【摘要】杭州電力調(diào)度SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行的電力系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和安全分析功能，是杭州電力調(diào)度最重要的系統(tǒng)。EMS WEB是為全局相關(guān)部門(mén)以及省調(diào)國(guó)調(diào)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽、故障分析、歷史查詢(xún)等功能，電力WEB的穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系到全局的安全生產(chǎn)工作。本文主要對(duì)電力WEB的系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行分析以及通過(guò)對(duì)改造方案合理的比較，選擇最佳方案。

【關(guān)鍵詞】SCADA；WEB；調(diào)度；電力

1.引言

杭州電力局調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括三部分，第一部分為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站，第二部分為變電站監(jiān)控系統(tǒng)，第三部分為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。杭州市電力局地調(diào)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)、通信、控制技術(shù)，是在線為杭州電力調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)行信息、分析決策工具和控制手段的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。包含安裝在發(fā)電廠、變電站的變電站監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制裝置以及安裝在杭州市電力局調(diào)度大樓的主站設(shè)備（包含計(jì)算機(jī)軟硬件及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)），通過(guò)通信介質(zhì)及數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng)。當(dāng)前杭州市電力局地調(diào)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能模塊有：監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（SCADA）、電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用分析軟件系統(tǒng)（PAS）、區(qū)域電壓無(wú)功控制系統(tǒng)（AVQC），系統(tǒng)采集變電站四遙信息（遙測(cè)、遙信、遙脈、遙控），為調(diào)度人員及運(yùn)行人員提供電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，并為其監(jiān)控、指揮電網(wǎng)運(yùn)行提供控制手段，是重要的用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制及信息采集、分析的調(diào)度生產(chǎn)系統(tǒng)。地調(diào)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)承載的調(diào)度控制業(yè)務(wù)相對(duì)獨(dú)立。

杭州電力調(diào)度SCADA/EMS系統(tǒng)是山東煙臺(tái)東方電子有限公司生產(chǎn)的DF8900系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行的電力系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和安全分析功能，是杭州電力調(diào)度最重要的系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)橫跨安全I(xiàn)區(qū)、安全I(xiàn)I區(qū)、安全I(xiàn)II區(qū)。處于安全I(xiàn)區(qū)部分是EMS主體，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由系統(tǒng)交換機(jī)、廣域縱向交換機(jī)、廣域縱向防火墻構(gòu)成。安全I(xiàn)I區(qū)部分是DTS系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由系統(tǒng)主交換、廣域縱向防火墻構(gòu)成。安全I(xiàn)II區(qū)部分是EMS WEB瀏覽部分，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由系統(tǒng)主交換、防火墻等部分組成。安全I(xiàn)/II之間采用防火墻進(jìn)行邏輯隔離，安全I(xiàn)/III區(qū)、安全I(xiàn)I/III區(qū)之間采用正方向電力專(zhuān)用安全隔離裝置進(jìn)行隔離。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)直接采集變電站四遙信息。

其中，EMS WEB是為全局相關(guān)部門(mén)以及省調(diào)國(guó)調(diào)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽、故障分析、歷史查詢(xún)等功能。電力WEB的穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系到全局的安全生產(chǎn)工作。

2.現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

隨著杭州地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，杭州電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，杭州電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)目前承擔(dān)著五所500KV、五十四所220KV（包括用戶(hù)變）、三百四十四所35KV及以上變電站的運(yùn)行調(diào)度及工作聯(lián)系協(xié)調(diào)的任務(wù)。DF8900系統(tǒng)已經(jīng)安全穩(wěn)定運(yùn)行了近10年，期間不斷接入了大量的新站，RTU達(dá)到350個(gè)，遙信達(dá)到21萬(wàn)，遙測(cè)達(dá)到6.1萬(wàn)。

調(diào)度SCADA系統(tǒng)為集中監(jiān)控模式，而自動(dòng)化機(jī)房的面積較小，無(wú)法適應(yīng)接入廠站數(shù)量的快速增長(zhǎng)，并且過(guò)于集中的模式使系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)過(guò)于集中，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)致命的故障，將對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度帶來(lái)災(zāi)難性的后果，所以我們?cè)诋惖亟ㄔO(shè)一套監(jiān)控SCADA系統(tǒng)。同時(shí)，對(duì)杭調(diào)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)DF8900進(jìn)行IEC61970平臺(tái)封裝，實(shí)現(xiàn)兩套自動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)一維護(hù)及實(shí)時(shí)信息的交互。監(jiān)控SCADA系統(tǒng)建設(shè)完成后，遙控功能從調(diào)度SCADA系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到監(jiān)控SCADA系統(tǒng)上，調(diào)度SCADA系統(tǒng)主要為調(diào)度服務(wù)，兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)定義是通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行同步，同步之后再通過(guò)物理隔離傳到WEB系統(tǒng)。WEB現(xiàn)有3臺(tái)，其中WEB1、WEB3為HP DS25，WEB2為DELL WINDOWS服務(wù)器。

監(jiān)控SCADA系統(tǒng)投運(yùn)以后，WEB穩(wěn)定性很差，相關(guān)問(wèn)題集中爆發(fā)，主要幾方面：一是內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一維護(hù)后對(duì)WEB性能要求提高，WEB服務(wù)器運(yùn)行緩慢，CPU內(nèi)存使用率高，數(shù)據(jù)庫(kù)需進(jìn)行大量比較讀寫(xiě)，只要調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的增多，WEB就經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)擁堵無(wú)法寫(xiě)入歷史數(shù)據(jù)；二是對(duì)SCADA WEB的頻繁更新易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，調(diào)度SCADA和監(jiān)控SCADA系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)程序和WEB程序更新沒(méi)有經(jīng)過(guò)深思熟慮和測(cè)試，如E文件，考核曲線等，對(duì)外轉(zhuǎn)發(fā)的進(jìn)程太多，WEB服務(wù)器進(jìn)程經(jīng)常走死；三時(shí)機(jī)制問(wèn)題，雙WEB同步在性能跟不上的情況下更容易出問(wèn)題；四是廠家的WEB程序支持力度不夠，由于杭州的需求多，之前的WEB程序版本是獨(dú)立版本，很多程序其他地方根本沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試，問(wèn)題也就相對(duì)較多。

3.總體思路

現(xiàn)在部分核心設(shè)備已經(jīng)使用了10年以上，性能跟不上，CPU內(nèi)存不足，要從兩方面解決此問(wèn)題：①升級(jí)部分核心設(shè)備，保證系統(tǒng)穩(wěn)定。②對(duì)SCADA系統(tǒng)WEB進(jìn)行信息清理，只轉(zhuǎn)發(fā)必要的信號(hào)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3.1 具體梳理問(wèn)題

（1）監(jiān)控SCADA投運(yùn)后，新增負(fù)荷壓力很大，網(wǎng)絡(luò)的流量增速較快，WEB1，WEB3兩臺(tái)核心設(shè)備處理能力較低，內(nèi)存少，已經(jīng)不能滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需要，逐漸成為瓶頸，需要進(jìn)行設(shè)備更換。

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)壓力大，結(jié)構(gòu)混亂，數(shù)據(jù)流量復(fù)雜，有多種轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，無(wú)法進(jìn)行有效的管理和控制，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)梳理。

（3）WEB2服務(wù)器是WINDOWS服務(wù)器，鏈接信息網(wǎng)，經(jīng)常有補(bǔ)丁和防病毒的問(wèn)題，設(shè)備老化，穩(wěn)定性也差，需要進(jìn)行設(shè)備更換。

（4）各部門(mén)的過(guò)多的不必要應(yīng)用加載到WEB服務(wù)器上，大量的程序修改造成服務(wù)器穩(wěn)定性下降，性能下降，影響到WEB的主功能，需要對(duì)此進(jìn)行控制。

3.2 改造方案

（1）WEB1更換成ES45服務(wù)器。

（2）WEB2更換成ES40服務(wù)器（原h(huán)zsrv3，升級(jí)內(nèi)存硬盤(pán)）。

（3）WEB3 Ds25升級(jí)內(nèi)存硬盤(pán)。

（4）清理所有服務(wù)，轉(zhuǎn)發(fā)和應(yīng)用。

（5）各種WINDOWS服務(wù)轉(zhuǎn)換到UNIX的程序編寫(xiě)。

3.3 方案一

（1）WEB1，WEB2為一組，數(shù)據(jù)按原方案從內(nèi)網(wǎng)通過(guò)物理隔離傳出，清理所有服務(wù)和應(yīng)用。

（2）WEB1，WEB2主備替換，數(shù)據(jù)庫(kù)主備替換，不加載其他服務(wù)，專(zhuān)做WEB訪問(wèn)。

（3）WEB3通過(guò)物理隔離直接傳出，自帶數(shù)據(jù)庫(kù)DBS3，承載所有對(duì)外轉(zhuǎn)發(fā)及特殊的必要的功能開(kāi)發(fā)。WEB3的數(shù)據(jù)跟WEB1、WEB2的數(shù)據(jù)庫(kù)不進(jìn)行同步。

3.4 方案二

（1）WEB1、WEB2為一組，數(shù)據(jù)按原方案從內(nèi)網(wǎng)通過(guò)物理隔離傳出，清理所有服務(wù)和應(yīng)用。

（2）WEB1，WEB2主備替換，數(shù)據(jù)庫(kù)主備替換，不加載其他服務(wù)，專(zhuān)做WEB訪問(wèn)。

（3）WEB1和WEB2收到數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)發(fā)到WEB3，WEB3自帶數(shù)據(jù)庫(kù)DBS3，承載所有對(duì)外轉(zhuǎn)發(fā)及特殊的必要的功能開(kāi)發(fā)。

（4）其他新增服務(wù)請(qǐng)安裝其他獨(dú)立的機(jī)子內(nèi)。

3.5 方案一二的區(qū)別

方案一是通過(guò)內(nèi)網(wǎng)直接轉(zhuǎn)發(fā)至WEB3，方案2是WEB1轉(zhuǎn)發(fā)到WEB3，硬件配置同。

3.6 WEB改造的關(guān)鍵點(diǎn)

（1）增加設(shè)備購(gòu)買(mǎi)到位

（2）各種服務(wù)，轉(zhuǎn)發(fā)，和應(yīng)用清理（需要各個(gè)對(duì)側(cè)應(yīng)用廠家的配合）

（3）各種WINDOWS服務(wù)轉(zhuǎn)換到UNIX的程序編寫(xiě)（需要大量的時(shí)間和一定的軟件費(fèi)用）

（4）數(shù)據(jù)庫(kù)升級(jí)到ORACLE 10以上

（5）廠家技術(shù)方案及實(shí)施人員

（6）無(wú)縫安全的切換方案

3.7 改造所需硬件資源

（1）新增ES45 1臺(tái)，要求雙CPU雙電源，內(nèi)存8G以上，帶RAID卡，2塊硬盤(pán)壞不宕機(jī)，6塊以上300G硬盤(pán)熱插拔，4塊千兆網(wǎng)卡，帶光纖卡。

（2）ES40升級(jí)到（原HZSRV3）：內(nèi)存8G以上，帶RAID卡，2塊硬盤(pán)壞不宕機(jī)，6塊以上300G硬盤(pán)熱插拔，CPU增加一塊。

（3）DS25升級(jí)到內(nèi)存8G以上，帶RAID卡，2塊硬盤(pán)壞不宕機(jī)，6塊以上300G硬盤(pán)熱插拔，CPU增加一塊。（如果資金許可，盡量升級(jí)為ES45，配置同上）

4.結(jié)論

綜合考慮，方案一較方案二更為合理，一是減少了接收數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)，增強(qiáng)了WEB3的穩(wěn)定性，WEB3的數(shù)據(jù)來(lái)源直接來(lái)自?xún)?nèi)網(wǎng)，當(dāng)WEB1出現(xiàn)故障時(shí)，可獨(dú)立運(yùn)行，不受影響。同時(shí)減少了對(duì)外轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)節(jié)，對(duì)科信的8600及派增加了轉(zhuǎn)發(fā)穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)WEB版本進(jìn)行統(tǒng)一，便于廠家維護(hù)。今后的新程序測(cè)試，首先在WEB3上更新，穩(wěn)定運(yùn)行后再更新至WEB1、WEB2。

參考文獻(xiàn)

[1]趙高長(zhǎng)，馮芙葉.電力WEB系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與關(guān)鍵技術(shù)[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003（02）.

[2]曾堅(jiān)永，卞瑞祥，徐展強(qiáng)，王炎初，謝善益.Web調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011（12）.

作者簡(jiǎn)介：

孫姍（1979—），女，浙江杭州人，大學(xué)本科，工程師，技師，現(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司檢修公司檢修試驗(yàn)工區(qū)，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化檢修管理工作。

楊帆（1971—），男，北京人，大學(xué)本科，高級(jí)技師，工程師，現(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司電力調(diào)度控制中心，從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行管理工作。