后台监控系统 HMJY-6000变电站/厂站后台监控系统
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后台监控系统
HMJY-6000变电站/厂站后台监控系统
HMJY-6000变电站/厂站后台监控系统适合于电力、水利、石油、化工等行业220kV及以下电压等级发电厂及变电站自动化系统的完整解决方案。
1 特点
完整的厂站自动化解决方案，系统结构清晰、组成灵活、扩展方便。
面向厂站自动化的整体设计，融保护、测量、控制、通讯功能为一体，大大减少了用户现场的安装和调试工作量。
采用先进的现场总线技术，支持以太网通讯，标准通讯规约，大大提高了系统的兼容性及可靠性。
间隔层设备采用高速处理器和高精度采样芯片、具备高可靠的电磁兼容性能。
间隔层设备可集中组屏，也可按站内一次设备分布式配置，直接安装在开关柜上，既相对独立又节省了投资。
继电保护功能独立，不依赖于通讯网络。
友好的人机界面，全汉化菜单式操作，用户操作更方便。
2 系统构成
系统采用分层分布式结构，分为现场单元设备层、通讯管理层、上位机监控层。
2.1 现场单元设备层
由各种保护测控装置和自动装置组成。包括线路保护测控装置、电容器保护测控装置、备自投及分段保护测控装置、变压器主保护装置、变压器后备保护测控装置、低压变压器保护测控装置、电动机差动保护装置、电动机综合保护测控装置、PT保护及并列装置等，集保护、测量、控制功能为一体。
2.2 通讯管理层
由通讯管理单元构成，通过现场总线与单元设备层联结，通过以太网与上位机监控层联结，并实现转发调度的功能。通讯物理介质可选用屏蔽双绞线、光纤或其他类型的通讯介质。
2.3 上位机监控层
由上位机监控计算机管理系统和外围设备构成，主要完成信息的收集与综合处理。上位机监控层可根据系统的规模和重要程度灵活组态，适应各种不同的硬件配置。既可配置为单机监控模式，也可配置为双机监控模式，互为备用，并可增加操作员工作站及工程师工作站等组成局域网。
3 系统主要功能
3.1 数据采集及处理功能
完成开关量、模拟量、电度量等信息的采集及处理，并将处理后的信息上传。
3.2 控制操作功能
控制各电气间隔的断路器、电动隔离刀闸的分闸/合闸操作，控制变压器的有载调压。控制操作可由站级工作站实现，也可在各间隔层测控终端通过手动操作完成。
3.3 报警及事件记录功能
将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，分类记录并处理。
3.4 历史记录功能
负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。
3.5 显示打印功能
支持多窗口、分层显示各种接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、保护信息、报表、棒图等。可人工、自动或定时打印各种报表、曲线、事件等。
3.6 保护设备管理功能
保护设备库管理、定值召唤及设置定值、保护信息的处理等。
3.7 故障录波分析功能
对系统采集的扰动数据处理保存，并进行波形显示、故障分析、打印等。
3.8 操作票系统功能
能生成、预演、执行、管理及打印操作票。
4 上位机监控功能
4.1 概述
上位机监控制作平台是基于Window集成化开放式应用平台，适合于各级电力保护及调度部门的实时监控。上位机监控不仅具备基本的监控和数据采集（SCADA）功能，还包括微机保护设备的监视信息采集及分析等管理功能，并且还具备了与管理信息系统（MIS）互联，构成更大规模的信息系统的功能。
上位机监控在整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突破了以往同类系统的局限，在易操作、易维护及人机界面友好上也充分发挥了现代计算机技术带来的方便，其设计视野宽广，可以满足用户多方面的需求。
上位机监控的主要技术特点如下：
■ 上位机监控是一个高度集成的应用平台，在平台上综合了SCADA、保护设备管理、信息管理、操作票管理等功能，并向远程网络系统开放。
■ 上位机监控的体系结构采用网络分布式，数据及进程可动态迁移，极大地发挥硬件资源的潜力，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。
■ 上位机监控的软件支撑系统采用了Microsoft的Window操作系统，能更好的与世界先进的系统接轨，保证本系统的连续发展及可维护性。
■ 上位机监控数据库采用了透明数据管理方式，数据库的描述采用面向对象利用人机交互图形描述，使繁杂的工作更简单更方便，也提高了系统的可维护性。
■ 上位机监控的设计目标是不依赖于硬件系统独立于硬件平台的，可在多种硬件平台（包括各种体系的工作站、微机及小型机）。
■ 上位机监控的软件实行是利用建立在ActiveX基础上的32位的MS Visual C＋＋及MS Visual Basic及其它软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新系统组态，保证了系统的可扩展性及可维护性。
■ 上位机监控基于全图形的人机界面，各功能接点机具有统一风格的操作方式，易学易用。其人机界面机具有多种图形画面功能，同时支持多媒体功能。
■ 上位机监控以全双工方式同各种类型的IEC60870－5－103、POLLING和CDT规约的厂站设备通讯，并可实现多种方式的透明、半透明、不透明规约转换及转发。
■ 上位机监控实现多机热备，自动切换，提高了硬件可靠性，软件系统具有多种安全保密措施。可满足工业界最严格的安全性要求。
■ 上位机监控还具有异地系统维护、系统调试、软件更新、故障排除等功能。
■ 上位机监控中提供了多种可供用户选择的功能。例如：
● 采用智能IC卡管理操作员的上下岗及各种操作，以提高系统的安全性
● 可采用GPS卫星时钟，提高系统的定时准确性，解决全网SOE分辨率问题
● 画面转换为AV信息，可在电视屏幕上可见并可利用无线鼠标实现远程操作
● 提供故障录波功能
4.2 技术特点
“监控”的设计思想不同于以往所见到一些电力自动化系统，并不是为哪一个或哪一类电力自动化系统设计的，它是用来开发具体应用系统的一个平台或称为制作软件包。“监控”一方面采用了微内核的设计思想，系统核心部分提供了最基本的实时监控软件的功能；另一方面采用了开放的设计思想，实现了功能有效增加及裁剪，“监控”提供了大量的功能模块，并允许用户自主开发功能模块。正是因为采用以上两项技术，才使用户可根据具体需要设计、拼装符合自我要求的自动化系统。
“监控”采用了微内核的调度机制、开放分布式的系统结构、层次化的功能实现方式、面向目标的设计方法；系统实时数据库是层次关系型结构；人机界面采用智能图形化交互方式。
4.3 软件模块说明
4.3.1 数据采集功能模块
数据采集负责解释RTU报文，进行预处理，将各RTU数据汇总后发向主站端数据处理进程，同时也负责将主站端的操作和控制命令转化成RTU命令报文下发至RTU，返回执行结果等。数据采集程序位于专用的前置处理设备中，一切规约参数、数据均由主站下发，因而该装置适用范围广，RTU的改变无需改变装置，只要将规约参数重新下装即可。
前置装置采用并行处理通讯，紧耦合方式，从根本上解决了通讯处理在整个SCADA系统中的瓶颈问题。
4.3.2 数据处理功能模块
（1）遥测处理
遥测处理可疑分子进行越限检查，产生报警（三对上下限表示不同程度），还可以进行电压正常、异常统计，电压合格率计算，电流变化率计算，功率因数计算等。所有计算均可以产生相应的报警。
死区系数用户可以设定。还可以进行代路、对端处理。
（2）遥信处理
遥信处理可以进行变位报警（正常变位和事故变位）、统计断路器的开断次数、对SOE进行处理、显示、打印等。本系统的遥信处理具有双遥处理功能，对各种保护信号也可作为遥信处理。
（3）电度脉冲处理
电度处理将脉冲量分别累计在5分钟、15分钟、1小时、天、月、年统计中，以避免误差的累积。本SCADA甚至可以在停运后部分地恢复电度累计值。电度处理对电度进行峰谷平段化分，可以分别统计。
4.3.3 人机界面功能模块
系统提供了丰富的人机交互交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远地显示功能，可显示接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、随机事件控制板、报表、波形仪、分析图、信息窗、三维立体棒图等。具有母线变色、实时曲线、电压棒图、有功分布分析、潮流动态显示、报警器件闪烁、报警确认变色、图元条件变色、在线帮助等功能。还可以进行事故重演、事故推画面。
4.3.4 图形系统及打印模块
图形系统既是系统人机接口，也是交互界面的制作平台。具有多窗口、多层、多字体、全矢量、三维效果、超文本、速度快等特点。有多种缩放、漫游方式，支持汉字显示、扫描图象显示和多种设备的拷贝输出，全鼠标操作。
图符可以有一种或两种以上的颜色，可任意旋转、放大、缩小。或任意组合成微拓朴构件以加快作出图速度。
图形系统提供了一系列的管理、维护工具以方便调试其间的制作工作。如：界面制作、图形打印、报表打印、报表自动生成、元件模板管理、文本编译、图形参数定义等。
4.3.5 历史记录功能模块
历史记录负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。
SCADA系统对历史量的存贮可按不同频度如1分钟、5分钟、15分钟、1小时、天、月、年等，但历史量连续存贮，正如数据库一节中所述，依靠定期外介质备份保证空间的容量。
历史数据存贮中可以是直接从实时库中提取的值，也可以是经过计算后的值，甚至是历史库自身的统计值，如Max，Min，平均，累计和等。
4.3.6 报警及事件记录模块
将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，激发事件记录分类别进行记录。重要报警信息，如事故报警、保护动作等随时弹出显示、即时打印。为了缩小系统进程开销，用户可以对报警管理进行参数设置，对用户不关心的信息可以使系统不处理，不产生报警。
报警既可以随时显示和打印，又可以列表方式显示和人工打印。
4.3.7 保护设备库管理功能模块
上位机监控可对所有的保护设备建立库，可记录该保护设备的类型、通讯方式、通讯规约方式、保护设备的各定值。
利用该库，上位机监控完成与保护设备报文通讯，查询各保护设备的运行状态。
可对该库进行查询、打印报表等工作，并可将该库转换为其它格式。
4.3.8 保护定值召唤及设置
利用与保护设备的通讯，可将有关该设备的定值进行上行召唤与下行设置处理。
4.3.9 保护信息的处理
上位机监控可对各保护设备提供的保护事件信息及保护故障信息一一记录、存档，同时利用多媒体设备进行报警处理并可在打印机上输出。
后台监控系统
HMJY-6000变电站/厂站后台监控系统
HMJY-6000变电站/厂站后台监控系统适合于电力、水利、石油、化工等行业220kV及以下电压等级发电厂及变电站自动化系统的完整解决方案。
1 特点
完整的厂站自动化解决方案，系统结构清晰、组成灵活、扩展方便。
面向厂站自动化的整体设计，融保护、测量、控制、通讯功能为一体，大大减少了用户现场的安装和调试工作量。
采用先进的现场总线技术，支持以太网通讯，标准通讯规约，大大提高了系统的兼容性及可靠性。
间隔层设备采用高速处理器和高精度采样芯片、具备高可靠的电磁兼容性能。
间隔层设备可集中组屏，也可按站内一次设备分布式配置，直接安装在开关柜上，既相对独立又节省了投资。
继电保护功能独立，不依赖于通讯网络。
友好的人机界面，全汉化菜单式操作，用户操作更方便。
2 系统构成
系统采用分层分布式结构，分为现场单元设备层、通讯管理层、上位机监控层。
2.1 现场单元设备层
由各种保护测控装置和自动装置组成。包括线路保护测控装置、电容器保护测控装置、备自投及分段保护测控装置、变压器主保护装置、变压器后备保护测控装置、低压变压器保护测控装置、电动机差动保护装置、电动机综合保护测控装置、PT保护及并列装置等，集保护、测量、控制功能为一体。
2.2 通讯管理层
由通讯管理单元构成，通过现场总线与单元设备层联结，通过以太网与上位机监控层联结，并实现转发调度的功能。通讯物理介质可选用屏蔽双绞线、光纤或其他类型的通讯介质。
2.3 上位机监控层
由上位机监控计算机管理系统和外围设备构成，主要完成信息的收集与综合处理。上位机监控层可根据系统的规模和重要程度灵活组态，适应各种不同的硬件配置。既可配置为单机监控模式，也可配置为双机监控模式，互为备用，并可增加操作员工作站及工程师工作站等组成局域网。
3 系统主要功能
3.1 数据采集及处理功能
完成开关量、模拟量、电度量等信息的采集及处理，并将处理后的信息上传。
3.2 控制操作功能
控制各电气间隔的断路器、电动隔离刀闸的分闸/合闸操作，控制变压器的有载调压。控制操作可由站级工作站实现，也可在各间隔层测控终端通过手动操作完成。
3.3 报警及事件记录功能
将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，分类记录并处理。
3.4 历史记录功能
负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。
3.5 显示打印功能
支持多窗口、分层显示各种接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、保护信息、报表、棒图等。可人工、自动或定时打印各种报表、曲线、事件等。
3.6 保护设备管理功能
保护设备库管理、定值召唤及设置定值、保护信息的处理等。
3.7 故障录波分析功能
对系统采集的扰动数据处理保存，并进行波形显示、故障分析、打印等。
3.8 操作票系统功能
能生成、预演、执行、管理及打印操作票。
4 上位机监控功能
4.1 概述
上位机监控制作平台是基于Window集成化开放式应用平台，适合于各级电力保护及调度部门的实时监控。上位机监控不仅具备基本的监控和数据采集（SCADA）功能，还包括微机保护设备的监视信息采集及分析等管理功能，并且还具备了与管理信息系统（MIS）互联，构成更大规模的信息系统的功能。
上位机监控在整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突破了以往同类系统的局限，在易操作、易维护及人机界面友好上也充分发挥了现代计算机技术带来的方便，其设计视野宽广，可以满足用户多方面的需求。
上位机监控的主要技术特点如下：
■ 上位机监控是一个高度集成的应用平台，在平台上综合了SCADA、保护设备管理、信息管理、操作票管理等功能，并向远程网络系统开放。
■ 上位机监控的体系结构采用网络分布式，数据及进程可动态迁移，极大地发挥硬件资源的潜力，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。
■ 上位机监控的软件支撑系统采用了Microsoft的Window操作系统，能更好的与世界先进的系统接轨，保证本系统的连续发展及可维护性。
■ 上位机监控数据库采用了透明数据管理方式，数据库的描述采用面向对象利用人机交互图形描述，使繁杂的工作更简单更方便，也提高了系统的可维护性。
■ 上位机监控的设计目标是不依赖于硬件系统独立于硬件平台的，可在多种硬件平台（包括各种体系的工作站、微机及小型机）。
■ 上位机监控的软件实行是利用建立在ActiveX基础上的32位的MS Visual C＋＋及MS Visual Basic及其它软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新系统组态，保证了系统的可扩展性及可维护性。
■ 上位机监控基于全图形的人机界面，各功能接点机具有统一风格的操作方式，易学易用。其人机界面机具有多种图形画面功能，同时支持多媒体功能。
■ 上位机监控以全双工方式同各种类型的IEC60870－5－103、POLLING和CDT规约的厂站设备通讯，并可实现多种方式的透明、半透明、不透明规约转换及转发。
■ 上位机监控实现多机热备，自动切换，提高了硬件可靠性，软件系统具有多种安全保密措施。可满足工业界最严格的安全性要求。
■ 上位机监控还具有异地系统维护、系统调试、软件更新、故障排除等功能。
■ 上位机监控中提供了多种可供用户选择的功能。例如：
● 采用智能IC卡管理操作员的上下岗及各种操作，以提高系统的安全性
● 可采用GPS卫星时钟，提高系统的定时准确性，解决全网SOE分辨率问题
● 画面转换为AV信息，可在电视屏幕上可见并可利用无线鼠标实现远程操作
● 提供故障录波功能
4.2 技术特点
“监控”的设计思想不同于以往所见到一些电力自动化系统，并不是为哪一个或哪一类电力自动化系统设计的，它是用来开发具体应用系统的一个平台或称为制作软件包。“监控”一方面采用了微内核的设计思想，系统核心部分提供了最基本的实时监控软件的功能；另一方面采用了开放的设计思想，实现了功能有效增加及裁剪，“监控”提供了大量的功能模块，并允许用户自主开发功能模块。正是因为采用以上两项技术，才使用户可根据具体需要设计、拼装符合自我要求的自动化系统。
“监控”采用了微内核的调度机制、开放分布式的系统结构、层次化的功能实现方式、面向目标的设计方法；系统实时数据库是层次关系型结构；人机界面采用智能图形化交互方式。
4.3 软件模块说明
4.3.1 数据采集功能模块
数据采集负责解释RTU报文，进行预处理，将各RTU数据汇总后发向主站端数据处理进程，同时也负责将主站端的操作和控制命令转化成RTU命令报文下发至RTU，返回执行结果等。数据采集程序位于专用的前置处理设备中，一切规约参数、数据均由主站下发，因而该装置适用范围广，RTU的改变无需改变装置，只要将规约参数重新下装即可。
前置装置采用并行处理通讯，紧耦合方式，从根本上解决了通讯处理在整个SCADA系统中的瓶颈问题。
4.3.2 数据处理功能模块
（1）遥测处理
遥测处理可疑分子进行越限检查，产生报警（三对上下限表示不同程度），还可以进行电压正常、异常统计，电压合格率计算，电流变化率计算，功率因数计算等。所有计算均可以产生相应的报警。
死区系数用户可以设定。还可以进行代路、对端处理。
（2）遥信处理
遥信处理可以进行变位报警（正常变位和事故变位）、统计断路器的开断次数、对SOE进行处理、显示、打印等。本系统的遥信处理具有双遥处理功能，对各种保护信号也可作为遥信处理。
（3）电度脉冲处理
电度处理将脉冲量分别累计在5分钟、15分钟、1小时、天、月、年统计中，以避免误差的累积。本SCADA甚至可以在停运后部分地恢复电度累计值。电度处理对电度进行峰谷平段化分，可以分别统计。
4.3.3 人机界面功能模块
系统提供了丰富的人机交互交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远地显示功能，可显示接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、随机事件控制板、报表、波形仪、分析图、信息窗、三维立体棒图等。具有母线变色、实时曲线、电压棒图、有功分布分析、潮流动态显示、报警器件闪烁、报警确认变色、图元条件变色、在线帮助等功能。还可以进行事故重演、事故推画面。
4.3.4 图形系统及打印模块
图形系统既是系统人机接口，也是交互界面的制作平台。具有多窗口、多层、多字体、全矢量、三维效果、超文本、速度快等特点。有多种缩放、漫游方式，支持汉字显示、扫描图象显示和多种设备的拷贝输出，全鼠标操作。
图符可以有一种或两种以上的颜色，可任意旋转、放大、缩小。或任意组合成微拓朴构件以加快作出图速度。
图形系统提供了一系列的管理、维护工具以方便调试其间的制作工作。如：界面制作、图形打印、报表打印、报表自动生成、元件模板管理、文本编译、图形参数定义等。
4.3.5 历史记录功能模块
历史记录负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。
SCADA系统对历史量的存贮可按不同频度如1分钟、5分钟、15分钟、1小时、天、月、年等，但历史量连续存贮，正如数据库一节中所述，依靠定期外介质备份保证空间的容量。
历史数据存贮中可以是直接从实时库中提取的值，也可以是经过计算后的值，甚至是历史库自身的统计值，如Max，Min，平均，累计和等。
4.3.6 报警及事件记录模块
将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，激发事件记录分类别进行记录。重要报警信息，如事故报警、保护动作等随时弹出显示、即时打印。为了缩小系统进程开销，用户可以对报警管理进行参数设置，对用户不关心的信息可以使系统不处理，不产生报警。
报警既可以随时显示和打印，又可以列表方式显示和人工打印。
4.3.7 保护设备库管理功能模块
上位机监控可对所有的保护设备建立库，可记录该保护设备的类型、通讯方式、通讯规约方式、保护设备的各定值。
利用该库，上位机监控完成与保护设备报文通讯，查询各保护设备的运行状态。
可对该库进行查询、打印报表等工作，并可将该库转换为其它格式。
4.3.8 保护定值召唤及设置
利用与保护设备的通讯，可将有关该设备的定值进行上行召唤与下行设置处理。
4.3.9 保护信息的处理
上位机监控可对各保护设备提供的保护事件信息及保护故障信息一一记录、存档，同时利用多媒体设备进行报警处理并可在打印机上输出。
