基于SCADA的全息数据应用研究

摘要： 本文在分析了EMS/SCADA系统对四遥信息采集处理方式及各项指标的基础上，阐述了基于SCADA数据保存全息数据的方法研究，以及全息数据的应用。

Abstract: After analyzing the collection and treatment mode for four remote information of EMS/SCADA system, This article elaborated the methods of saving holographic data based on SCADA''s data, and also elaborated the application of holographic data.

关键词： SCADA；四遥；全息数据

Key words: SCADA；four remote information；holographic data

中图分类号：TP392 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）03-0140-01

0 引言

本文所论及的全息数据不同于图像保存领域的全息术，本文的全息数据指的是能够完全表示电力系统运行状态的四遥信息以及所有操作信息和事件。

随着计算机技术的不断发展和计算机存储介质价格的不断下降，为保存大容量数据提供了必要的技术和物质条件，使全息数据的保存得以实现。

1 EMS/SCADA四遥信息的采集及各项指标分析

四遥信息包括遥信、遥测、遥控、遥脉。

遥信：指的是状态信息主要包括下面一些信息，开关位置状态、刀闸位置状态、保护信号状态、变压器分接头位置、事故总、预告信号等。

遥测：指的是模拟量信息，包括有功、无功、电流、电压、档位、温度、周波等。

遥控：指的是控制信息，包括控制开关分合，档位调节（也有的把档位控制但列为升降）等。

遥脉：指的是脉冲电度信息。

调度端接收四遥信息一般都是由RTU通过模拟或数字通道经过一定的编码处理后发送到调度端，调度端接收信息后进行解码，还原数据信息。从信息变化到解释出原数据所需要的时间涉及通道、规约等多个环节，平均来说电力系统规定，遥信反应时间为3秒钟以内，遥测反应时间为4秒钟以内，遥控反应时间为3秒以内。遥信在变化时上送变化后的状态，遥测在3-5秒间变化一次。四遥信息的数量视调度系统的规模而定，一般几千到几万不等，随着近年电力系统自动化的不断发展，数据量也逐年递增。

2 事故追忆概述

所谓“事故追忆”，是指在电力系统发生事故时，为了分析事故发生的原因，必须把和事故有关的各个参数在事故前后一段时间内的数据提取出来进行分析判断。EMS中的事故多指开关的事故变位，事故追忆需要设定追忆原因，设置事故发生前后的时间断面个数（即点数），以及相邻两点之间的间隔时间，此外还需要设置与此开关相关的需要保存的四遥等参数信息。

3 保存全息数据

全息数据的保存不需要设置数据对象、时间段等参数，也不是只有电力系统发生事故时才保存信息，而是系统自动实时保存全部四遥信息，记录全部信息的变化过程，因此保存全息数据的关键就是海量数据保存。全息数据都被保存到历史库，为节省空间设置了数据有效期，有效期可根据数据量进行设置，一般为3-7天左右，超过有效期的数据将被系统自动删除，当然也可以根据需要手工备份保留。数据保存方式可分为两种：

一种是完整保存，即四遥信息的每次变化都记录下来，由四遥信息可知电力系统平时遥测的变化频率是最快的，平均每3-5秒刷新一次，以一万点遥测，每5秒钟一次变化计算，一天也要保存17.28亿个点。因此这种保存方式适合于磁盘空间较大，四遥信息较少的情况。

另一种是压缩保存，就是保存之前用本次数值与上次数值比较，超过一定的变化率就保存，否则视为在死区范围内抖动，不予保留。这种方式虽然丢弃了一部分数据，但是在电力系统发生故障扰动时却能够记录下大部分有用的信息，它适合于数据量大，磁盘空间有限的情况。随着电力系统数据量的不断增加，此种方式能够更好的节省空间。

两种保存方式的比较如下面两幅图形，图中横坐标为时间，纵坐标为某一遥测的值，黑点表示某一时刻保存的数据点。图1为第一种完整保存方式，图2为第二种压缩保存方式：

如图1和图2所示，虽然压缩方式下丢弃了大部分数据，但发生扰动时的数据变化率比较大，因此最为关键的扰动时的数据就能够被记录下来。

4 全息数据应用

目前全息数据有两个主要应用，一个是查看某一遥测的实时变化过程，例如图1和图2所展示的，它比定点保存的遥测曲线要更加详细和完整，更能体现出数据的波动。另一个应用是可以在发生故障后使用全息数据进行反演，其反演方式与事故追忆反演类似。全息数据的反演可以在调度员单线图中查看某一时间段（或某一时刻）各个画面中的四遥信息，也可以通过实时事项查看器，模拟生成当时的事项，这样就能完整再现电力系统在某一个时间段内的运行过程，能够完整的展现系统在各个时刻全部数据的变化过程。

有了全息数据也可以结合历史电力模型进行拓扑分析和各种高级应用的分析和重现，同时也为电力系统仿真应用提供了更完整的数据信息，用以分析研究各种故障状态下数据的变化过程。

5 结束语

全息数据弥补了事故追忆和故障录波数据的不足，它们之间的相互补充能够完全满足电力系统事故过程中对数据保存的要求，为查找故障原因提供了更为充分的信息来源。

随着计算机技术的不断发展和实时数据库技术的发展，全息数据可以实现存储在内存库中，使其保存和读取的速度更快，应用也会越来越多。

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