配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方案構(gòu)建

時(shí)間：2022-11-10 19:00:55 自動(dòng)化畢業(yè)論文我要投稿

配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方案構(gòu)建論文推薦度：
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配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方案構(gòu)建

　　前言

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)硬件性能的不斷提高，為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的處理存儲(chǔ)提供了強(qiáng)大的硬件支撐。

　　目前，主流硬件廠家的服務(wù)器性能指標(biāo)都能夠完全滿足配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。而且目前硬件的發(fā)展要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出應(yīng)用軟件的發(fā)展速度，采用目前主流的硬件平臺(tái)，在將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都不會(huì)形成瓶頸而制約系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。通過(guò)集群技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度的避免單點(diǎn)故障導(dǎo)致的系統(tǒng)停運(yùn);利用集群技術(shù)可以輕松的將工作負(fù)載分配給集群之中的不同服務(wù)器并且無(wú)需將重要數(shù)據(jù)和應(yīng)用脫機(jī)即可對(duì)服務(wù)器進(jìn)行“滾動(dòng)升級(jí)”;利用集群技術(shù)的高可擴(kuò)展性在必要的時(shí)候可通過(guò)增加服務(wù)器的數(shù)量在滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求，而無(wú)需對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行硬件加固，通過(guò)集群技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度的避免單點(diǎn)故障導(dǎo)致的系統(tǒng)停運(yùn)，極大的保證了系統(tǒng)的高可用性。

　　目前國(guó)內(nèi)主流的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)論是廠家技術(shù)水平還是軟件功能的穩(wěn)定性、適用性、全面性均已成熟。已經(jīng)有很多類似的成功經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過(guò)了實(shí)際運(yùn)行的檢驗(yàn)，在安全性、先進(jìn)性、技術(shù)性上有保證。當(dāng)前，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、TMR系統(tǒng)、節(jié)能管理系統(tǒng)、用電集抄系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)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(tǒng)間的數(shù)據(jù)可以滿足配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)的需求。

　　1、系統(tǒng)總體構(gòu)架

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為雙網(wǎng)方式，前置接入為雙通道接入。歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器采用三臺(tái)集群方式，通過(guò)集群技術(shù)的負(fù)載均衡同時(shí)完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢及統(tǒng)計(jì)計(jì)算等功能;前置服務(wù)器均采用雙機(jī)冗余配置，服務(wù)器電源模塊均為熱插拔配置。

　　配調(diào)工作站直接接入系統(tǒng)主網(wǎng)，配調(diào)子站采用遠(yuǎn)程工作站的方式接入系統(tǒng)主網(wǎng)，中間通過(guò)2M專用通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其他用戶可通過(guò)系統(tǒng)WEB發(fā)布平臺(tái)了解配網(wǎng)運(yùn)行狀況。

　　2、系統(tǒng)硬件

　　采用HP、IBM等主流廠商的PC服務(wù)器、工作站，硬件配置為目前同等規(guī)模系統(tǒng)主流配置，硬件指標(biāo)能滿足5-8年內(nèi)電網(wǎng)的發(fā)展。在系統(tǒng)壽命期間，硬件廠商能提供可靠的維護(hù)及充足的備品備件支持。

　　3、軟件平臺(tái)

　　系統(tǒng)支持混合平臺(tái)，主要服務(wù)器可采用UNIX、Linux、Windows等操作系統(tǒng);工作站采用Windows操作系統(tǒng)，系統(tǒng)支撐軟件應(yīng)遵循IEC61970標(biāo)準(zhǔn),支持符合CIM/XML標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)文件的輸入和輸出及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(biāo)

　　4.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量

　　調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)滿足系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)電網(wǎng)的規(guī)模要求，并且能夠隨電網(wǎng)的發(fā)展，在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能和運(yùn)行狀況的條件下，實(shí)現(xiàn)整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的擴(kuò)容。

　　遙測(cè)點(diǎn)數(shù)30000點(diǎn)，并可擴(kuò)到50000點(diǎn)以上遙信點(diǎn)數(shù)30000點(diǎn)，并可擴(kuò)到50000點(diǎn)以上遙控點(diǎn)數(shù)1500點(diǎn)，可擴(kuò)到5000點(diǎn)以上電能量點(diǎn)數(shù)5000點(diǎn)報(bào)表500套畫面600幅遠(yuǎn)景增加到1000幅虛擬點(diǎn)15000點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)5000點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)6000點(diǎn)。

　　4.2數(shù)據(jù)來(lái)源采集可來(lái)自以下不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)：配變終端(FTU、TTU等)、EMS系統(tǒng)、TMR化系統(tǒng)、節(jié)能管理系統(tǒng)、用電集抄系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘/頻、人工錄入的數(shù)據(jù)等。不同的數(shù)據(jù)源可以采用不同的采集方式。

　　4.3支持多種類型的通道，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、公用電話網(wǎng)、光纖、擴(kuò)頻、以太網(wǎng);支持不同傳輸速率的模擬/數(shù)字信號(hào)傳輸(300波特~2M波特);支持不同類型，不同通訊規(guī)約;具備友好的人機(jī)界面，各終端及參數(shù)(包括幀類別、功能碼等)選擇均通過(guò)軟件在線設(shè)置。

　　4.4豐富的規(guī)約

　　系統(tǒng)具有豐富的規(guī)約庫(kù)包括IEC101、IEC104、IEC102、IEC103、DNP3.0、DL476-92、SCI1801、CDT92、CDT82、N4F、、DISA3系列、BJ-3系列等規(guī)約，并且可以擴(kuò)充。

　　具有用戶自定義規(guī)約，對(duì)特殊的規(guī)約用戶可以自己定義，縮短了調(diào)試時(shí)間。

　　4.5計(jì)算與檢索功能

　　(1)多種計(jì)算公式支持各類腳本計(jì)算，包括：四則運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算、對(duì)數(shù)運(yùn)算、三角和反三角運(yùn)算、絕對(duì)值運(yùn)算、布爾運(yùn)算(與、或、和、異)、條件判斷運(yùn)算(IF、THEN、ELSE)、循環(huán)運(yùn)算(DO…LOOP、FOR…NEXT)、比較運(yùn)算(<、>、=、≠等)統(tǒng)計(jì)計(jì)算等。也可進(jìn)行邏輯和條件判斷運(yùn)算。計(jì)算公式既可來(lái)自軟件包中常用計(jì)算公式庫(kù)，也可有用戶自行定義，所定義公式自動(dòng)加入計(jì)算公式庫(kù)中。

　　(2)豐富的計(jì)算在計(jì)算中，電力系統(tǒng)的通用計(jì)算均可完成：總加計(jì)算：用戶自由設(shè)定總加公式進(jìn)行總加計(jì)算;限值計(jì)算：計(jì)算模擬量越限的越限時(shí)間，合格率等;平衡計(jì)算：用戶可以對(duì)線路、變壓器及地區(qū)進(jìn)出功率/電度進(jìn)行平衡計(jì)算，并能進(jìn)行線損計(jì)算;累加計(jì)算：計(jì)算地區(qū)及各縣(市)的電度累計(jì)值、累計(jì)值包括時(shí)、日、月、季、年累計(jì)，日設(shè)置三個(gè)時(shí)段，因而月、季、年也可以有電度表的累計(jì)及三個(gè)時(shí)段的累計(jì)及有關(guān)分析功能;統(tǒng)計(jì)計(jì)算：統(tǒng)計(jì)計(jì)算可實(shí)現(xiàn)針對(duì)一段時(shí)間內(nèi)(時(shí)、日、月、年)的統(tǒng)計(jì)處理，可定義統(tǒng)計(jì)條件;計(jì)算的觸發(fā)方式：用戶可以靈活定義計(jì)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(jì)算)、隨機(jī)觸發(fā)(按定義的數(shù)值變化啟動(dòng)計(jì)算)、定時(shí)觸發(fā)(按定義的時(shí)間觸發(fā))。

　　(3)計(jì)算判斷旁路替代線路處理;當(dāng)線路檢修用旁路替代時(shí)，將旁路的有功、無(wú)功、電流等值替代線路的值進(jìn)行記錄和計(jì)算。遙信節(jié)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(duì)由于瞬間干擾或故障造成的遙測(cè)值不合理跳變，能用低通數(shù)字濾波方式進(jìn)行處理。

　　(4)派生量計(jì)算對(duì)采集的所有量(遙測(cè)、遙信、電度)能進(jìn)行綜合計(jì)算，以派生出新的模擬量、狀態(tài)量。派生計(jì)算量能和采集量一樣進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)定義、處理、存檔、計(jì)算等。

　　4.6模擬量數(shù)據(jù)處理

　　(1)數(shù)據(jù)合理性檢驗(yàn)可根據(jù)需要設(shè)置條件關(guān)系對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性校驗(yàn)，濾除不合理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(如不帶電線路的量值，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(shù)據(jù)均可設(shè)置多個(gè)上、下限，用以對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，上下限值可以是常數(shù)也可以是計(jì)算量，可以通過(guò)條件計(jì)算得到超限量。

　　(3)遙測(cè)可疑當(dāng)開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，而遙測(cè)有數(shù)即開(kāi)關(guān)同遙測(cè)矛盾時(shí)，設(shè)置遙測(cè)可疑標(biāo)志。

　　(4)數(shù)據(jù)自動(dòng)替代可根據(jù)需要人工設(shè)置數(shù)據(jù)的變化梯度來(lái)確定數(shù)據(jù)的自動(dòng)刷新，由更新標(biāo)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(yīng)在圖表中存相應(yīng)標(biāo)志;封鎖期間參與計(jì)算。

　　允許人工置數(shù)或由計(jì)算量替代，人工置數(shù)或由計(jì)算量替代應(yīng)在圖表上存相應(yīng)標(biāo)志。

　　4.7圖形顯示

　　人機(jī)界面系統(tǒng)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如X-Window及OSF/Motif或Windows)且分布式全圖形的人機(jī)界面。操作人員使用方便、直觀、顏色協(xié)調(diào)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(duì)比度，色彩。完整統(tǒng)一的圖形規(guī)范、所有人機(jī)界面的操作及菜單系統(tǒng)風(fēng)格完全統(tǒng)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(dǎo)航圖功能，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)一次結(jié)線的完整圖形顯示，漫游應(yīng)自然平滑，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能同步顯示。系統(tǒng)圖形采用svg格式，支持dwg、cdr、ai、fh等矢量圖形的導(dǎo)入。具有多窗口技術(shù)、允許在屏幕的任意區(qū)域開(kāi)辟多幅獨(dú)立畫面。采用分布式設(shè)計(jì)思想，用戶可以選擇調(diào)用任意一點(diǎn)的畫面。

　　4.8多屏技術(shù)

　　SCADA軟件應(yīng)支持RISC工作站帶1~3臺(tái)全圖形顯示器，每臺(tái)顯示器可獨(dú)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(xiàn)拼接使用。調(diào)度員要能在一次接線圖上進(jìn)行操作，可完全取代調(diào)度模擬屏功能，其中置位、掛牌、掛接地線等操作應(yīng)符合調(diào)度習(xí)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(xì)節(jié)�？梢愿鶕�(jù)不同的比例因子選擇合適的層次，如可從地理網(wǎng)絡(luò)圖分層顯示到電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖級(jí)再到廠站級(jí)，最后到饋電線級(jí)�？梢苑謱恿私怆娋W(wǎng)的運(yùn)行情況。在對(duì)圖形放大、縮小時(shí)，可自動(dòng)根據(jù)比例因子選擇合適的層次。每個(gè)層可將圖中的圖形符號(hào)定義成元件，對(duì)每個(gè)元件定義其出現(xiàn)的平面圖，并賦予一個(gè)級(jí)別，可任意調(diào)用各個(gè)平面圖，可以獨(dú)立顯示或疊加顯示在層次中，對(duì)各平面圖均可變焦、漫游。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在平面圖內(nèi)可根據(jù)條件選擇顯示(如可選顯有功、電流等)

　　4.10報(bào)表管理

　　報(bào)表管理應(yīng)有專門的報(bào)表管理系統(tǒng)，提供報(bào)表生成工具，具有全圖形的人機(jī)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(bào)表系統(tǒng)的功能和操作完全與微軟Excel兼容，能夠?qū)崿F(xiàn)二者文件隨意轉(zhuǎn)換。并可通過(guò)WEB系統(tǒng)提供xls格式的報(bào)表文件下載。

　　4.11數(shù)據(jù)鏡像與WEB瀏覽功能

　　通過(guò)正向隔離裝置可將內(nèi)外的所有歷史及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)至外網(wǎng)，并可通過(guò)圖形界面人工設(shè)置需要導(dǎo)至外網(wǎng)的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供強(qiáng)大的WEB數(shù)據(jù)瀏覽服務(wù)，在MIS網(wǎng)的工作站(Windows95、98、NT、20xx、XP)上，通過(guò)使用IE瀏覽器，可以瀏覽與調(diào)度員工作站風(fēng)格完全一致的電力圖形、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)/歷史曲線、電力設(shè)備信息等。管理員可以設(shè)定允許訪問(wèn)該WEB站點(diǎn)的地址范圍，并對(duì)禁止訪問(wèn)的用戶給出警告。

　　5、系統(tǒng)建設(shè)方案

　　5.1系統(tǒng)總體模式

　　配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站位于調(diào)度中心自動(dòng)化機(jī)房，采用統(tǒng)一處理、統(tǒng)一維護(hù)、圖庫(kù)一體化的方式。根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源的不同可實(shí)現(xiàn)部分實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、部分準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的混合數(shù)據(jù)模式。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備遙測(cè)、遙信、遙控的功能。

　　5.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取

　　目前系統(tǒng)暫考慮不直接采集一次設(shè)備的數(shù)據(jù)，而是通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的模式從現(xiàn)有的EMS系統(tǒng)、TMR系統(tǒng)、節(jié)能管理系統(tǒng)、用電集抄等系統(tǒng)獲得所需的數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有的EMS系統(tǒng)及節(jié)能管理的系統(tǒng)內(nèi)新增配網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)廠站，新建轉(zhuǎn)發(fā)順序表，通過(guò)101或102規(guī)約將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。待配變監(jiān)測(cè)的TTU、FTU上來(lái)之后再增加相應(yīng)的前置單元實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)數(shù)據(jù)的直接采集。

　　為符合《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》的要求，轉(zhuǎn)發(fā)廠站采用串口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以避免不同系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

　　5.2.1從節(jié)能管理系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)節(jié)能管理系統(tǒng)是配網(wǎng)自動(dòng)化信息的主要數(shù)據(jù)來(lái)源，由于節(jié)能管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)(時(shí)間間隔15m)，可以采用定時(shí)召喚的102規(guī)約(電能量規(guī)約)將所需的遙測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾始巴ǖ缼�，建議根據(jù)不同的片、區(qū)設(shè)置多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)廠站。

　　節(jié)能管理系統(tǒng)位于客戶服務(wù)中心機(jī)房距離自動(dòng)化機(jī)房的線路距離超過(guò)100m,兩個(gè)機(jī)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(jī)房加裝1臺(tái)終端服務(wù)器、1臺(tái)單模光收發(fā)器;在自動(dòng)化機(jī)房安裝一臺(tái)單模光收發(fā)器，利用現(xiàn)有光纜剩余4芯中的2芯實(shí)現(xiàn)2套系統(tǒng)間通信的物理鏈接。

　　5.2.2從EMS系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)EMS系統(tǒng)可提供配網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(時(shí)間間隔5~8s)，可以采用101規(guī)約將所需的遙測(cè)、遙信量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　由于2套系統(tǒng)都在自動(dòng)化機(jī)房可在EMS系統(tǒng)前置機(jī)柜安裝1臺(tái)終端服務(wù)器，將EMS系統(tǒng)內(nèi)外終端服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)IP打包后通過(guò)超五類網(wǎng)線傳送至配網(wǎng)自動(dòng)化前置系統(tǒng)。

　　5.3建設(shè)思路

　　本系統(tǒng)由公司自籌資金建設(shè)，系統(tǒng)建設(shè)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(tǒng)的建設(shè)工作。整體考慮即系統(tǒng)的運(yùn)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(diào)度工作站和維護(hù)工作站，其余工作站可利用系統(tǒng)的可擴(kuò)充性和集群技術(shù)的“滾動(dòng)升級(jí)”待日后逐步建設(shè)。

　　5.4后期建設(shè)實(shí)施思路

　　精簡(jiǎn)版的配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)完畢且運(yùn)行正常后，在資金較為寬裕的情況下可分批、分期的購(gòu)入3臺(tái)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，利用集群技術(shù)的“滾動(dòng)升級(jí)”逐步的將暫時(shí)替代歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的4臺(tái)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(dú)立的報(bào)表工作站，其余的可靠考慮城區(qū)、城郊、配檢中心及95598等遠(yuǎn)程工作站的建設(shè)。

　　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)規(guī)模建設(shè)完畢后可以依據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況將報(bào)表工作站的PC機(jī)更換成性能更加強(qiáng)大的服務(wù)器。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[5]電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50174-93)[S].

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