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配網(wǎng)調度自動(dòng)化系統方案構建論文
隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，系統硬件性能的不斷提高，為配網(wǎng)自動(dòng)化系統海量數據的處理存儲提供了強大的硬件支撐。
目前，主流硬件廠(chǎng)家的服務(wù)器性能指標都能夠完全滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化系統的要求。而且目前硬件的發(fā)展要遠遠超出應用軟件的發(fā)展速度，采用目前主流的硬件平臺，在將來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內都不會(huì )形成瓶頸而制約系統功能的擴充。通過(guò)集群技術(shù)的應用可以最大限度的避免單點(diǎn)故障導致的系統停運；利用集群技術(shù)可以輕松的將工作負載分配給集群之中的不同服務(wù)器并且無(wú)需將重要數據和應用脫機即可對服務(wù)器進(jìn)行“滾動(dòng)升級”;利用集群技術(shù)的高可擴展性在必要的時(shí)候可通過(guò)增加服務(wù)器的數量在滿(mǎn)足系統的運行需求，而無(wú)需對原有的設備進(jìn)行硬件加固，通過(guò)集群技術(shù)的應用可以最大限度的避免單點(diǎn)故障導致的系統停運，極大的保證了系統的高可用性。
目前國內主流的配網(wǎng)自動(dòng)化系統無(wú)論是廠(chǎng)家技術(shù)水平還是軟件功能的穩定性、適用性、全面性均已成熟。已經(jīng)有很多類(lèi)似的成功經(jīng)驗，并經(jīng)過(guò)了實(shí)際運行的檢驗，在安全性、先進(jìn)性、技術(shù)性上有保證。當前，調度自動(dòng)化系統、TMR 系統、節能管理系統、用電集抄系統所采集的數據涵蓋了配電網(wǎng)所有關(guān)口點(diǎn)的有功、無(wú)功及電流值，通過(guò)整合不同系統間的數據可以滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化系統運行對數據的需求。
1 系統總體構架
系統網(wǎng)絡(luò )為雙網(wǎng)方式，前置接入為雙通道接入。歷史數據服務(wù)器采用三臺集群方式，通過(guò)集群技術(shù)的負載均衡同時(shí)完成數據的存儲、查詢(xún)及統計計算等功能；前置服務(wù)器均采用雙機冗余配置，服務(wù)器電源模塊均為熱插拔配置。
配調工作站直接接入系統主網(wǎng)，配調子站采用遠程工作站的方式接入系統主網(wǎng)，中間通過(guò) 2M 專(zhuān)用通道進(jìn)行數據傳輸。其他用戶(hù)可通過(guò)系統 WEB 發(fā)布平臺了解配網(wǎng)運行狀況。
2 系統硬件
采用 HP、IBM 等主流廠(chǎng)商的 PC 服務(wù)器、工作站，硬件配置為目前同等規模系統主流配置，硬件指標能滿(mǎn)足 5-8 年內電網(wǎng)的發(fā)展。在系統壽命期間，硬件廠(chǎng)商能提供可靠的維護及充足的備品備件支持。
3 軟件平臺
系統支持混合平臺，主要服務(wù)器可采用 UNIX、Linux、Windows 等操作系統；工作站采用 Windows 操作系統，系統支撐軟件應遵循 IEC 61970 標準 , 支持符合 CIM/XML 標準的數據文件的輸入和輸出及實(shí)時(shí)數據 API 接口，具備良好的開(kāi)放性和二次開(kāi)發(fā)的能力。
4 主要功能及技術(shù)指標
4.1 系統數據容量
調度自動(dòng)化系統應滿(mǎn)足系統投運時(shí)電網(wǎng)的規模要求，并且能夠隨電網(wǎng)的發(fā)展，在不影響現有系統功能和運行狀況的條件下，實(shí)現整個(gè)調度自動(dòng)化系統的擴容。
遙測點(diǎn)數 30000 點(diǎn)，并可擴到 50000 點(diǎn)以上遙信點(diǎn)數 30000 點(diǎn)，并可擴到 50000 點(diǎn)以上遙控點(diǎn)數 1500 點(diǎn)，可擴到 5000 點(diǎn)以上電能量點(diǎn)數 5000 點(diǎn)報表 500 套畫(huà)面 600 幅 遠景增加到 1000 幅虛擬點(diǎn) 15000 點(diǎn)計算點(diǎn) 5000 點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn) 6000 點(diǎn)4.2 數據來(lái)源==采集可來(lái)自以下不同數據源的數據：配變終端（FTU、TTU 等）、EMS 系統、TMR 化系統、節能管理系統、用電集抄系統、標準時(shí)鐘 / 頻、人工錄入的數據等。不同的數據源可以采用不同的采集方式。
4.3 支持多種類(lèi)型的通道，通訊方式靈活
支持多種介質(zhì)的通道，包括電力載波、微波、CDMA/GPRS/SCD、公用電話(huà)網(wǎng)、光纖、擴頻、以太網(wǎng)；支持不同傳輸速率的模擬 / 數字信號傳輸（300 波特~ 2M波特）；支持不同類(lèi)型，不同通訊規約；具備友好的人機界面，各終端及參數（包括幀類(lèi)別、功能碼等）選擇均通過(guò)軟件在線(xiàn)設置。
4.4 豐富的規約
系統具有豐富的規約庫包括 IEC101、IEC104、IEC102、IEC103、DNP3.0、DL476-92、SCI1801 、CDT92、CDT82、N4F、、DISA3 系列、BJ-3 系列等規約，并且可以擴充。
具有用戶(hù)自定義規約，對特殊的規約用戶(hù)可以自己定義，縮短了調試時(shí)間。
4.5 計算與檢索功能
�。�1）多種計算公式支持各類(lèi)腳本計算，包括：四則運算、指數運算、對數運算、三角和反三角運算、絕對值運算、布爾運算（與、或、和、異）、條件判斷運算（IF、THEN、ELSE）、循環(huán)運算（DO…LOOP、FOR…NEXT）、比較運算（<、>、=、≠等）統計計算等。也可進(jìn)行邏輯和條件判斷運算。計算公式既可來(lái)自軟件包中常用計算公式庫，也可有用戶(hù)自行定義，所定義公式自動(dòng)加入計算公式庫中。
�。�2）豐富的計算在計算中，電力系統的通用計算均可完成：總加計算：用戶(hù)自由設定總加公式進(jìn)行總加計算；限值計算：計算模擬量越限的越限時(shí)間，合格率等；平衡計算：用戶(hù)可以對線(xiàn)路、變壓器及地區進(jìn)出功率 / 電度進(jìn)行平衡計算，并能進(jìn)行線(xiàn)損計算；累加計算：計算地區及各縣（市）的電度累計值、累計值包括時(shí)、日、月、季、年累計，日設置三個(gè)時(shí)段，因而月、季、年也可以有電度表的累計及三個(gè)時(shí)段的累計及有關(guān)分析功能；統計計算：統計計算可實(shí)現針對一段時(shí)間內（時(shí)、日、月、年）的統計處理，可定義統計條件；計算的觸發(fā)方式：用戶(hù)可以靈活定義計算的啟動(dòng)方式：周期觸發(fā)（按定義的周期時(shí)間啟動(dòng)計算）、隨機觸發(fā)（按定義的數值變化啟動(dòng)計算）、定時(shí)觸發(fā)（按定義的時(shí)間觸發(fā)）。
�。�3）計算判斷旁路替代線(xiàn)路處理；當線(xiàn)路檢修用旁路替代時(shí)，將旁路的有功、無(wú)功、電流等值替代線(xiàn)路的值進(jìn)行記錄和計算。遙信節點(diǎn)抖動(dòng)造成遙信誤動(dòng)時(shí)，通過(guò)慢遙信處理功能予以辨別并進(jìn)行屏蔽處理。對由于瞬間干擾或故障造成的遙測值不合理跳變，能用低通數字濾波方式進(jìn)行處理。
�。�4）派生量計算對采集的所有量（遙測、遙信、電度）能進(jìn)行綜合計算，以派生出新的模擬量、狀態(tài)量。派生計算量能和采集量一樣進(jìn)行數據庫定義、處理、存檔、計算等。
4.6 模擬量數據處理
�。�1）數據合理性檢驗可根據需要設置條件關(guān)系對任何數據進(jìn)行合理性校驗，濾除不合理實(shí)時(shí)數據（如不帶電線(xiàn)路的量值，即零漂處理；某量值特大，超過(guò)可能范圍等等）。（2）越限檢查任何數據均可設置多個(gè)上、下限，用以對異常數據進(jìn)行報警，上下限值可以是常數也可以是計算量，可以通過(guò)條件計算得到超限量，（3）遙測可疑當開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，而遙測有數即開(kāi)關(guān)同遙測矛盾時(shí)，設置遙測可疑標志（4）數據自動(dòng)替代可根據需要人工設置數據的變化梯度來(lái)確定數據的自動(dòng)刷新，由更新標志決定其值是否被前置新采集的值取代。允許人工封鎖：人工封鎖應在圖表中存相應標志；封鎖期間參與計算。
允許人工置數或由計算量替代，人工置數或由計算量替代應在圖表上存相應標志。
4.7 圖形顯示
人機界面系統符合工業(yè)標準（如 X - Window 及 OSF/Motif或 Windows）且分布式全圖形的人機界面。操作人員使用方便、直觀(guān)、顏色協(xié)調及顯示不抖動(dòng)，各種圖形、表格、漢字、文字可任意選擇顏色，對比度，色彩。完整統一的圖形規范、所有人機界面的操作及菜單系統風(fēng)格完全統一。在 SCADA 和 Web方式下均能進(jìn)行任意漫游（均勻漫游、橡皮帶式漫游）具有世界圖及輔助導航圖功能，可實(shí)現整個(gè)電網(wǎng)一次結線(xiàn)的完整圖形顯示，漫游應自然平滑，實(shí)時(shí)數據能同步顯示。系統圖形采用svg 格式，支持 dwg、cdr、ai、fh 等矢量圖形的導入。具有多窗口技術(shù)、允許在屏幕的任意區域開(kāi)辟多幅獨立畫(huà)面。采用分布式設計思想，用戶(hù)可以選擇調用任意一點(diǎn)的畫(huà)面。
4.8 多屏技術(shù)
SCADA 軟件應支持 RISC 工作站帶 1 ~ 3 臺全圖形顯示器，每臺顯示器可獨立實(shí)時(shí)處理各種圖表和多窗口信息。雙屏（或 3屏）的圖形窗口要能實(shí)現拼接使用。調度員要能在一次接線(xiàn)圖上進(jìn)行操作，可完全取代調度模擬屏功能，其中置位、掛牌、掛接地線(xiàn)等操作應符合調度習慣。
4.9 支持圖形分層顯示
圖形可支持多層顯示，使圖形顯示既有全景又有細節�？梢愿鶕煌谋壤蜃舆x擇合適的層次，如可從地理網(wǎng)絡(luò )圖分層顯示到電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )圖級再到廠(chǎng)站級，最后到饋電線(xiàn)級�？梢苑謱恿私怆娋W(wǎng)的運行情況。在對圖形放大、縮小時(shí)，可自動(dòng)根據比例因子選擇合適的層次。每個(gè)層可將圖中的圖形符號定義成元件，對每個(gè)元件定義其出現的平面圖，并賦予一個(gè)級別，可任意調用各個(gè)平面圖，可以獨立顯示或疊加顯示在層次中，對各平面圖均可變焦、漫游。實(shí)時(shí)數據在平面圖內可根據條件選擇顯示（如可選顯有功、電流等）
4.10 報表管理
報表管理應有專(zhuān)門(mén)的報表管理系統，提供報表生成工具，具有全圖形的人機界面、所見(jiàn)即所得的功能、電子制表功能，能方便生成各種表格。報表系統的功能和操作完全與微軟 Excel兼容，能夠實(shí)現二者文件隨意轉換。并可通過(guò) WEB 系統提供xls 格式的報表文件下載。
4.11 數據鏡像與 WEB 瀏覽功能
通過(guò)正向隔離裝置可將內外的所有歷史及實(shí)時(shí)數據導至外網(wǎng)，并可通過(guò)圖形界面人工設置需要導至外網(wǎng)的數據。系統提供強大的 WEB 數據瀏覽服務(wù)，在 MIS 網(wǎng)的工作站（Windows95、98、NT、2000、XP）上，通過(guò)使用 IE 瀏覽器，可以瀏覽與調度員工作站風(fēng)格完全一致的電力圖形、實(shí)時(shí)數據、實(shí)時(shí) / 歷史曲線(xiàn)、電力設備信息等。管理員可以設定允許訪(fǎng)問(wèn)該 WEB 站點(diǎn)的地址范圍，并對禁止訪(fǎng)問(wèn)的用戶(hù)給出警告。
5 系統建設方案
5.1 系統總體模式
配網(wǎng)調度自動(dòng)化系統主站位于調度中心自動(dòng)化機房，采用統一處理、統一維護、圖庫一體化的方式。根據基礎數據來(lái)源的不同可實(shí)現部分實(shí)時(shí)數據、部分準實(shí)時(shí)數據的混合數據模式。同時(shí)系統應具備遙測、遙信、遙控的功能。
5.2 基礎數據獲取
目前系統暫考慮不直接采集一次設備的數據，而是通過(guò)數據轉發(fā)的模式從現有的 EMS 系統、TMR 系統、節能管理系統、用電集抄等系統獲得所需的數據。在現有的 EMS 系統及節能管理的系統內新增配網(wǎng)轉發(fā)廠(chǎng)站，新建轉發(fā)順序表，通過(guò) 101 或102 規約將數據轉發(fā)給配網(wǎng)自動(dòng)化系統。待配變監測的 TTU、FTU 上來(lái)之后再增加相應的前置單元實(shí)現對配網(wǎng)數據的直接采集。
為符合《電力二次系統安全防護總體方案》的要求，轉發(fā)廠(chǎng)站采用串口方式進(jìn)行數據傳輸以避免不同系統之間的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)。
5.2.1 從節能管理系統獲取數據節能管理系統是配網(wǎng)自動(dòng)化信息的主要數據來(lái)源，由于節能管理系統提供的數據為準實(shí)時(shí)的數據（時(shí)間間隔 15m），可以采用定時(shí)召喚的 102 規約（電能量規約）將所需的遙測量數據轉發(fā)給配網(wǎng)自動(dòng)化系統。為了保證數據傳輸的速率及通道帶寬，建議根據不同的片、區設置多個(gè)轉發(fā)廠(chǎng)站。
節能管理系統位于客戶(hù)服務(wù)中心機房距離自動(dòng)化機房的線(xiàn)路距離超過(guò) 100m,兩個(gè)機房間放有一根 8 芯的單模光纜（已用4 根），可以考慮在客服機房加裝 1 臺終端服務(wù)器、1 臺單模光收發(fā)器；在自動(dòng)化機房安裝一臺單模光收發(fā)器，利用現有光纜剩余 4 芯中的 2 芯實(shí)現 2 套系統間通信的物理鏈接。
5.2.2 從 EMS 系統獲取數據EMS 系統可提供配網(wǎng)的實(shí)時(shí)數據（時(shí)間間隔 5 ~ 8s），可以采用 101 規約將所需的遙測、遙信量數據轉發(fā)給配網(wǎng)自動(dòng)化系統。
由于 2 套系統都在自動(dòng)化機房可在 EMS 系統前置機柜安裝1 臺終端服務(wù)器，將 EMS 系統內外終端服務(wù)器轉發(fā)的數據 IP 打包后通過(guò)超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)傳送至配網(wǎng)自動(dòng)化前置系統。
5.3 建設思路
本系統由公司自籌資金建設，系統建設一步到位固然很好，但會(huì )使公司面臨比較大的資金壓力。建議采用整體考慮、分布實(shí)施的思路來(lái)開(kāi)展系統的建設工作。整體考慮即系統的運行模式按最終模式考慮；分布實(shí)施即在實(shí)施過(guò)程中暫時(shí)只上配網(wǎng)調度工作站和維護工作站，其余工作站可利用系統的可擴充性和集群技術(shù)的“滾動(dòng)升級”待日后逐步建設。
5.4 后期建設實(shí)施思路
精簡(jiǎn)版的配網(wǎng)調度自動(dòng)化系統建設完畢且運行正常后，在資金較為寬裕的情況下可分批、分期的購入3臺歷史數據服務(wù)器，利用集群技術(shù)的“滾動(dòng)升級”逐步的將暫時(shí)替代歷史數據服務(wù)器的 4 臺 PC 工作站替換下來(lái)。
替換下來(lái)的 PC 工作站首先考慮建立獨立的報表工作站，其余的可靠考慮城區、城郊、配檢中心及 95598 等遠程工作站的建設。
系統整體設計規模建設完畢后可以依據系統的運行狀況將報表工作站的 PC 機更換成性能更加強大的服務(wù)器。
參考文獻：
[1] 電力系統調度自動(dòng)化設計技術(shù)規程（DL/T 5003 - 2005）[S].
[2] 地、縣級調度中心二次系統安全防護方案（電監安全【2006】34 號）[S].
[3] 電力系統調度自動(dòng)化運行管理規程（DL/T 516 - 2006）[S].
[4] 地區電網(wǎng)數據采集與監控系統通用技術(shù)條件（GB/T13730-1992）[S].
[5] 電子計算機機房設計規范（GB 50174-93）[S].
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