基于现场总线的调度自动化系统主要由厂站端系统、调度端系统和通信系统三部分构成。
(1)厂站端系统。厂站端(发电厂、变电站端)的监测与控制系统由前端智能单元、工控机、网络通信管理适配卡、专用调制解调器(Modem)及相应软件组成。
1)前端智能单元:一方面完成对各线路电流(A、B、C相)、电压(A、B、C相电压及AB、BC、CA相间电压)、三相/单相有功与无功功率、正负有功/无功电能、功率因数及周波等电参量的测量;另一方面完成对各开关状态的检测与控制。前端智能单元一般采用16位微处理机系统,主要包括采集控制逻辑、模拟信号处理、开关量输入输出处理、通信处理、系统监测与保护、实时时钟及电源部分,能在恶劣电磁环境下可靠工作,可安装于户外端子箱内。
2)工控机:用于显示厂站电气主接线与运行状况、记录数据、显示曲线和图表、异常或事故报警及打印、信息转发与接收。一般变电站一台工控机即可完成上述工作,发电厂可按监视点需要增加台数。
3)网络通信管理适配卡:插于工控机扩展槽,通过现场总线实现前端智能单元与工控机之间的高速数据交换,并实现网络管理。
4)Modem:电力系统专用调制解调器,完成发电厂、变电站与调度端之间的数据通信。
(2)调度端系统。调度端对整个系统进行监视、控制与管理,由工控机、调制解调设备、多路通信接口设备及大屏幕显示器构成。Modem接收来自载波机的调制信号,并把调度端命令调制后经载波通道送至厂站端;多路通信接口完成多路数字信号与厂站端工控机的数据通信;大屏幕显示器用于显示电网图、电网参数和负荷曲线等。
(3)数字通信。厂站端与调度端之间的数据交换经数据通道传送。目前电力系统有载波、微波、光纤等通道。载波与微波通道两端须使用电力系统专用Modem,同一通道两端宜采用同一厂家同一型号的Modem。
系统特点:基于现场总线的厂站实时监测监控系统及由此构成的调度自动化系统,可避免用大量电缆将PT(电压互感器)、CT(电流互感器)二次侧电参量传送至中控室,减少线损误差、提高测量精度,还可取消中控室、实现无人值守,节约占地与投资并减轻运行人员劳动。与传统的厂站监测监控系统相比,其主要特点为:前端智能单元可安装于CT、PT端子箱内,就地处理数据并经现场总线数字化传送;网络由两根双绞线组成,故障率低、通信波特率高;解决了CT、PT至中控室间的压降问题,测量精度高;抗干扰能力强,能在户外恶劣条件运行;结构简单、体积小,安装维修方便。
可以预见,此类系统将与数据通道、调度端监控系统一起构成新一代的调度自动化系统,在电力系统发电厂与变电站中得到广泛应用。