新型電力系統與傳統電力系統相比，它強調的是以“新能源”為主體，逐步提升光伏、風電等新能源發電的比例，并通過電網系統運行的變革，實現新能源高效開發利用和各類負荷的友好接入，提升終端電氣化率，通過發電、輸電、配電、用電等各環節的共同發力完成建設新型電力系統。

　　一、SCADA 系統

　　SCADA 系統的設計原則、總體結構、功能詳解

　　SCADA是“SupervisoryControl And Data Acquisition”的縮寫，所以SCADA系統即數據采集與監視控制系統。它可以實時的采集現場數據，對工業現場進行本地或遠程的自動控制，對生產工藝執行情況進行全面的實時的監控，為生產和管理提供必要的數據支撐。

　　第四代新型電力系統下SCADA/EMS系統將是采用Internet技術、面向對象技術、神經網絡技術和Java等技術，繼續擴大系統與其他系統的集成，并且提高系統的安全性，綜合安全經濟運行以及商業化運營的需要。

　　SCADA系統在新型電力系統調度生產管理過程中的應用，論述了SCADA系統的設計原則、總體結構、功能特點。可以幫助調度管理人員及時快捷地了解到調度生產運行情況，實現管理的信息化、智能化、增強系統的整體性能。SCADA系統能夠很好地完成日常的生產調度，達到電網輸配的平衡，大大提高電網生產和管理效率，降低成本，節約能源，具有很高的實用性。

　　二、SCADA系統構建

　　SCADA 系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統，是基于計算機控制的遙測、遙訊、遙控、遙調系統，它的應用使電網生產輸配管理更加科學化、現代化。

　　系統具有高度的安全性，可靠性，穩定性，有多種通訊方式可選，系統硬件結構合理，模塊組合方便維護，系統功能強大，界面友好，使用簡便，更具有遠程維護功能，系統軟硬件全部模塊化，擴充能力極強。SCADA 系統能為企業生產和管理提供巨大的幫助。

　　SCADA系統的構成

　　SCADA系統主要有以下部分組成：

　　監控計算機、遠程終端單元（RTU、DTU/FTU）、 邏輯控制器（PLC）、通信網絡設施、人機界面（HMI）。

　　1、監控計算機

　　SCADA系統的核心，主要進行收集過程數據并向現場連接的設備發送控制命令。它是指負責與現場連接控制器通信的計算機和軟件，現場控制器指的是RTU和PLC，包括運行在操作員工作站上的HMI軟件。

　　2、遠程終端單元

　　遠程終端單元，即RTU，連接到過程中的傳感器和執行器，并與監控計算機聯網。RTU是“智能I/O”，并且通常具有嵌入式控制功能，例如梯形邏輯，以實現布爾邏輯操作。

　　3、可編程邏輯控制器

　　可編程邏輯控制器，即我們所熟悉的PLC，它們連接到過程中的傳感器和執行器，并以與RTU相同的方式聯網到監控系統。與RTU相比，PLC具有更復雜的嵌入式控制功能，并且采用一種或多種IEC 61131-3編程語言進行編程。PLC經常被用來代替RTU作為現場設備，因為它們更經濟，多功能，靈活和可配置。

　　4、通信基礎設施

　　這將監控計算機系統連接到遠程終端單元（RTU）和PLC，并且可以使用行業標準或制造商專有協議。RTU和PLC都使用監控系統提供的最后一個命令，在過程的近實時控制下自主運行。通信網絡的故障并不一定會停止工廠的過程控制，而且在恢復通信時，操作員可以繼續進行監視和控制。一些關鍵系統將具有雙冗余數據高速公路，通常通過不同的路線進行連接。

　　5、人機界面

　　人機界面（HMI）是監控系統的操作員窗口。它以模擬圖的形式向操作人員提供工廠信息，模擬圖是控制工廠的示意圖，以及報警和事件記錄頁面。HMI連接到SCADA監控計算機，提供實時數據以驅動模擬圖，警報顯示和趨勢圖。在許多安裝中，HMI是操作員的圖形用戶界面，收集來自外部設備的所有數據，創建報告，執行報警，發送通知等。

　　模擬圖則是由用來表示過程元素的線圖和示意符號組成，或者可以由工藝設備的數字照片覆蓋動畫符號組成。

　　三、SCADA 系統設計原則

　　1、先進性

　　系統建設應具有較高的技術起點采用主從分布式體系結構，選用統一的軟件平臺操作系統，以求最佳的性能價格比。

　　2、安全可靠性

　　系統所選硬件設備要符合現代工業標準，應采用雙機、雙網、雙電源，接入雙通道等冗余設計結構，發生故障時可自動切換，保障系統的不間斷可靠運行。

　　系統軟件平臺應成熟、可靠、安全，SCADA軟件開發應遵循軟件工程的方法，經過充分測試使程序運行穩定可靠方便使用，易于維護。

　　網絡和關鍵設備應具有雙重和多重幾種，在數據庫的管理上分層次，分級授權。系統應具有可靠的備份，保證在系統故障時，能盡快地恢復系統的運行。

　　3、開放性

　　開放性主要體現在支撐平臺和應用系統兩個方面。

　　對支撐平臺而言，選用標準化的軟硬件產品，系統中的設備應具有很好的通用性，不同廠家的產品可相互集成，系統可擴充和升級。

　　對應用系統而言，應用系統應提供一體化支撐平臺，具有模塊化、網絡化、接口標準化的特點支持用戶應用軟件的開發，保證能和其它系統互聯和無縫集成。

　　4、可擴展性

　　SCADA系統應具有良好的功能可擴展性，從而使系統的建設可以總體規劃，分步建設，逐步擴充，逐步升級。

　　5、易用性

　　系統應具有簡學，易懂，易于操作的用戶界面，操作人員不需要很強的計算機專業知識即可使用和維護系統，同時系統軟件的各功能模塊以數據庫為核心靈活分布在網絡的各個節點上，除個別模塊需要相關硬件外，都能在任意節點機上運行，做到“即裝即用”。

　　四、SCADA系統的總體結構

　　SCADA系統一般采用光纖傳輸方式完成整個系統的數據采集和傳輸，使用的設備也可為無線網絡方式。無線傳輸一般采用主從應答方式，主站利用無線網絡下達命令，從站接收到命令后執行相應操作，產生回應?；貞梢詾閿祿?，也可以為系統信息。

　　電網生產過程自動化監控系統（SCADA）包括：

　　監控中心系統（主站）、首站監控系統（從站）、多個監控系統（從站）、末站監控系統（從站）及無線電臺進行數據通信。

　　系統以監控中心為中央節點各本地監控系統為子節點組成星型網絡，構成生產過程本地站監控系統與調度中心遠程監控系統相結合的雙層網絡結構。

　　五、SCADA 系統的功能

　　1、實時遙測、遙信、遙視

　　SCADA系統能夠掃描系統控制單元，對監控中心所需的多種參數進行實時監測，使管理和調度人員能及時、準確地了解系統工況，同時通過遙控系統上主要控制設備的開啟，來優化線路管網的電壓和電流量等參數。還可以根據SCADA系統的需要增加遙視功能通過控制器可以直接將各種數據（可設定）通過GPRS網絡直接發送到管理人員的手機等通訊設備上。

　　2、分析、治理實時和歷史數據

　　SCADA系統可將采集到的實時數據在歷史數據庫中進行存儲，同時還能監視從遠程終端單元返回的信息，并更新鏈路狀態，使得操作員能夠監視和識別通信故障，以便確定遠程終端單元的工作狀態。

　　3、對采集的各類實時數據進行數據處理。

　　對歷史數據不但記錄其數值，還記錄其狀態，表明該數據是否有效根據其狀態來確定是否參加運算。具有事故分析與記錄、越限報警功能。SCADA除對電網設備網監控點、首末站進行實時數據采集外，還要檢驗它們是否超過各自的運行極限、安全極限或設備極限，如有越限則報警并作出相應處理。

　　通過對操作員設置不同級別的數據使用與瀏覽等權限，保證數據的安全性。SCADA 系統還可實現多種曲線繪制圖表顯示、報表的統計和打印等功能，方便調度人員查詢了解。

　　4、故障量預測及時報警

　　SCADA系統一方面通過建立系統中數學模型，通過數據庫的積累，逐步進行修整，最終達到監測電網運行的目的。另一方面，根據多年的經驗和管網運行參數數據庫的建立，結合氣象信息、節假日信息等建立預測子系統，通過網絡發布對全網的調度命令。

　　5、總結

　　針對新型電力系統配電網特點設計開發的SCADA 系統，在軟硬件成功選型和安裝實施的基礎上，通過高速、穩定的傳輸網絡，實現對各站點實時監控和綜合調度，可以較大地提升企業信息化水平和生產管理水平，促進企業快速發展。

　　編輯：黃飛