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摘要：SCADA系統作為最先使用的電力調度自動化系統，其功能已經基本上很完善了，但一些廠家仍然在大做數據庫的文章，由于計算機的飛速發展，SCADA系統也應該向EMS/DMS系統擴展。
關鍵詞：SCADAEMS應用發展
1　概述
    作為電力網監控軟件系統，SCADA是較早提出來的一種電力自動化系統。此時，SCADA的功能仍在不斷地擴大和完善。SCADA系統功能發展的方向就是EMS系統，即構成狀態數據采集、數據通訊、數據分析計算與分配、系統設備操作、能源管理的一整套電力調度自動化系統，這種模式的電力自動化系統是當前電力自動化的發展方向。但在以后的幾十年中，將淘汰這種分配比較明確的模式，取而代之的是模糊化控制設備和智能化設備，這些設備將為電力系統的穩定提供更可靠的保障。
    目前SCADA系統在各種電力系統自動化學術理論和實踐方面，仍然存在許多不足，主要是電力傳感器的精度不高、反應不靈敏、傳輸不精確和時間長等方面的影響，使得許多軟件不能得到校驗，延遲了系統自動化的發展。另外，就是軟件的設計方面，一些算法不能滿足系統快速計算的需要，而且誤差很大，不利于系統自動化的設計。所以，尋求好的算法和高精度的電力傳感器是加快發展SCADA/EMS系統的可靠前提。
    今天，由于計算機的飛速發展，SCADA系統也應該向EMS/DMS系統擴展。SCADA系統向EMS系統轉變，不僅使數據庫更加強大，更重要的是功能上完全滿足電力系統的電力調度需求。目前，一些電力調度自動化系統處于EMS系統和SCADA系統之間的一個過渡階段，有時候稱EMS系統，有時候也稱SCADA系統。現在市場上EMS系統都是這種模式--大功能的SCADA系統和不完善的EMS系統。
2　SCADA系統的應用與發展
    標準的SCADA系統一般含有幾種數據庫，可分為Status Data、Analog Data、Accumulated Data、Application Data。對應于現場運行的數據庫主要是YC、YX狀態數據庫；YX、YC轉發庫；功率總加庫，電能計算庫，功率因數庫，歷史數據庫，采樣周期庫等。
    SCADA系統的數據庫是非常龐大的，需要有專門的應用程序來管理它，這樣就涉及到數據庫的管理和規劃了。
    SCADA系統的數據庫規劃有兩方面：一方面是系統硬件配置及功能規劃；另一方面是直接影響系統運行狀況和使用值的數據庫規則。
SCADA系統的數據庫種類可分為：
    （1）靜態數據：①與控制系統硬/軟件配置有關的數據；②構成電力系統的有關設備參數和運行數據；③與接入系統的RTU硬/軟件有關的數據及含有信號的I/O口數據；④與廠程項目有關的參數；⑤系統布置的圖元數據。
    （2）動態數據：①實時采集數據；②控制系統實時數據；③計算值和計算等效點有關數據；④歷史歸檔數據；⑤預測估算和研究開發數據。
    根據上述的數據分類，我們可以用它來模擬實際電網的運行情況，也可充分地反應電網運行模型的特征，更能有效地利用數據進行計算和分析當前電力系統的運行狀況。
    SCADA/EMS系統數據庫應用總體規劃(需要接入SCADA/EMS系統的監控點)，根據電力系統規模和電網調度原則提出，而往往一個SCADA/EMS系統能夠承受的容量和提供的條件有限，需要協調。其方法為：選擇接入方式(因素：被監控點的電網結構；被監控點在電網的位置；監控點與控制中心及測控點的通道條件；通道間的聯系條件；SCADA/EMS系統所能提供連接方式和使用條件限制)，監控點組合通常使用MTU(Master Terminal Unit)為一單元進行組合。編制接入系統地址數據，進行監控點地址編排(包括MTU和RTU的地址定義)條件是每個MTU的出口，應考慮有新的RTU接入；應能綜合運用各種通道；滿足各種類型的監控系統。
    SCADA的數據組合方式一般應按以下三種方式劃分：①以電網設備的屬性劃分信息；②以電網電壓等級劃分信息；③以信號的物理屬性劃分信息，如：P、Q、I等。
    SCADA系統的數據庫可在線生成，也可離線生成。
    SCADA系統是一整套軟件系統，在地級調度上，甚至縣級調度上都明確規定了對其系統的各個模塊要求。模塊包括網絡拓撲、狀態估計、調度潮流、負荷預測、無功和電壓優化、靜態安全分析、安全約束調度、外部網絡等值、網損計算、短路電流計算、調度員培訓模擬。其中狀態估計為SCADA系統提供實時信息和網絡數學模型拓撲分析結果及相關的數據，這些數據給出母線電壓的相位、幅值和潮流的最優估算值。潮流的最優估算值應用于各供電局對明日用電負荷的估算，并作為預用明日電量上報。
3　存在問題
    目前，EMS技術的發展比較緩慢：一方面是因為電力系統的硬件設備還沒有達到實現EMS技術的水平；另一方面是電力系統的故障算法還沒有找到進行快速計算的方法。實際運行的電力系統自動化設備沒有達到國家規定的精度，變電所送向主站的遙測數據的采集周期一般在"秒"級左右，就是在幾十個周期才采集一個點，這樣的遙測量是根本不能與每個周波12個點保護故障采樣相比，故這種數據量的傳送是無法滿足故障計算要求的。
    對于大電網，其數據結構比較復雜、數據類型比較多，但對計算機來說都不是問題，真正的問題在于電網結構實時采集數據的采集裝置的精度不完善、通訊速率低，所以不能在短暫的時間內完成數據的計算、統計和分析。
    實時系統的數據結構一直都是力求簡單的，采用的算法也要求明了、快捷。在目前的電力系統中，SCADA系統的潮流計算模塊大多數還是采用經典的Newton算法，但對于潮流優化Newton算法便遠遠地不夠了，尋求新的算法是解決計算機計算和分析大型數據庫的一種途徑。另一方面對于故障分析、短路電流計算也需要新的算法。
4　結束語
    在SCADA的基礎上應用開發實施的EMS應用軟件應具備以下條件：①網絡拓撲：為狀態估計、調度潮流提供網絡結構；②狀態估計：給出網絡的母線U和實時潮流(大小、方向)；③調度潮流；④潮流優化：Q電容補償、機組調相；⑤靜態安全分析與校正；⑥故障定位和后備式微機監控遠方保護動作；⑦短路電流計算；⑧負荷預報；⑨上網電價統籌；⑩調度員培訓模擬。
    對于SCADA應用軟件，其數據庫應為開放式結構，以便于二次開發和功能的擴展，今后全開放性數據庫結構的EMS系統將是SCADA的發展方向。

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