WindowsNT、UNIX/Linux操作系统，支持跨平台操作，支持SQLServer、Oracle、DB2、Sybase等多种商用数据库，产品基于CORBA/ACE技术实现。

3.3.2配置模式

主站系统可适应不同的网络规模组网需要，既可在双网、双服务器、双前置机及多工作站的情况下运行，实现冗余设备的可靠管理，也可在简单至几台PC机组成的单网上运行。

系统采用客户/服务器结构，根据目前的自动化系统要求，我们推荐以下二种不同规模的主站系统配置模式。

基本配置模式（单网模式）：

适合于规模较小或准备分步实施的系统。

图2主站基本配置模式

4系统功能

4.1技术特色

构建在Corba基础上的分布式机制

全面的实时性保证

通信服务质量（Qos）控制

面向对象的实时数据库

开放式兼容性设计

标准化、模块化设计

4.1.1数据采集

数据采集的内容可分为以下几类：

模拟量：

有功功率（电量）、无功功率、电流、电压、温度、频率、功率因数等。

数字量：

智能设备传送的数字信息。

状态量：

断路器，刀闸位置信号、事故跳闸总信号、预告信号、变压器分接头位置信号，保护及自动装置动作信号、通道故障信息，事件顺序记录（SOE）。

脉冲量：

脉冲电度表的脉冲值。

保护定值：

各种保护设备的定值信息

时间信号：

GPS时钟的标准时间信息或上级调度送来的对时信息。

通道状态：

通道检测装置送来的通信状态信息，以对双通道（多通道）进行判优切换。

4.1.2规约转换

系统能够支持我国电力系统中国内外设备的多种通讯规约，如u4F规约、SC1801规约、CDT规约（多个厂家）、DNP3.0（2.0）规约、IEC8705-101规约、IEC8705-102规约、IEC8705-103规约、四方保护规约、南瑞保护规约（LFP）、SEL（DNP3.0及UCA2.0）规约、MODBUS规约等，用户可根据一定的开发规范，自行开发或修改有关规约，以满足用户不断增多的设备接入要求。

4.1.3数据处理

1、模拟量处理

1）工程值计算

2）有效值检查

3）零漂抑制

4）越限报警

5）统计计算

6）人工置数

7）历史存储

2、状态量处理

1）状态变化检测

2）双位遥信处理

3）人工置位

4）启动处理过程

6）历史存储

3、电度量处理

1）人工设置电度底数，进行电度量的标度变换；

2）计算周期内的电量，并实时保存上周期的脉冲值；

3）设定高、低、平谷负荷时段，并计算各时段电量超欠用值，计算结果入实时和历史库；

4）无脉冲量的点，可采取积分方式或分电度计算方式计算电量，积分时间可人工调整。

4、事故追忆

1）事故前后3分钟（可设定）的遥测量、遥信量，记录的时间长度能指定和修改；

2）系统可定义的事故追忆触发点数可达128个，每个触发点可定义追忆数据对象可达1024个。

3）每个触发点可对应同一组追忆数据，被追忆的点可重复定义在不同的追忆数据中。

4）系统中能保持1024个追忆文件，满足同时处理10个事故的要求。

5）事故追忆被触发时，可自动打印事故追忆报表，报表内容存入数据库中。

5、保护信息

1）保护装置的状态查询、动作情况统计

2）保护定值的召唤、下装；

3）保护信号复归、保护软压板投/退

4.1.4操作控制

操作控制的内容包括：

1）对断路器、隔离开关等进行分合闸操作；

2）对有载调压变压器分接头的升、降、停操作；

3）电容器、电抗器的远方投切；

4）顺序控制，系统按照事先定义好的由多个控制命令组成的系列控制命令对多个设备进行控制，包括控制的安全性检查和延迟等；

电网的操作控制有可靠的校核、返校、事项审核和操作登录等防误操作措施。

SCADA扩充功能

我们对传统的SCADA概念进行了扩充，提出加强型SCADA的概念，改善了电力调度系统的可用性和易用性。

4.2应用特点

高度集成，全方位解决

用户管理与系统安全

方便的功能定义

灵活的配置模式

丰富的规约处理

强大的系统自检和在线维护

多重冗余安全机制

4.2.1拓扑分析与动态着色

可处理任意接线方式的厂站；

可分析的系统分解为多个解列站的情况；

可指定参考发电机（平衡机）；

能处理单端开路的支路，可人工设置遥信信息；

拓扑分析结果既可生成拓扑分析文件供其它应用调用，也可在画面上直接显示。

系统根据网络拓扑监视出的设备状态信息，用不同颜色动态直观显示设备的电气运行状态，如带电、不带电、接地、检修等。

4.2.2区域防误

1、区域范围内任意接线方式下的刀闸拉合大电流

带负荷拉合刀闸；

刀闸并列电压相差（幅值或者相位）较大的不同节点；

其它刀闸拉合大电流的情况；

2、区域内任意接线方式下的带地线（故障）合开关

当变电站范围内开关出口回路中存在接地点时，防止合开关造成短路事故；

当变电站对端回路存在接地点时，防止合开关造成短路故障；

4.3运行管理

4.3.1电网监视

通过各种图形、曲线、图表的形式显示区域电网及电力一、二次设备的实时运行状态。

一、实时潮流分布显示

监视区域电网的潮流分布和各下属变电站内的潮流分布，包括系统频率、各母线的电压、各支路的电流、有功功率、无功功率、电量等；

可用曲线图的形式显示各个实时运行变量随时间的变化情况；

可用棒图的形式显示不同母线上的电压分布情况，电压信息可以来自实时库，也可以来自历史数据库，用户可以选择数据来源；

对有功、无功等也作类似要求；

可用饼图的形式显示各支路的有功、无功、电量的分布情况，其信息可以来自实时数据库，也可来自历史数据库，用户可以选择数据来源；

二、电力设备状态监视

监视内容包括设备运行状态（检修、运行）、缺陷、报警、带电状态等；

设备运行报警时，设备图元显示，可以伴有声音提示，系统记录所有的报警信息，包括发生时间、设备、报警内容、确认方式、确认人等；

用户可以设定设备的报警限值、报警允许、报警时延、报警方式、报警级别、确认方式等；

用户可以指定报警发生时自动推出与报警设备的相关画面；

显示设备的缺陷记录，可以人工输入缺陷记录；

与设备检修管理配合；

一次设备的保护配置情况和二次设备、功能的投运情况显示；

对集控中心与下属变电站RTU之间的信道、本集控中心与其他集控中心之间的通道、本集控中心与各级中心之间的通道进行监视并报警；

4.3.2告警管理

系统中的报警有遥测越限、断路器跳闸、开关变位、设备故障、通道故障、通讯故障等。

报警分不同的等级进行处理。

允许人工插入报警信息，删除报警信息。

发生报警时，系统自动推出相关画面，显示报警文字说明，并闪烁画面上对与报警相关的设备、播出报警语音，提示运行人员，告警画面可用户定义。

报警信息可以实时打印，报警方式可以选择。

报警事件需要由运行人员确认，也可以系统自动确认。

报警信息按照分时、分类、分组进行管理。

用户可以对报警信息进行屏蔽。

所有的报警信息都要进历史数据库，用户可以按照时间段和设备等方式检索。

4.3.3日志管理

电网操作、设备异常、保护投退、远切投退、电网事故等记录的输入

线路检修、挂接地线、带电检修等记录的输入

停电线路、停电母线、自动装置在退、保护在退、带电检修等记录的输入

电网事故的排序、列表、分类统计，所有记录的查询、打印输出等组成

日常记录：

申请票的填写、拉闸限电、保电单的收发

交接班记录

供电指标记录

天气情况

电压及负荷曲线记录

考核记录

通讯、远动等记录

其他相关记录

4.3.4负荷管理

负荷管理包括负荷监视、负荷计划、负荷统计。

1）负荷监视

变电站配出线流量监视，变电站开关状态，用电负荷曲线，可控点负荷情况。

2）负荷计划

上级指令性计划，同期供电计划，负荷分配方案，负荷调整计划。

3）负荷统计

可控点远方抄表，分时电量统计，停限电记录，负控损失电量统计。

4.3.5生产管理

生产管理包括设备管理、经济运行、供电可靠性、生产计划。

1）经济运行

经济运行管理，变电站无功管理，配电网无功管理，配电网线损管理。

2）供电可靠性

配电网基本情况，供电可靠性运行情况，配电网停电统计，供电可靠性指标考核。

3）生产计划

电力负荷预测，电网规划设计，更改工程计划管理，设备检修计划管理。

4）电能质量管理

周波监视，配电网无功优化补偿，中枢点电压监视，谐波检测。

5）线损考核

供电区域损失考核，配出线损理论计算，母线电量不平衡分析，送变电线损计算。

4.4保护管理

保护管理是专门为继电保护人员而设计的，其目的是集中监视和维护远程各变电站内保护设备的运行工况，包括保护设备的基本信息管理如信息查询和设备

统计，保护定值管理如定值查询、定值通知单管理及定值参数的整定，保护动作分析如保护定值的校验、动作报表的制作和接线正确性分析等内容。

4.4.1基本信息管理

保护设备查询：

主要负责管理保护设备的基本属性信息和关联信息，可根据用户的要求查询保护设备的基本信息以及所保护一次设备的相关信息，如设备的铭牌参数、投运日期等，可根据用户的查找条件自动显示出符合要求的设备列表。

保护设备手册和图纸查询：

由于系统存在大量不同厂家、不同类型的保护设备，这些设备本身的操作方法、工作原理与工程接线也较为复杂，在参数整定、保护动作分析时不得不大量查询保护设备的技术资料和工程图纸，系统将与保护相关的技术资料和图纸纳入保护管理的内容，有效地提高了继电保护人员的工作效率。

保护运行信息查询：

查询保护设备的实时运行信息，如保护压板信息、保护遥测量信息等。

保护设备图片管理：

保护设备的相关图片信息，如工程实景照片等，包括其拍摄时间、图片编号、图片。

4.4.2保护定值管理

定值通知单管理：

可实现保护定值通知单的录入和查询功能，录入内容不仅包括各保护定值的名称和参数，还包括定值单号、保护设备类型、整定人和整定时间等内容，这些内容均可作为定值单查询的依据；

定值查询和保护控制：

可远方查询各保护的压板信息及定值参数，定值查询结果可自动与保护相关的最新定值通知单相关联，提示实际定值与定值通知单内容不一致的内容，并在通过系统安全性检查的情况下，实现微机保护的远方投退、复归、装置自检、定值切换及参数下装功能。

定值分析校验：

保护定值校验一方面检查定值单里有没有超过保护装置自身参数整定范围限制的定值，即定值参数的合理性；

另一方面还执行相邻保护之间定值参数的配合性校验，给出保护定值的配合评价，供运行人员参考。

定值校核可考虑重合闸影响、保护的振荡闭锁、不同的接线方式等因素，对历史、实时、检修或预想等多种方式进行校核。

4.4.3保护动作分析

保护动作报表：

依据系统的保护描述、相互关联关系、实时采样数据、故障录波数据及保护动作信息等，自动生成保护动作分析报表。

报表的内容包括：

变电站名称、被保护设备名称、电压等级、故障发生时间、故障类型、故障相别、开关跳闸情况、重合闸情况、保护动作情况、安全自动装置动作情况等内容。

保护事件查询：

系统提供保护事件查询工具，用户可按时段进行所有保护事件的查询。

保护遥信变位判别：

可通过保护描述提供的保护设备交、直流回路联系图，综合判断保护装置开关量变位的正确性，对不正确的开关量变位信息按其性质，纳入严重异常告警或一般异常告警进行处理。

接线正确性分析：

系统利用采集到的各种模拟量数据，自动判断保护装置交流回路接线施工的正确性。

4.5人机联系

4.5.1图形组态与建模

包括电网一次系统的图形建模、二次系统的图形建模和系统配置的图形建模三部分。

一次系统图形建模

该模块具备以下特点：

系统自动校正图元位置，使图形编辑更直接，画面更美观；

根据用户输入的图形信息，自动识别图元之间的拓扑连接关系；

根据电力系统一次接线图的连接规则，自动检查用户绘制的图形是否含有错误，指明错误所在；

根据设备图元所在的不同电压等级，进行自动拓扑着色处理；

数据库中存储拓扑信息，体现了系统的拓扑信息管理功能；

可通过统一的图形界面输入设备的各种属性信息，如铭牌信息、参数信息、台帐信息等静态数据；

系统存储设备子图连接信息，在线运行时点击图元即可进入下级子图。

二次系统图形建模

二次系统图形建模组件提供以下功能：

自动建立二次设备之间的直流联系拓扑关系和通讯拓扑关系；

通过设置图元属性参数的方式反映一次设备与二次设备之间的连接关系，如二次设备的交流信号来源关系，保护装置与一次设备之间的保护与被保护关系；

通过统一的图形界面输入设备的各种属性信息，包括铭牌信息、参数信息、台帐信息等；

设置保护设备的保护关联对象。

系统配置图形建模

4.5.2报表系统

报表系统提供整点记录、日报表，月报表、年报表等不同形式报表，内容包括系统运行、设备健康状态级报表、电能平衡报表、电压监察报表、电容器投运情况报表、关口计量报表、安全监察报表、事故（故障）明细报表等；

可实行报表管理、报表定义、报表打印等功能。

一、报表管理

用户可利用报表系统提供的“新建”或“删除”命令生成新的报表格式和删除系统中不再需要的报表格式；

报表管理系统提供报表的导入导出工具，可以将系统中的报表导出为其它文件形式的报表，如Excel或者文本方式等，也支持用户将其它数据格式的报表导入为系统中的报表形式；

系统允许用户对报表进行分组，每个报表组包括多张报表，报表组可以设置不同的属性，例如定时打印的时间频度、用户访问权限等；

报表管理提供FTP和Email两种报表远传方式，传送的内容包括报表的格式和内容。

二、报表定义

系统提供丰富的报表编辑手段，具备图文混排功能，用户可任意设计报表格式和报表内容，修改报表中的标题、制表日期、打印日期、标注、数据实体等，系统支持用户设计各种临时性分析、统计类报表，如区域供电可靠性分析、特定时段电量、特定时段设备运行状态的分析统计等内容，支持电力系统高级应用分析计算结果的报表生成。

系统提供自动填充、自动对齐、自动插入等报表快速编辑手段，用户定义的报表按分组信息（组号、组名、打印设置、用户权限）和报表信息（报表编号、报表名称、制表人、修改时间、所属分组）进行存档。

三、报表打印

报表打印可实行定时启动、人工启动和事件驱动打印等三种方式，定时启动打印的周期可由用户设定，打印效果可利用打印预览进行检查，打印内容可人工修改。

4.5.3图形显示

1）具备多窗口技术，可同时显示不同的信息。

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