臺灣博碩士論文加值系統

台電調度控制自動化工程，依電力調度作業劃分為中央調度控制中心（CDCC），區域調度控制中心（ADCC），及配電調度控制中心系統（DDCC）等三個層級，負責345kV、161/69kV、22/11kV系統的監控與運轉，自動化工程係以調度中心之電腦系統設備為核心，以變電所為末端站，在變電所內裝設資訊末端設備（RTU )，藉通訊線路與調度中心電腦系統連線，負責提供變電所內設備資訊及接受操作指令，達到自動化監視控制與資料收集( SCADA )功能。
在電力調度自動化工程中，RTU負責蒐集變電所內各種設備的狀態及類比量，再經由不同的通訊設備傳回給位於調度控制中心的電腦主機，同時並接收電腦主機的控制訊號，對變電所的各項設備進行控制操作。因此為便於彼此間的傳送與接收，RTU與電腦主機間就須訂定一套規則來共同遵守，這就是所謂的通訊協定( Protocol )。
故新SCADA系統需考慮未來如何提升，變電所與主站間之資料傳輸速度及通訊可靠度，此為本論文重點。

The task of automatic electricity dispatch for Taiwan Power Company includes Center Dispatch Control Center (CDCC)、Area Dispatch Control Center (ADCC) and Distribution Dispatch Control Center (DDCC) three centers which monitor and control the system operation of 345kV、161kV/69kV、22kV/11kV voltage levels. Computer server of Dispatch and Control Center plays the key role of automatic system automations. Remote Terminal Units (RTU) are installed in substations which communicate with the computer server of Dispatch and Control Center by computer network. The function of RTU includes gathering system’s data and performing the remote instructions that received from control centers.
For automatic electricity dispatches engineering, RTU acquires the states and analog data in the substation then transmitting the data to the main computer of Dispatch and Control Center. At the same time, RTU will perform the automatic operations according to the control signals from control centers. For the purpose of transmitting and receiving data, the communication Protocol should be developed for RTU and main computer.
In this thesis, improving the performance of data transmission speed and communication reliability for new SCADA system is discussed.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
一、 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究內容 2
1.3 本論文架構概述 2
二、 超高壓變電所SCADA調度系統 5
2.1 SCADA汰換工程 5
2.1.1 汰換緣由 5
2.1.2 網路通訊專線 7
2.1.3 新/舊系統比較 9
2.2 SCADA硬體與軔體升級 11
2.2.1 工作流程 11
2.2.2 硬體更換及資料庫下載 11
2.2.3 點對點OFF-LINE測試 14
2.3 案例分析 16
三、 一次配電變電所SCADA系統 18
3.1 架構與組件概述 18
3.2 軟、硬體設備介紹 19
3.2.1 主要硬體設備 19
3.2.2 主要軟體設備 21
3.3 IED設備介紹 23
3.4 特性比較 24
3.4.1 通訊協定比較 24
3.4.2 RTU與SCADA比較 26
四、 南科大用戶開關監視併入SCADA系統 28
4.1 監視系統的規劃 28
4.1.1 工程緣由 28
4.1.2 監視架構 29
4.2 通訊處理單元架構 32
4.2.1 用戶資訊收集設備功能 32
4.2.2 通訊處理單元設備功能 36
4.2.3 時間同步的方法 39
4.3 大用戶面臨的問題 40
4.4 案例分析 41
五、 ADCC新營區域調度中心系統 43
5.1 調度中心系統 43
5.1.1 系統硬體架構 46
5.1.2 電力調度軟體 49
5.2 模擬盤介紹 54
5.3 調度中心不停電系統裝置 56
5.3.1 電源系統架構 56
5.3.2 檢討分析 57
5.4 案例分析 58
六、 結論及未來研究方向 59
6.1 結論 59
6.2 未來研究方向 59
參考文獻 61
表 目 錄
表2.1各E/S SCADA汰換前後系統及資料庫功能比較 6
表2.2各E/S SCADA汰換前後圖控功能比較 9
表2.3各E/S SCADA汰換前後通訊功能比較 10
表3.1通訊協定比較 36
表3.2 RTU與SCADA系統架構比較 36
表4.1 AI Point List 44
表4.2 DI Point List 45
圖 目 錄
圖 2.1 SCADA監控系統架構圖 6
圖 2.2 E1專線與RTU環路串聯 7
圖 2.3監控所群組分類 7
圖2.4系統架構圖 9
圖2.5 L/R切換開關 13
圖2.6 卡片韌體更換 13
圖2.7卡片RUN燈顯示 15
圖2.8 TEST SET卡片狀態顯示 16
圖2.9 Master CPU卡通訊線 16
圖2.10 Slave CPU卡通訊線 16
圖3.1 監控系統架構圖 28
圖3.2 PMCC IED 31
圖3.3 LOCAL SCADA 系統示意圖 33
圖3.4 監控系統光纖連接圖 34
圖3.5 資料收集架構比較 34
圖4.1 監控系統架構 40
圖4.2 SCADA監控系統大用戶單線圖 41
圖4.3主機監控系統大用戶單線圖 41
圖4.4 DTU-2000系列硬體架構圖 42
圖4.5 通訊處理單元箱體內直通電話 47
圖4.6 直通電話接線示意圖 47
圖4.7 通訊處理單元硬體架構 49
圖4.8 E/S 3個廠家大用戶光纖環路 50
圖4.9 D/S 7個廠家大用戶光纖環路 50
圖4.10雙迴路環架構圖 51
圖 4.11雙迴路自癒架構圖 51
圖 4.12光纖環路斷環後時間同步示意圖 53
圖5.1 階層調度控制系統 57
圖5.2 ADCS系統架構圖 58
圖5.3 傳輸流程圖 61
圖5.4 SCADA 主機處理流程 62
圖5.5 ECS/m 關係圖 63
圖5.6 DI 原始檔 64
圖5.7 AI 原始檔 64
圖5.8 DBGEN 65
圖5.9 DBSAVE 65
圖5.10 DBPOP 65
圖5.11 ECS/m建置流程圖 66
圖5.12 CDBE 通訊架構 66
圖5.13 CDBE 設定流程圖 67
圖5.14 D/S輕重故障點燈圖示 72
圖5.15 S/S輕重故障點燈圖示 73
圖5.16 新營ADCC電源系統接線圖 74
圖5.17 發電機室示意圖 74
圖5.18 蓄電池連接圖 74

[1]“資訊末端設備維護作業手冊”，台灣電力公司供電處編印，2009年。
[2]“超高壓變電所SCADA軟、硬體教育訓練教材”，健格科技股份有限公司，2010年。
[3]“超高壓變電所SCADA調度員操作手冊”，健格科技股份有限公司，2010年。
[4]“台電通訊協定運用指導準則”，台灣電力公司 ，2006年。
[5]“祥正公司DTU 2000使用手冊”， 祥正科技股份有限公司，2005年。
[6] 陳銘誌，“電力監控系統之可靠度分析”，碩士論文，國立高雄海洋科技大學，2004年。
[7] 張建聰，“開關場電力調度監控系統設計”，碩士論文，逢甲大學，2009年。
[8] 張雅軒，“階層電力調度模擬控制系統設計與建置之研究”，碩士論文，臺北科技大學，2010年。