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配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)方案構(gòu)建
為了確保事情或工作得以順利進(jìn)行，預(yù)先制定方案是必不可少的，方案具有可操作性和可行性的特點(diǎn)。方案應(yīng)該怎么制定才好呢？下面是小編幫大家整理的配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)方案構(gòu)建，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
前言
隨著計算機(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)自動化系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的處理存儲提供了強(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，在將來很長一段時間內(nèi)都不會形成瓶頸而制約系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。通過集群技術(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)器并且無需將重要數(shù)據(jù)和應(yīng)用脫機(jī)即可對服務(wù)器進(jìn)行“滾動升級”;利用集群技術(shù)的高可擴(kuò)展性在必要的時候可通過增加服務(wù)器的數(shù)量在滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求，而無需對原有的設(shè)備進(jìn)行硬件加固，通過集群技術(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。
目前國內(nèi)主流的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)無論是廠家技術(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，并經(jīng)過了實(shí)際運(yùn)行的檢驗，在安全性、先進(jìn)性、技術(shù)性上有保證。當(dāng)前，調(diào)度自動化系統(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、無功及電流值，通過整合不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)可以滿足配網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行對數(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)器采用三臺集群方式，通過集群技術(shù)的負(fù)載均衡同時完成數(shù)據(jù)的存儲、查詢及統(tǒng)計計算等功能;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2M專用通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其他用戶可通過系統(tǒng)WEB發(fā)布平臺了解配網(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
系統(tǒng)支持混合平臺，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)時數(shù)據(jù)API接口，具備良好的開放性和二次開發(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)度自動化系統(tǒng)應(yīng)滿足系統(tǒng)投運(yùn)時電網(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)整個調(diào)度自動化系統(tǒng)的擴(kuò)容。
遙測點(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)報表500套畫面600幅遠(yuǎn)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(shù)據(jù)來源采集可來自以下不同數(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，對特殊的規(guī)約用戶可以自己定義，縮短了調(diào)試時間。
4.5計算與檢索功能
(1)多種計算公式支持各類腳本計算，包括：四則運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算、對數(shù)運(yùn)算、三角和反三角運(yùn)算、絕對值運(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)計計算等。也可進(jìn)行邏輯和條件判斷運(yùn)算。計算公式既可來自軟件包中常用計算公式庫，也可有用戶自行定義，所定義公式自動加入計算公式庫中。
(2)豐富的計算在計算中，電力系統(tǒng)的通用計算均可完成：總加計算：用戶自由設(shè)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間，合格率等;平衡計算：用戶可以對線路、變壓器及地區(qū)進(jìn)出功率/電度進(jìn)行平衡計算，并能進(jìn)行線損計算;累加計算：計算地區(qū)及各縣(市)的電度累計值、累計值包括時、日、月、季、年累計，日設(shè)置三個時段，因而月、季、年也可以有電度表的累計及三個時段的累計及有關(guān)分析功能;統(tǒng)計計算：統(tǒng)計計算可實(shí)現(xiàn)針對一段時間內(nèi)(時、日、月、年)的統(tǒng)計處理，可定義統(tǒng)計條件;計算的觸發(fā)方式：用戶可以靈活定義計算的啟動方式：周期觸發(fā)(按定義的周期時間啟動計算)、隨機(jī)觸發(fā)(按定義的數(shù)值變化啟動計算)、定時觸發(fā)(按定義的時間觸發(fā))。
(3)計算判斷旁路替代線路處理;當(dāng)線路檢修用旁路替代時，將旁路的有功、無功、電流等值替代線路的值進(jìn)行記錄和計算。遙信節(jié)點(diǎn)抖動造成遙信誤動時，通過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(shù)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(shù)據(jù)庫定義、處理、存檔、計算等。
4.6模擬量數(shù)據(jù)處理
(1)數(shù)據(jù)合理性檢驗可根據(jù)需要設(shè)置條件關(guān)系對任何數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性校驗，濾除不合理實(shí)時數(shù)據(jù)(如不帶電線路的量值，即零漂處理;某量值特大，超過可能范圍等等)。
(2)越限檢查任何數(shù)據(jù)均可設(shè)置多個上、下限，用以對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報警，上下限值可以是常數(shù)也可以是計算量，可以通過條件計算得到超限量。
(3)遙測可疑當(dāng)開關(guān)是斷開的，而遙測有數(shù)即開關(guān)同遙測矛盾時，設(shè)置遙測可疑標(biāo)志。
(4)數(shù)據(jù)自動替代可根據(jù)需要人工設(shè)置數(shù)據(jù)的變化梯度來確定數(shù)據(jù)的自動刷新，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;封鎖期間參與計算。
允許人工置數(shù)或由計算量替代，人工置數(shù)或由計算量替代應(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，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(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)域開辟多幅獨(dú)立畫面。采用分布式設(shè)計思想，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臺全圖形顯示器，每臺顯示器可獨(dú)立實(shí)時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)。可以根據(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)圖級再到廠站級，最后到饋電線級。可以分層了解電網(wǎng)的運(yùn)行情況。在對圖形放大、縮小時，可自動根據(jù)比例因子選擇合適的層次。每個層可將圖中的圖形符號定義成元件，對每個元件定義其出現(xiàn)的平面圖，并賦予一個級別，可任意調(diào)用各個平面圖，可以獨(dú)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報表管理
報表管理應(yīng)有專門的報表管理系統(tǒng)，提供報表生成工具，具有全圖形的人機(jī)界面、所見即所得的功能、電子制表功能，能方便生成各種表格。報表系統(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WEB系統(tǒng)提供xls格式的報表文件下載。
4.11數(shù)據(jù)鏡像與WEB瀏覽功能
通過正向隔離裝置可將內(nèi)外的所有歷史及實(shí)時數(shù)據(jù)導(dǎo)至外網(wǎng)，并可通過圖形界面人工設(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)時數(shù)據(jù)、實(shí)時/歷史曲線、電力設(shè)備信息等。管理員可以設(shè)定允許訪問該WEB站點(diǎn)的地址范圍，并對禁止訪問的用戶給出警告。
5、系統(tǒng)建設(shè)方案
5.1系統(tǒng)總體模式
配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)主站位于調(diào)度中心自動化機(jī)房，采用統(tǒng)一處理、統(tǒng)一維護(hù)、圖庫一體化的方式。根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源的不同可實(shí)現(xiàn)部分實(shí)時數(shù)據(jù)、部分準(zhǔn)實(shí)時數(shù)據(jù)的混合數(shù)據(jù)模式。同時系統(tǒng)應(yīng)具備遙測、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101或102規(guī)約將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。待配變監(jiān)測的TTU、FTU上來之后再增加相應(yīng)的前置單元實(shí)現(xiàn)對配網(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)自動化信息的主要數(shù)據(jù)來源，由于節(jié)能管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)實(shí)時的數(shù)據(jù)(時間間隔15m)，可以采用定時召喚的102規(guī)約(電能量規(guī)約)將所需的遙測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾始巴ǖ缼挘ㄗh根據(jù)不同的片、區(qū)設(shè)置多個轉(zhuǎn)發(fā)廠站。
節(jié)能管理系統(tǒng)位于客戶服務(wù)中心機(jī)房距離自動化機(jī)房的線路距離超過100m,兩個機(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臺終端服務(wù)器、1臺單模光收發(fā)器;在自動化機(jī)房安裝一臺單模光收發(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)時數(shù)據(jù)(時間間隔5~8s)，可以采用101規(guī)約將所需的遙測、遙信量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。
由于2套系統(tǒng)都在自動化機(jī)房可在EMS系統(tǒng)前置機(jī)柜安裝1臺終端服務(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打包后通過超五類網(wǎng)線傳送至配網(wǎng)自動化前置系統(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)施的思路來開展系統(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)施過程中暫時只上配網(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“滾動升級”待日后逐步建設(shè)。
5.4后期建設(shè)實(shí)施思路
精簡版的配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(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、分期的購入3臺歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，利用集群技術(shù)的“滾動升級”逐步的將暫時替代歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的4臺PC工作站替換下來。
替換下來的PC工作站首先考慮建立獨(dú)立的報表工作站，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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[4]地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件(GB/T13730-1992)[S].
[5]電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范(GB50174-93)[S].
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