李尚坤，蘇海哲

西電三菱電機開關設備有限公司，陜西西安 710018

調(diào)度主站系統(tǒng)的硬件架構

李尚坤，蘇海哲

西電三菱電機開關設備有限公司，陜西西安 710018

本文結合調(diào)度主站系統(tǒng)，分析了在配電自動化主站中的核心地位，討論了調(diào)度計算機系統(tǒng)的典型配置，詳細闡述了各類設備的主要功能及要求。

電力系統(tǒng)；配電自動化主站；硬件構成

0 引言

配電管理自動化主站計算機系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，它完成信息處理和加工任務，是整個配電自動化的核心。調(diào)度計算機系統(tǒng)主要由計算機硬件、網(wǎng)絡、各類軟件和通信設備組成。配電自動化主站系統(tǒng)的核心是計算機系統(tǒng)。

1 調(diào)度計算機系統(tǒng)的配置

目前的配電自動化主站系統(tǒng)的普遍采用分布式的計算機網(wǎng)絡。分布式系統(tǒng)是把系統(tǒng)的各項功能分散到多臺計算機中去，各臺計算機之間用局域網(wǎng)相連并通過局域網(wǎng)高速交換數(shù)據(jù)。人機聯(lián)系處理機以工作站方式接在局域網(wǎng)上。目前調(diào)度自動化系統(tǒng)普遍采用的模式是單機單網(wǎng)典型配置和雙機雙網(wǎng)典型配置。

單機單網(wǎng)系統(tǒng)當一臺設備出現(xiàn)故障時，調(diào)度主站的運行被迫中斷，因此可靠性不高。該模式的主站往往用在對可靠性要求不高的系統(tǒng)中，或管理的系統(tǒng)規(guī)模較小。一般重要的配電網(wǎng)，因調(diào)度主站系統(tǒng)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)視控制，而配電網(wǎng)對可靠性要求很高，要求配電調(diào)度主站，運行要求為7×24小時運行模式，系統(tǒng)一旦啟動，要求長期穩(wěn)定運行，當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常，主站系統(tǒng)應在盡可能短的時間內(nèi)將異常信息報告給調(diào)度員或系統(tǒng)維護人員。

分布式系統(tǒng)采用標準的接口和介質(zhì)，把整個系統(tǒng)按功能分解分布在網(wǎng)絡的各個節(jié)點上，提高了系統(tǒng)整體性能，降低了對單機的性能要求，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，且系統(tǒng)的可擴充性增強。

調(diào)度主站設備分為3類：計算機設備、網(wǎng)絡設備、通信設備，其它還包括調(diào)度顯示屏幕、UPS 電源、調(diào)度電話交換機等。

計算機網(wǎng)絡中的工作站分為三類：前置工作站、服務器、Web服務器、工作站。工作站包括：調(diào)度員工作站、維護工作站，轉發(fā)工作站等，為人機聯(lián)系設備。

網(wǎng)絡設備主要指調(diào)度交換機。

通信設備包括傳輸設備和接入設備。

2 各類設備的功能

2.1 人機聯(lián)系設備

配電網(wǎng)管理采用配電調(diào)度自動化系統(tǒng)后，要求調(diào)度人員利用這一系統(tǒng)全面、深入和及時地掌握配電網(wǎng)的運行狀況，做出正確的決策和發(fā)出各種控制命令，以保證配電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行。

為了能夠完成上述各項任務，調(diào)度自動化系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話。調(diào)度自動化主站系統(tǒng)中的人機聯(lián)系設備就是為了實現(xiàn)人機對話而設置的，它是配電調(diào)度自動化系統(tǒng)中操作人員和計算機之間交換信息的輸入和輸出設備。

這類設備分為通用和專用兩種。通用的人機聯(lián)系設備是指供配電調(diào)度計算機系統(tǒng)管理和維護人員、軟件開發(fā)所使用的控制臺、打印機等。

專用的人機聯(lián)系設備是指專門供配電調(diào)度人員用以監(jiān)視和控制配電系統(tǒng)運行的人機聯(lián)系設備，調(diào)度員工作站。非交互型的調(diào)度模擬屏和計算機驅(qū)動的各類記錄設備及其它設備等。

2.2 服務器

調(diào)度系統(tǒng)的核心設備。接收前置機的信息，并進行處理和存儲，根據(jù)建立的電網(wǎng)模型進行各種分析計算，各種信息發(fā)送到調(diào)度員工作站。接收調(diào)度員工作站的命令，并轉發(fā)到前置機。系統(tǒng)運行時，涉及到大量的實時性要求很高的數(shù)據(jù)的存儲和處理。而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是實現(xiàn)有組織、動態(tài)地存儲大量電網(wǎng)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問的系統(tǒng)。以上任務的完成必須有一套快速、完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供服務。因此，設備上運行兩套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。

實時數(shù)據(jù)庫必須具有聯(lián)網(wǎng)功能，以便管理全網(wǎng)分布式的數(shù)據(jù)，保證全網(wǎng)數(shù)據(jù)的一致性。一般實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都是各自開發(fā)的，速度雖然可以保證快速實時的需要，但接口標準化程度低，不能完全符合各種通用的數(shù)據(jù)庫接口國際標準，這樣的系統(tǒng)是比較封閉的。

調(diào)度系統(tǒng)的各種配置信息：配電網(wǎng)的基本信息，基本管理信息。以及歷史記錄等信息用歷史數(shù)據(jù)庫存儲。歷史數(shù)據(jù)庫選擇商用數(shù)據(jù)庫。

調(diào)度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分為實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫主要用于實時數(shù)據(jù)的儲存，由于其對實時性要求較高，一般采用專用的數(shù)據(jù)庫。歷史數(shù)據(jù)庫主要用于對歷史數(shù)據(jù)的儲存，一般采用商用數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與商用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有機地結合起來，使用戶在使用時根本感覺不到有兩套數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的存在，做到了完全透明。

2.3 Web服務器

將調(diào)度的各類信息，通過建立的Web服務程序，和服務器通信得到系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)。發(fā)布的信息和調(diào)度員工作站得到的信息一致。

2.4 前置機

調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，常稱為前置機（Front-end Processor）系統(tǒng)。前置機系統(tǒng)是各配電子站和變電站遠動信息和主站進行信息交換的關口。

接收現(xiàn)場配電子站和變電站自動化的信息、是前置機的主要功能。由于系統(tǒng)中的配電子站和變電站自動化系統(tǒng)可能是不同廠家、不同型號的產(chǎn)品。前置機對不同廠家的設備送遠動信息時，可能采用不同的規(guī)約。

2.5 調(diào)度大屏和調(diào)度模擬屏

先進的配電自動化管理中心，設置有調(diào)度大屏。大屏分為投影式，和顯示器式兩種方式。先進的調(diào)度大屏可將，任意一臺工作站或多臺的信息完整的顯示在大屏上。最簡單的大屏的信號來自一臺調(diào)度員工作站。

傳統(tǒng)調(diào)度模擬屏在調(diào)度控制臺對面的墻壁上，用以集中宏觀地顯示整個電力系統(tǒng)的運行情況。模擬屏一般采用各種模型元件組成系統(tǒng)的單線圖。其中的斷路器、隔離開關是用燈光的顏色表示其分合位置，在事故跳閘時相應的斷路器圖形閃光。在各線上還鑲嵌有電流或功率的指示儀或數(shù)字顯示器。這樣，整個電力系統(tǒng)當前的結構狀態(tài)、運行參數(shù)及潮流分布都能一目了然。模擬屏與彩色屏幕顯示器配合使用，給調(diào)度人員提供了極大的方便。

2.6 GPS時鐘設備

GPS設備通過一定方式接在前置機上。GPS得到衛(wèi)星時鐘信息和前置機進行對時，前置機和主站其它計算機實現(xiàn)對時，前置機和所接的配電子站實現(xiàn)對時。

2.7 安全隔離設備

系統(tǒng)對外通信的連接設備。特殊的通信方式。

2.8 交換機

用于各種計算機信息的交換。

2.9 通信接入設備

包括路由器、調(diào)制解調(diào)器、光通信接入設備等。主要完成與調(diào)度廠站端的通信。

3 結論

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一個涵蓋面廣，用于運行管理配電網(wǎng)的綜合自動化系統(tǒng)，其中包含了配電網(wǎng)中的變電站、饋線網(wǎng)路及用戶管理、監(jiān)控、運行優(yōu)化等功能的系統(tǒng)。因此，其硬件構成也相對復雜，涉及領域較多。如何保證硬件架構有序的運行對于電網(wǎng)安全可靠運行有著至關重要的作用。

[1]劉東，丁振華，滕樂天.配電自動化實用化關鍵技術及其進展[J].電力系統(tǒng)自動化，2004.

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1674-6708（2011）48-0068-02