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        智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)總線技術研究

        2017-11-24 10:06:06張凡榮高岳
        科技資訊 2017年27期
        關鍵詞:數(shù)據(jù)傳輸智能電網(wǎng)

        張凡榮++高岳

        摘 要:隨著我國居民用電需求的激增,建立智能電網(wǎng)成為國家電力發(fā)展的必由之路。在電網(wǎng)的控制與調(diào)度過程中,工作計劃、行政事務、文件報告等應進行協(xié)同管理,系統(tǒng)中數(shù)據(jù)應該完成區(qū)域性的共享與傳輸。本文主要探討智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)總線技術,通過分析數(shù)據(jù)總線技術的各個組成部分,指出雙向三態(tài)形式總線在電網(wǎng)調(diào)度中的作用。

        關鍵詞:智能電網(wǎng) 調(diào)度控制 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)總線

        中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)09(c)-0058-02

        智能電網(wǎng)調(diào)度的數(shù)據(jù)總線技術,以電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸為主要內(nèi)容,以解決復雜的數(shù)據(jù)通信問題為主要目標。智能電網(wǎng)的電力數(shù)據(jù)傳輸效率較低,是當前電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)需解決的主要問題。在大量的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務需求下,數(shù)據(jù)總線技術能從多方面獲取想要的數(shù)據(jù)信息,在實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時交互的過程中,盡可能保證信息流通的安全有效性。

        1 數(shù)據(jù)總線技術的系統(tǒng)架構

        數(shù)據(jù)總線技術由消息總線、服務總線、消息郵件3部分組成,其中消息總線為數(shù)據(jù)消息的傳輸線,其在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中扮演著消息路由的角色,并且擁有完備的路由機制來決定消息傳輸方向。發(fā)送段只需要向消息總線發(fā)出消息,消息總線中還存在持久化存儲機制,以及災害的備份機制。在智能電網(wǎng)的調(diào)度控制系統(tǒng)中,消息總線、服務總線、消息郵件共同構成了信息服務的整體框架。消息總線只在下級調(diào)度的安全區(qū)域完成數(shù)據(jù)傳輸,而服務總線、消息郵件則能夠跨越不同區(qū)域,在不同調(diào)度間完成數(shù)據(jù)交流活動。

        智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中,消息總線只在軟件間完成數(shù)據(jù)的交流與傳輸活動,能夠快速地對電網(wǎng)中的用戶信息進行注冊,對訂閱的消息進行發(fā)布、撤銷與接收,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時溝通。例如:電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸,應遵循即時快速的傳輸標準,以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕y(tǒng)一。消息總線是在數(shù)據(jù)的收集、處理中完成信息傳遞,其能夠保障應用程序信息交互過程中的數(shù)據(jù)安全。消息總線中的應用數(shù)據(jù)傳輸,為互聯(lián)網(wǎng)的請求與響應過程。消息總線主要負責訂閱消息的接收與發(fā)布,在數(shù)據(jù)信息的傳輸過程中,消息總線能主動屏蔽底層的數(shù)據(jù)交流活動,以滿足更廣闊范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息共享。而服務總線則專注于即時場景中的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理與共享,例如:歷史庫數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以請求、響應作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕噶?,以便在災難發(fā)生時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份。Web數(shù)據(jù)刷新服務則將定時訂閱、定時發(fā)布作為信息推送的手段,以完成遠程測量、遠程信號的信息推送活動。消息郵件相當于電子郵件,也就是攜帶大量信息的文件格式。這種數(shù)據(jù)的發(fā)送要跨越實時控制區(qū)、非控制生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)管理區(qū)等,以滿足跨區(qū)域的信息調(diào)度需求。

        2 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的消息總線

        2.1 消息總線的結構

        在數(shù)據(jù)監(jiān)控過程中,智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)會利用消息總線進行遠程位置、遠程信號綜合自動化開關位置、事故信號等數(shù)據(jù)的檢測與分析,以滿足即時的數(shù)據(jù)監(jiān)控需求。而消息總線在軟件的數(shù)據(jù)交流中,能夠快速接收遠程倉庫提供的配置信息,在經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后將其傳入設定好的服務器,完成信息的高效互動與交流活動。由于不同應用在消息傳輸中存在不同的權限,因此消息總線在跨程序的數(shù)據(jù)傳輸情況下,會自動屏蔽底層的數(shù)據(jù)交流活動,以共通的信息語言進行數(shù)據(jù)傳遞。消息總線能夠在程序的節(jié)點斷面內(nèi),或者兩個節(jié)點之間,完成信息的傳遞與交流活動,并且可以根據(jù)需要互換信息的傳播位置。消息總線包括簡易的信息語言、網(wǎng)絡傳輸、通信內(nèi)存占用3個部分,其中簡易的信息語言能夠降低信息的傳輸門檻;通信內(nèi)存占用主要傳輸程序節(jié)點斷面內(nèi)的消息信息,但必要條件下應降低共有的通信內(nèi)存占用;網(wǎng)絡傳輸模塊主要傳輸2個或多個節(jié)點之間的消息信息。

        2.2 消息總線的功能設計

        消息總線以相同的消息標題、消息功能代碼,作為消息發(fā)布的載體。其中消息標題中涵蓋了消息功能的長度、集合模塊等區(qū)域性承載信息,是消息發(fā)布的必備信息形式。而消息功能代碼則包括具有的數(shù)據(jù)信息,根據(jù)不同的功能分類有不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容與其對應。消息標題、消息功能模塊都屬于層級式信息系統(tǒng),大層級定義小層級,主要提供訂閱消息的注冊、接收、發(fā)布、撤銷等服務。

        3 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的服務總線

        3.1 服務總線的結構

        服務總線為擁有不同功能的單元架構,通過定義良好的接口和契約,將不同的應用程序進行連接。智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中,服務管理中心為信息的注冊與查詢窗口,而客戶端、服務端也通過相應的接口進行連接。客戶端將服務定位、請求、訂閱等信息發(fā)送到服務管理中心;服務管理中心在信息處理后,再將服務信息返回到客戶端,同時服務端也將注冊信息發(fā)送到服務管理中心??蛻舳?、服務端之間,也存在著廣泛的服務響應、服務訪問活動。面向服務架構可以根據(jù)程序的數(shù)據(jù)需求,對松散耦合的粗粒度應用組件進行部署、組合,最終完成數(shù)據(jù)的調(diào)用。服務總線也會自動屏蔽底層的數(shù)據(jù)交流,以保證應用層節(jié)點對節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

        3.2 服務總線的功能設計

        由于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕y(tǒng)一性,服務總線會對集成電路進行內(nèi)核封裝,并對信息的訪問、應答請求進行一體化整理。在信息數(shù)據(jù)的封裝之前,要注冊服務總線的信息,以完成底層數(shù)據(jù)的信息交換活動。在服務總線應用程序的處理過程中,要利用相關協(xié)議完成客戶端、服務端之前的服務響應活動,構建服務訪問的框架。服務總線的主要框架包括請求、響應的數(shù)據(jù)傳輸指令框架,定時訂閱、定時發(fā)布的信息推送框架。請求/響應模型和訂閱/發(fā)布模型。請求、響應的數(shù)據(jù)傳輸指令框架,以模擬器的A、B傳輸作為服務的主要方式;定時訂閱、定時發(fā)布的信息推送框架,則以數(shù)據(jù)推送作為服務的主要方式。

        4 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的消息郵件

        消息郵件數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳輸與交流,主要通過生產(chǎn)控制Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū),信息管理Ⅲ區(qū),以及上級調(diào)度、下級調(diào)度,來構建完整的系統(tǒng)通信架構。智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中,通過通信網(wǎng)間協(xié)議轉(zhuǎn)換器,進行數(shù)據(jù)的密碼鎖定傳輸。消息郵件傳送的數(shù)據(jù)信息為一個個的“文件”,頭(.h)文件和實現(xiàn)(.cpp)文件為主要的文件形式,其中頭(.h)文件為主要的文件形式,實現(xiàn)(.cpp)文件的數(shù)量最多。消息郵件的傳遞與交流過程,即為數(shù)據(jù)的跨區(qū)傳送,或者數(shù)據(jù)的上下級跨級傳輸。在跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸中,消息郵件能夠按照統(tǒng)一規(guī)范執(zhí)行相應的協(xié)議,通過確定的傳輸通道完成數(shù)據(jù)的傳播活動。頭文件在信息傳輸過程中充當載體的作用,消息郵件中包含信息傳輸?shù)陌l(fā)送、接收地址信息,而實現(xiàn)(.cpp)文件則為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕畔?,其中包含著特定的業(yè)務數(shù)據(jù)。

        5 結語

        數(shù)據(jù)總線技術包含消息總線、服務總線、消息郵件等三方面內(nèi)容,將數(shù)據(jù)傳輸至生產(chǎn)控制Ⅰ區(qū)、生產(chǎn)控制Ⅱ區(qū)、信息管理Ⅲ區(qū),各區(qū)間數(shù)據(jù)存在廣泛的交流互動。智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的信息調(diào)度屬于層級式結構,而數(shù)據(jù)總線技術能夠滿足控制系統(tǒng)橫向的數(shù)據(jù)共享,以及縱向的數(shù)據(jù)流通需求。

        參考文獻

        [1] 陳星鶯,余昆.配電網(wǎng)智能調(diào)度模式及關鍵技術[J].電力系統(tǒng)自動化.2012(18)

        [2] 姚建國,單茂華.面向未來互聯(lián)電網(wǎng)的調(diào)度技術支持系統(tǒng)架構思考[J].電力系統(tǒng)自動化.2013(21)

        [3] 甘杉,胡榮.基于SOA架構的一體化電網(wǎng)運行服務總線關鍵技術研究[J].南方電網(wǎng)技術.2014(02)endprint

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