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39560字硕士毕业论文电力调度安全模型论文:电力调度监控系统的设计与实现

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:39560字
论点:调度,监控系统,电力
论文概述:

本文介绍了电力调度监控系统采用的相关技术,特别是网络技术、通信技术等,着重介绍了结合本人工作实践和调度监控人员的实际应用需求,设计的一套满足技术要求、便于监控人员使用的电

论文正文:

第一章导言

1.1本课题的研究背景和意义
电力是一种以电能为动力的能源。它广泛应用于工业生产和日常生活中,是人类社会不可或缺的一部分。特别是在过去的20年里,随着机械自动化、互联网和电子技术的飞速发展,人们逐渐变得依赖电,这使得人们很难适应没有电的生活。电网是电力的载体。它将电力输送到需要为当地生产和生活供电的地方。然而,电网故障会导致一些地区停电,因此供电的可靠性尤为重要。为了提高电网供电可靠性,供电管理部门采用电力调度监控系统对电网运行进行监控,及时发现电网故障,进行远程调度处理,确保电网供电可靠。电力调度和监控系统是一个监控和控制电网运行并收集数据的SCADA系统。它是能源管理系统的重要组成部分。主要完成下级变电站设备的实时数据采集、处理、监控、控制和计算。它是调度人员和变电站设备之间的接口。帮助各级电力调度中心的监控人员正确掌握电网运行状况,加快决策速度,快速诊断和处理电网故障。它是电网调度不可缺少的工具(1)。电力调度监控系统不仅要满足相关技术功能的要求,还要满足调度监控人员的实际应用要求。不方便的电力调度和监控系统也会造成严重后果。例如,2003年8月14日美国和加拿大的大规模停电导致24000平方公里范围内约5000万用户停电,损失61800兆瓦,后果极其严重。然而,最初的原因是,由于第一能源公司的三条输电线路中断,电力调度监控系统无法正常工作,导致调度监控人员无法及时发现故障[2]。因此,设计和采用符合技术要求、方便调度监控人员的电力调度监控系统是确保电网安全稳定运行的重中之重。

1.2电力调度与监控系统的当前使用
电力调度与监控系统(SCADA)的发展离不开计算机技术的发展。到目前为止,它经历了四个发展阶段:第一阶段是在20世纪70年代,当时SCADA系统在大型计算机上运行,并且使用了封闭的操作系统;一个典型的例子是华北电网电力自动化研究所在20世纪80年代第二阶段开发的SD176系统[3]0。随着计算机技术的发展,监控系统采用通用计算机作为硬件平台,而系统采用通用UNIX系统。现阶段,监控与数据采集系统(SCADA)与自动发电控制、潮流分析系统等子系统相结合,形成ems系统(能源管理系统)。然而,SCADA系统仍然采用集中式计算机体系结构,没有灵活性,这使得系统维护、升级和组网困难。在第三阶段,20世纪90年代末,SCADA系统开始采用开放系统架构和分布式计算机网络技术。在此期间,计算机技术发展迅速,许多先进技术被集成到监控系统中。SCADA系统的开放系统架构相对容易与第三方设备(如全球定位系统时钟、网络发布服务器等)连接。),促进了监控和数据采集/管理系统技术的快速发展。第四阶段是本期。这一时期的SCADA/EMS系统仍然基于开放的分布式体系结构,采用安全加密技术、JAVA和面向对象技术等新兴技术,结合生产管理和信息管理系统,最终实现监控和管理的智能化发展。目前,广泛使用的电力调度监控系统普遍采用第四阶段系统技术,采用开放系统架构和分布式计算机网络技术,积极利用新兴技术,将SCADA/EMS系统应用从简单参与运行监控升级到实现高级运行管理和运行分析调度的技术支持系统层面。国外电力调度监控系统发展较早,从20世纪50年代开始,盛行于80年代。国外电力调度监控系统的共同特点是硬件配置高,网络能力强,形成一个大型的数据交互计算机网络,具有先进的应用分析功能。目前,它已经从监控和数据采集系统和紧急管理系统发展到国际监测系统。

第二章电力调度监控系统中的相关技术

电力调度监控系统的设计主要采用网络技术、基于CORBA规范的中间件技术、通用信息模型技术、C++和甲骨文技术。分别介绍了以下技术。

2.1网络技术
局域网、VLAN和其他技术用于电力调度和监控系统联网,下文将对此进行详细描述。

2.1.1局域网(LAN)
局域网(LAN)是指通过连接各种网络设备(如计算机、打印机、服务器等)形成的计算机通信网络I9。)在有限的地理范围内(通常是一个单位或几个相关部门的集合)。它可以通过更高级别的计算机通信网络或网络专用线路与其他相关的局域网和数据中心连接,以形成更广泛的数据通信网络(广域网)。然而,局域网被严格定义为封闭网络。它包含的所有类型的网络设备都是独立的,不连接到外部公共网络(如互联网)。它能在规定范围内实现高速、高可靠性、低延时的数据资源共享和信息通信功能。局域网有多种网络拓扑结构,包括星形结构、环形结构、总线结构和树形结构。以下描述示出星形网络是通过以星形方式连接各种网络设备而形成的网络。网络的中心节点是核心,网络中的其他节点设备通过网络介质与中心节点相连。网络中的所有数据传输必须通过中心节点转发。这种网络拓扑传输速度快,网络结构简单,控制和管理方便。然而,一旦中心节点出现故障,整个网络将瘫痪,网络可靠性低。星形结构网络如图2-1所示:环形结构网络是通过通信链路端到端连接所有节点设备而形成的闭合环形网络。该网络结构简单,避免了频道选择的问题。但是,两个节点之间的路径太长,导致响应速度慢,信息传输效率低。此外,任何一个节点的故障都会导致整个网络瘫痪和网络可靠性低下。

第三章电力调度监控系统方案设计........13
3.1电力调度监控系统设计要求.......13
3.1.1电力调度监控系统总体设计要求.......13
3.1.2电力调度监控系统软件功能模块.......14
3.2电力调度监控系统总体设计方案.......14
3.3电力调度监控系统网络架构.......15
3.4电力调度监控系统硬件配置.......15
3.5电力调度监控系统的安全保护.......18
3.6电力调度监控系统软件模块设计.......20
第四章电力调度监控系统的应用与实现.......30
4.1电力调度监控系统硬件安装调试.......30
4.2电力调度监控系统软件功能的实现.......31
第5章总结与展望.......42
5.1概述.......42
5.2展望.......42

结论

电力在今天的工业生产和日常生活中发挥着重要作用。人们逐渐依赖电力,没有电力很难适应生活。为了保证可靠的供电,采用一套符合实际需要和技术要求的电力调度监控系统是非常重要的。在分析国内外电力调度监控系统应用现状和日照地区实际应用需求的基础上,从可靠性、安全性、开放性和实用性四个方面完成了电力调度监控系统的设计。本文的主要结论如下:
1。整个电力调度监控系统采用开放式分布式结构,双网双服务器冗余设计,符合第四代电力调度监控系统的总体设计标准。
2。监控系统符合国际标准IEC 61970系列,采用网络技术和基于CORRBA的中间件技术等先进技术,实现标准化和跨平台,达到预期目标。
3。监控系统的Unix/视窗跨平台设计和硬件防火墙的部署满足国家二级系统安全防护的要求,抵御外部入侵的能力进一步增强。
4。监控系统软件功能模块的设计符合第四代电力调度监控系统的技术标准。该系统功能全面,可实现全网遥测、远程通信、远程控制、事故回忆(PDR)、趋势曲线、历史数据处理、事件序列记录(SOE)、图形显示、自动报告和统计等功能。特别是“保护动作列表”功能便于调度监控人员使用,应用效果好。
在实施这一系统后,在热赵地区进行了试运行。该系统负责对58个变电站(包括10个220千伏变电站、15个110千伏变电站和33个35千伏变电站)进行实时监控。试运行证明,系统功能符合技术要求,便于实际监控,符合日照电力调度的实际情况,提高了日照电网调度自动化水平,大大提高了供电可靠性,达到了预期目的。

参考
[1]张永健。[电网监控调度自动化。第三版。北京:中国电力出版社,2010.6-7。
[2]贾昌柱。从美加停电看中国的电力系统安全[。现代电力,2004。21(3):70。
[3] na李雪。SCADA系统开发与应用[。中小企业管理与技术,2010,28: 286-287。
[4]吕正男,拥抱,w . h . E . iu。配电系统状态估计[。电力系统的电气传输,2000: 85-95
[5]丹·项容。[调度自动化主站系统的研究与设计。四川。四川大学。2006.5。
[6]姚建国,杨胜春,高宗和,等.监控系统的开发与应用[]。电力系统自动化,2007,31 (13): 7-11。
[7]丁超。变电站监控系统人机界面设计[?电气技术,2007,10: 25-26。
[8]iec 61970-1草案,环境管理体系原料药第1部分:指南和一般要求,修订版6。2000年8月18日。
[9]胡道源。计算机局域网[。第三版。北京:清华大学出版社,2010.1-21。
[10]姚建国,杨胜春,高宗和,等.交换路由技术在调度自动化主站网络中的应用[]。电力系统自动化,2003,27 (23): 79-82。