数据采集和监控(SCADA)系统是电力系统调度自动化的核心组成部分,主要负责收集和处理电力系统运行中的实时和非实时数据。SCADA系统由实时数据采集、数据通信、支撑平台、前置子系统和后台子系统等多个组件构成。数据采集涉及物理过程数据的产生、发送、接收和处理,而监控则包括物理过程的直接控制和管理性控制。
SCADA系统通常由主站和多个子站(如RTU或变电站综合自动化系统)组成,主站位于调度控制中心,子站分布在变电站或发电厂。它们通过远动通道或广域网实现通信,执行数据采集和监控任务。在多级调度系统中,信息会在各级调度中心之间传递,主站接收子站信息并转发至上层或下层调度中心。
SCADA系统采集的数据包括模拟量(遥测)、状态量(遥信)和脉冲累加量(遥脉)。前置子系统负责与厂站端和其他调度中心的通信,将数据传送给后台子系统进行处理。后台子系统处理后,数据存储在数据库中,通过画面直观展示系统状态,同时系统会监测设备状态和运行限值,及时通知调度员。
实时数据采集是SCADA的重要功能,要求快速、全面且准确。远动技术是实现这一目标的关键,主要包括遥测、遥信、遥控和遥调四大功能。状态量(开关量)和模拟量是两类主要测量对象。开关量涉及设备的开/合状态,而模拟量则涉及连续变化的物理量。采集过程中,模拟量通常需要通过互感器、传感器和变送器进行转换。在高压大电流环境下,设备状态通过辅助接点间接采集,需对可能的故障进行判断和处理。早期的SCADA系统常采用直流采样技术,将交流信号转化为直流信号处理,以适应当时的计算机性能限制。
随着技术发展,现代SCADA系统更加智能化,可以实现高速数据处理和分析,提高了电力系统的监控效率和安全性。同时,SCADA系统也是电力调度员监控和控制电力系统设备的主要工具,通过实时数据和历史数据,调度员能够做出更科学的决策,确保电网的安全稳定运行。