电力监控和数据采集系统
SCADA(电力监控)系统介绍
概述
SCADA又称远动（Supervisory Control And Data Acquisition），其定义是：监控和数据采集。
远动就是应用远程通信技术对远方运行设备进行监 视和控制，以实现远程信号、远程测量、远程控制和远 程调节等各项功能。
远动技术是随着生产过程自动化程度的日益提高而 发展起来的，是自动化技术与远程通信技术在电力生产 上的有机结合。
2020年7月23日
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一、远动系统的特征 （一）远程性 远动系统远程性表现在系统使用了通讯技术。 （二）实时性
实时性：是指数据采集能及时反应到调度所；调度所的 控制命令也能及时下达到控制对象。
远动技术是一门综合技术，它是应用电力技术、计算机 技术、现代通讯技术在供电系统中的应用。
2020年7月23日
2.1 数据采集
控制中心监控系统实时采集的信息包括：模拟量、状态 量、控制量。
2.2 数据处理
信息采集后需在监控计算机进行显示，由计算机监控系 统软件完成数据的处理工作。
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二、远动系统的功能和优越性
（一）远动系统的功能
1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。
2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。
3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度 所。
4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如 变压器的输出电压等）进行调整。
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2、调度员工作站
用于调度人员的日常控制、监视、和调度管理工作。
3、系统维护工作站
用于维护系统软件、定义系统运行参数、定义系统数 据库及编辑、修改、增扩人机界面画面等工作；并同时具 有网络管理功能，对全线网络设备进线设置和管理。当两 台调度员工作站故障时，可作为备用临时替代调度员工作 站使用。
电力监控原理
电力监控原理电力监控是一种关键的技术，可以对电力系统进行实时监测和管理。
通过对电力负荷、电流、电压以及其他相关参数的监测和分析，电力监控系统可以及时发现问题，提前采取措施，确保电力系统的正常运行。
本文将介绍电力监控的原理以及其在电力系统中的应用。
一、电力监控系统主要由传感器、数据采集系统、数据传输系统和数据处理系统组成。
其工作原理如下：1. 传感器：传感器是电力监控的关键组成部分，用于感知电力系统中的各种参数。
传感器可以监测电流、电压、功率因数、频率等关键指标。
传感器将感知到的参数转化为电信号，传送给数据采集系统。
2. 数据采集系统：数据采集系统负责接收传感器传来的电信号，并将其转化为数字信号。
数据采集系统通常由模数转换器和微处理器组成，可以将模拟信号转化为数字信号，并对信号进行处理和分析。
3. 数据传输系统：数据传输系统将采集到的数据传送到数据处理系统。
数据传输系统可以通过有线或无线网络将数据传输到集中的监控中心，也可通过局域网将数据传输到本地服务器。
4. 数据处理系统：数据处理系统接收并处理传输来的数据。
通过算法和模型，数据处理系统可以对电力系统的状态进行分析和预测，并生成相应的报警信息。
数据处理系统还可以对历史数据进行存储和查询，为电力系统的维护和优化提供支持。
二、电力监控应用电力监控技术在电力系统中有着广泛的应用，可以提供以下功能：1. 实时监测：通过电力监控系统，可以实时监测电力系统的运行状态。
监测人员可以随时了解电力负荷、电压、电流等参数的变化情况，及时发现问题并采取措施。
2. 故障检测：电力监控系统可以对电力系统中的故障进行检测和诊断。
一旦出现故障，系统会发出警报并提供相应的故障定位信息，方便维修人员及时处理。
3. 能耗管理：电力监控系统可以对电力系统的能耗进行管理和优化。
通过对电力负荷和能耗的监控，系统可以提供相应的能源消耗分析和优化建议，帮助用户降低能源消耗。
4. 预测分析：基于历史数据和算法模型，电力监控系统可以进行电力系统的预测分析。
数据采集和监控(SCADA)系统
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集和监控系统，它是电网调度自动化系统的基础和核心，负责采集和处理电力系统运行中的各种实时和非实时数据，是电网调度中心各种应用软件主要的数据来源。
SCADA 系统包括实时数据采集、数据通信、SCADA 系统支撑平台、前置子系统、后台子系统等。
数据采集包括反映物理过程特征的数据的产生，数据发送、接收和数据处理；监视控制不仅包括对物理过程的直接控制，还包括管理性控制，只下发调控指令，由厂站端或者下级调度人工调控。
通常数据采集装置和控制装置安放在厂站端，与主站端监控系统并不在一起，所以要实现数据采集和直接控制功能需要双向数据通信，普通认为数据采集是信号上行的通信，而直接控制是信号下行的通信。
一个 SCADA 系统通常由一个主站和多个子站(远方终端装置 RTU 或者变电站综合自动化系统) 组成。
主站通常在调度控制中心 (主站端) ，子站安装在变电站或者发电厂(厂站端) ，主站通过远动通道或者广域网实现与子站的通信，完成数据采集和监视控制。
国分为五级调度，主站除接收子站信息，还以数据通信方式接受从下级调度控制中心主站转发来的信息，又向上级调度控制中心主站转发本站的信息。
厂站端是 SCADA 系统的实时数据源，又是进行控制的目的地。
SCADA 所采集的数据包括摹拟量测量 (又称为“遥测”)，状态测点 (又称为“遥信”) 和脉冲累加量 (又称为“遥脉”)。
SCADA 系统的主站分为前置子系统和后台子系统，二者通过局域网相联相互进行通信。
前置子系统主要完成与厂站端及其它调度控制中心的通信，并将获得的数据发送给后台子系统。
后台子系统进行数据处理。
SCADA 把这些最近扫描的已经处理的反映被监视系统状态的数据存储在数据库中。
画面联结数据库，于是画面就直观地给出该系统状态的正确景象。
SCADA 为每一个量测量赋予一个状态和记录数值的变化趋势，当设备处于不正常状态或者运行限值已被超过时通知调度员。
电力监控系统是什么,有哪些功能
引言概述:电力监控系统是一种用于监控、管理和控制电力系统运行的系统。
它通过数据采集、处理和分析，为用户提供实时的电力设备状态和运行信息以及智能化的决策支持。
本文将详细介绍电力监控系统的定义、功能和应用。
正文内容:一、电力监控系统的定义1. 定义：电力监控系统指的是基于电力系统的实时监测与管理，在数据采集、传输、处理与分析的基础上，实现电力设备的智能监控、故障诊断与运行决策。
它是在电力系统中起到监控、控制和保护作用的关键系统之一。
2. 组件：电力监控系统主要由监测装置、运算装置、显示装置和通信装置等几个主要的组成部分组成。
3. 功能：电力监控系统具备实时采集、数据传输、故障诊断、运行决策、数据分析、远程控制等功能。
二、电力监控系统的功能1. 实时采集功能：a. 采集设备：电力监控系统可以采集电力设备的电流、电压、功率等基本参数，实时获取设备的运行状态和性能。
b. 数据同步：通过实时采集，电力监控系统可以将数据同步到监测装置，确保数据准确性和及时性。
2. 数据传输功能：a. 数据传输方式：电力监控系统可以通过有线或无线的方式将采集到的数据传输到运算装置，实现数据的实时传输。
b. 数据压缩与存储：为了减少数据传输的成本和带宽占用，电力监控系统通常会对数据进行压缩和存储处理，提高数据的利用效率。
3. 故障诊断功能：a. 智能分析：电力监控系统可以通过对采集到的数据进行分析，实现故障的智能诊断和预警，及时发现和排除故障。
b. 故障定位：电力监控系统还可以通过数据分析和故障诊断，准确定位故障的位置，以便进行相应的修复和维护。
4. 运行决策功能：a. 运行优化：电力监控系统可以根据实时的运行状态和负荷需求，进行运行优化，实现能源的高效利用和降低运行成本。
b. 运行策略调整：电力监控系统可以根据实时的需求和系统负荷，进行运行策略的调整，确保电力系统的安全可靠运行。
5. 数据分析功能：a. 数据可视化：电力监控系统可以将采集到的数据进行可视化展示，提供直观的数据分析和决策参考。
电力系统监控和数据采集系统介绍
电力系统监控和数据采集系统介绍哎呀，说起电力系统监控和数据采集系统，这可真是个相当有趣且重要的玩意儿！咱们先来说说啥是电力系统监控吧。
想象一下，你家里的电器都在欢快地工作着，电灯亮堂堂，电视播着精彩节目，冰箱安静地运行着。
这背后可都离不开电力系统的稳定供应。
那电力系统监控呢，就像是一双时刻关注着电力系统运行状况的“眼睛”。
比如说有一次，我路过一个小区的配电室，正好碰到电工师傅在检查设备。
我好奇地凑过去看，师傅指着那些仪表和屏幕跟我说：“这就是监控系统的一部分，能让咱随时知道电力运行得好不好。
” 我仔细瞧着，只见屏幕上的数字和线条不停地变化着，师傅认真地记录着一些数据。
再来讲讲数据采集系统。
这就好比是一个超级细心的“小秘书”，把电力系统运行中的各种信息，比如电压、电流、功率等等，都仔仔细细地收集起来。
就像我曾经在一家工厂里看到的那样，巨大的机器轰鸣着运转，旁边有一些小小的传感器安装在各种线路上。
工作人员跟我说，这些传感器就是数据采集系统的一部分，它们能把机器运行时的电力数据精确地采集下来。
电力系统监控和数据采集系统组合在一起，那威力可大了去了。
它能让电力公司的工作人员及时发现问题，比如说哪里电压突然不稳定啦，哪里电流过大可能有危险啦。
就好像有一次，一个偏远地区的输电线路出现了故障，监控系统马上就发出了警报。
工作人员通过采集到的数据，迅速判断出了故障的位置和大致原因，然后赶紧派人去抢修，这才避免了更大范围的停电。
而且啊，这系统还能帮助咱们合理分配电力资源。
比如说在用电高峰的时候，通过监控和采集到的数据，就能知道哪些地方用电需求大，然后及时调整电力供应，保证大家都能用上电。
这系统还在不断进化和完善呢。
技术越来越先进，采集的数据越来越精确，监控也越来越全面。
未来，说不定它能变得更加智能，提前预测可能出现的问题，让咱们的用电更加稳定和可靠。
总之，电力系统监控和数据采集系统虽然听起来有点专业和复杂，但它实实在在地保障着我们的日常生活和生产用电。
SCADA(电力监控)系统介绍
0.4kV测控、 保护智能单元
0.4kV 智能电表
DC1500V测控 保护单元
35kV测控、后备 保护智能单元
35kV纵差保护 智能单元
跟随所 监控单元
跟随所 智能电表
35kV开关柜单元 35kV 智能电表
35kV 智能电表
牵引降压混合变电所综合自动化系统构成图
杂散电流 监控单元
2013年7月9日
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二、远动系统的功能和优越性 （一）远动系统的功能 1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。 2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。
3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度 所。
4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如 变压器的输出电压等）进行调整。 其他管理功能：报表管理、事故回放、故障分析、信息管理、技 能培训等。
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间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护 测控单元、信息采集设备以及采用硬接点输出的现场设备。 设备包括400V及35kV交流保护测控单元、1500V直流保护 测控单元、变压器温控器、微机测控单元、杂散电流监控单 元、交/直流屏、上网隔离开关、负荷开关等。各厂家的智 能装置由国电南自提供的网络通信服务器进行接口及规约的 转换，实现与变电所综合自动化系统的接口，其它硬接点信 号可由智能测控装置进行采集，并由其实现对接触轨隔离开 关等的控制功能。 网络通信层即为所内通信网络和接口设备，间隔单元通 过所内网络通信层与站级管理层进行数据交换。
控制中心调度系统的局域网络采用双以太网结构，互为 热备用。网络结构采用总线型结构，配置以太网交换机 。
网络采用国际标准化的、成熟、可靠、通用性强的 TCP/IP网络协议。
电力采集系统操作手册
电力采集系统操作手册一、系统概述电力采集系统是一种用于自动化采集、处理和监控电力系统数据的系统。
它主要由硬件设备和软件配置组成，能够实现电力数据的实时采集、传输、存储和分析，为电力企业的运营和管理提供重要支持。
二、硬件设备2.1 采集终端采集终端是电力采集系统的核心设备之一，负责采集智能电表的数据。
采集终端通常安装在配电变压器的低压侧，通过串行通信或网络通信方式与智能电表连接，定期采集智能电表的电量数据。
2.2 集中器集中器是电力采集系统的数据处理中心，负责汇总、存储和管理采集终端上传的数据。
集中器通常安装在配电房或变电站内，通过光纤、GPRS等通信方式与采集终端连接，接收并处理采集终端上传的电量数据。
2.3 智能电表智能电表是电力采集系统的数据源，负责计量和存储电量数据。
智能电表具有远程通信功能，能够与采集终端进行数据交换，提供实时电量数据。
三、软件配置3.1 采集参数设置在电力采集系统中，需要设置合适的采集参数，包括采集终端的IP地址、端口号、通信协议等。
这些参数应根据实际情况进行配置，以确保数据采集的准确性和可靠性。
3.2 数据存储与备份集中器收集到的电量数据应存储在数据库中，以便后续的数据分析和处理。
同时，为了确保数据的安全性，应定期对数据进行备份，以防止数据丢失。
四、数据采集与传输4.1 数据采集方式电力采集系统的数据采集方式主要包括定时采集和触发式采集。
定时采集按照设定的时间间隔进行数据采集，而触发式采集则是在智能电表出现异常情况时立即进行数据采集。
4.2 通信协议电力采集系统应采用统一的通信协议，以确保不同设备之间的通信稳定性和兼容性。
常见的通信协议包括IEC60870-5-104、DL/T645等。
4.3 数据传输流程数据传输流程包括数据打包、加密、传输和校验等步骤。
在数据打包过程中，应按照通信协议的规定对数据进行格式化处理；在数据加密过程中，应对数据进行加密处理，以确保数据的安全性；在数据传输过程中，应选择稳定的通信网络和合适的通信方式；在数据校验过程中，应对数据进行校验处理，以确保数据的完整性和准确性。
电力系统自动化内容
电力系统自动化内容电力系统自动化是指利用先进的信息技术、通信技术和控制技术，对电力系统进行监控、保护、调度和管理的过程。
这一领域涵盖了广泛的内容，包括以下几个方面：1. SCADA 系统（监控与数据采集）：SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统用于监视和控制电力系统中的设备和过程。
它通过传感器和遥测装置采集实时数据，并将这些数据传送给中央控制中心，使操作人员能够实时监测电力系统的运行状况。
2. 自动化保护系统：自动化保护系统用于在电力系统中检测和隔离故障，以防止事故蔓延并最小化损失。
这包括差动保护、过流保护、欠频保护等各种保护装置，通过智能化算法提高对电力系统异常事件的快速响应能力。
3. 远动系统：远动系统允许远程控制电力系统中的设备，如断路器和开关。
这提高了电力系统的操作效率，减少了现场操作的需求，同时也提高了安全性。
4. 自动化调度系统：自动化调度系统通过优化电力系统的运行计划，实现电力资源的有效调度。
这包括发电机组的启停、负荷预测和电力市场的交易等。
5. 智能电网（Smart Grid）：智能电网是电力系统自动化的一个重要方向，通过引入先进的通信和信息技术，实现对电力系统的智能监控、优化运行和高效管理。
智能电网还支持分布式能源资源的接入和管理，提高电力系统的可靠性和可持续性。
6. 通信网络：为了支持电力系统的自动化，需要建立可靠的通信网络，包括局部的子站通信和广域的远程通信。
这确保了各个部分之间的及时信息交换和协同操作。
电力系统自动化的发展旨在提高电力系统的可靠性、安全性、经济性和可持续性，同时适应日益复杂和动态的能源环境。
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电力监控和数据采集系统
【摘要】本文从电力监控系统的结构与功能、PMC916智能化数据采集系统，以及电力数据的采集系统这三个方面对电力监控和数据采集系统进行阐述。
【关键词】电力；监控；数据；采集
一、前言
随着计算机信息技术的不断发展，电力监控系统也到了极大地发展，为了更好地进行监控，就需要相关的数据采集系统的建设。
二、电力监控系统的结构与功能
1.电力监控系统的结构
电力监控系统是一个复杂多样的程序，它一般是由信息控制系统、现场控制系统和问题处理系统三方面共同构成的。
这三部分构成了一个整体，共同发挥作用，全方位的监控电力系统的运行。
信息监控系统是电力系统构建中必不可少的一部分，由于电力监控系统在运行过程中现场端和PLC 系统的主控端距离较远，因此，信息监控系统就成为了这个中转站。
目前，系统的通信网络主要是以智能设备为主，负责各个网络的通信，从机则是由智能变送器、可编程控制器、现场控制单元构成的，用来传输数据。
PLC 可编程结构、传感器、执行装置等一系列设备共同构成了现场控制系统的子系统，用于执行命令程序，采集现场信息，并进行实时监控。
同时，它还可以通过传感器对数字、开关量等信息进行处理，从而获取电力系统现场使用的具体情况。
顾名思义，问题处理系统就是用来处理连接过程中所遇到的困难的。
简单来说，就是在接收到现场控制子系统传过来的各种信号之后，把它们转化为声、光、电或者图像，为工作人员提供信息的指导。
具体来说，就是通过报警系统、显示屏、模拟屏等设备的运行，帮助工作人员对电力系统运行信息进行及时有效的处理。
图1
2.电力监控系统的功能
由电力监控系统的构成可以得知其最主要的功能体现为现场监控、信息采
集、事件处理和系统控制。
监控系统可以通过结构的协调运行，对电力系统现场的设备进行动态的监控，并了解运行的参数。
然后，系统会对各种数据信息进行采集整理，从而进行判断分析，制定具体的操作指令。
最后，系统管理者通过对子系统的控制，使其执行一系列功能，进而推动电力系统的平稳运行。
另外，电力部门的工作人员可以结合系统运行的具体参数，分析系统功率，并结合实际情况定期进行调节。
在功率因数变动时，还可以对系统功率进行手动调节。
同时，相关工作者还能够借助计算机等设施，记录电力系统实时运行的情况、故障状况、操作、变更等数据，从而形成有效的信息报表。
三、PMC916智能化数据采集系统
1.PMC916电力监测与控制装置
PMC916(Power Monitoring&Control Unit)是一款广泛用于电力系统的智能化多功能电力参量监测装置。
PMC916可直接用作电参量测量仪表，具有8路开关量输入监测及四路继电器输出。
利用开关量输入监测功能，用户可以实现对各种开关量的状态监视和遥信变位监视；利用继电器输出功能，用户可以实现遥控操作、程序控制及电量越限监测与控制等功能。
PMC916带有液晶显示屏，通过键盘操作切换显示内容可实现本地人机交互，逐页观察所有测量和计算数据及设定的参数，也可进行参数的设定或本地的控制操作。
观察该PMC916监测的所有电气量数据和设定的参数不需要输入口令，进行设定值的修改或本地操作可以设置口令。
PMC916内部有2个MCU，分别为显示管理MCU和主控管理MCU。
前者的任务是对PMC916的键盘和显示进行处理。
两者之间通过内部总线进行通信和信息交换。
PMC916的输入与输出系统包括开关量输入、模拟量输入和控制量输出3种接口管理环节。
它们均与主控管理MCU通过内部总线交换信息并接受工作和控制指令。
PMC916与监控系统的通信和信息交换通过RS485／CAN通信接口实现，同时也完成系统时钟的对时。
2.电力监控装置PMC916的优点
(1)测量功能较多，测量精度高。
PMC916可以测量三相电流、三相电压、每相及系统频率、每相及总有功功率、每相及总无功功率、每相视在功率、每相及总功率因数、总有功电度及无功电度；测量精度0.5级／1.0级。
PMC916的继电器除了可以实现遥控外，还可以关联电压、电流、频率、功率等电参量实现告警控制。
(2)通信功能强大。
PMc916具有面向用户的开放式通信协议，两种规格的产品(PMC916和PMC916-C)分别支持两种通信接口：RS一485通信接口(PMC916)或CAN通信接口(PMC916一C)；分别支持两种网络通信协议：Modbus—RTU(PMC916)或Hilon B(PMC916—C)。
PMC916能方便地与各类计算
机监控系统实现信息交换。
(3)多路的输入输出。
4路继电器输出和8路隔离开关量或脉冲量输入。
(4)抗干扰能力强。
(5)消耗功率低。
电源功率消耗≤15W。
四、电力数据的采集系统
数据采集是计算机技术的重要应用，是获取测量数据的重要途径之一。
为了保证电力系统的正常运行，就要随时间段的对电力系统中的电压、电流、温度等参数进行测量，这种获取数据的方式就是数据的采集。
电力数据的采集及处理方法的特征是：该系统能够用于电力系统在线数据采集，能获得较好的采样速率和采集精度，采用高性能嵌入式处理器DSP+ARM结构，分别是DSP／BIOS和嵌入式Linux部署软件在采集处蝴控制端设施，同时配置算法调配模块实现电力数据的采集与处理，这种同步采样法适用于信号周期实时测量，顺应周期的变化而改变的软件，能够完成多通道的电力数据同步采样和采集，技术进步从而满足电力数据采集的多通道、高精度、随时性、自动化的要求。
1.嵌入式硬件设计
采用数字信号处理器DSP作为核心数据采集、处理和功率变换器，DSP可以快速的实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式，具有高性能通用处理器的特点，能够对采集的数据处理、存储、转换、显示等管理措施，完成ADC、DAC、显示、键盘等功能。
基于ARM的嵌入式数据采集，分为数据采集部分、数据传输部分、远端主机。
嵌入式数据采集系统置于被控制的设备里，通过传感器对电力系统的连续模拟参数信号进行测量、采样，传输到数模转换器中转换成为数字信号，DSP处理器对采集到的数据进行滤波、识别等处理，将采集到的数据通过嵌入式系统的通讯接口传送到远端的主机，并把远端主机的控制信息传送到本地数据采集部分，远端主机对传输过来的远程数据通过数模转换器实现处理、存储、显示等工作，同时修改运行参数以控制数据采集的工作。
2.嵌入式软件设计
数据采集系统所应用的嵌入式系统软件多数是基于VxWorks，Linux和WinCE系统平台上的开发。
可以在Linux系统下利用采集数据并使用相应模块进行数据传输的设计，常用线1生数据结构、排序和查找算法等在嵌入式系统中均有实现和相关算法，实现电力数据采集器的应用解决方案。
3.数据通讯方式
数捣歪诩是把数据的处理和传输合为一体，实现数字信息的接收、存储、处
理和传输，并对信息流加以控制、校验和管理的一种通讯方式，现代移动通信方式主要是全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、码分多址(CDMA)等技术，除了电力数据采集系统所必需的软硬件之外，采集系统与电表之间的通讯方式也是不可缺少的—部分。
数据通讯方式可分成两类有线通信和无线通信。
有线通信通常由CAN总线、Lonworks总线技术的智能传输，电力数据可通过Lonwork总线主控制模块向网络传输数据源。
无线通信则采用了智能电表构成局域网通信系统，进行数据传输。
在电力数据采集模块中嵌入GPRS模块，与分站点数据网直接定位连通，有效提高了数据传输速度和方位。
采用CDMA技术的无线通信技术不仅实现了远程通信，并且相对传输速度大大提高，无线通信具有易操作、成本低、组态灵活、功耗低等特点。
五、结语
通过以上叙述，让我们对电力监控和数据采集系统有了大致的了解，这样有助于我们更好地提高监控系统的效率，以及系统的稳定性。
参考文献
[1]邢琳，吴健嵌入式电力监控与数据采集系统的设计与实现[J] 《微型电脑应用》ISTIC -2010年2期-
[2]孙慧贤，张玉华，罗飞路采用USB和CAN总线的电力监控数据采集系统[J] 《电力系统及其自动化学报》ISTIC PKU -2011年1期-
[3]冯朴电力监控与数据采集系统设计[J] 《云南电力技术》-2011年4期-
[4]韩云海，单国平基于智能化数据采集系统在电力系统中的应用[J] 《硅谷》-2013年19期-。