不同系統(tǒng)的相互連接和數(shù)據(jù)共享

臧琦

（國家電網(wǎng) 渭南供電局，陜西 渭南 714000）

隨著電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，電力調(diào)度自動化事業(yè)的發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)已擺脫了過去單系統(tǒng)的工作模式，向多系統(tǒng)工作模式轉(zhuǎn)變。電力調(diào)度自動化班維護(hù)的系統(tǒng)越來越多，如何實(shí)現(xiàn)不同廠家、不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和交換將成為工作中解決的問題。國家電網(wǎng)渭南供電局為了保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，對調(diào)度自動化系統(tǒng)進(jìn)行升級改造工作。如果重新建立一個新的統(tǒng)一的系統(tǒng)，則如白紙畫畫，得心應(yīng)手。但是，我局本次系統(tǒng)的升級改造工作受到原有系統(tǒng)的影響，遇到了如何實(shí)現(xiàn)兩個不同廠家的兩個系統(tǒng)相互交換數(shù)據(jù)、共享信息、實(shí)現(xiàn)跨平臺的異構(gòu)系統(tǒng)和互操作問題。因而給我們的升級工作帶來許多困難。我局與煙臺東方電子和國電南瑞科技兩廠家技術(shù)人員共同合作，應(yīng)用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)部分設(shè)備作為硬件支持，解決了這一難題，對其它不同廠家不同系統(tǒng)連接和信息共享問題的解決具有普遍的指導(dǎo)意義。

1 問題的提出與理論解決方案

1.1 原渭南電網(wǎng)調(diào)度自動化主站EMS系統(tǒng)配置情況簡介

本主站系統(tǒng)采用煙臺東方電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司開發(fā)的DF8002系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)配置采用總線型以太網(wǎng)、雙網(wǎng)，系統(tǒng)主、備機(jī)可以相互切換[2]。如圖1所示，整個網(wǎng)絡(luò)分為4個網(wǎng)段，分別是左上方實(shí)時(shí)運(yùn)行網(wǎng)段、左下方數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段、右上方分析/結(jié)算網(wǎng)段、右下方集控網(wǎng)段，每個網(wǎng)段都與主網(wǎng)交換機(jī)連接。在此，請?zhí)貏e關(guān)注右下方集控網(wǎng)段。集控網(wǎng)段中的集控工作站位于渭南城區(qū)集控站，該集控站旗下有城區(qū)變、畢家變、良田變、招商變、固市變、開發(fā)區(qū)變、辛市變、杏林變、石堤峪變9個無人值守變電站，這9個無人值守變電站的自動化信息分別由廠站端綜自設(shè)備采集，經(jīng)通信設(shè)備、通信通道傳至主站左下方數(shù)據(jù)采集網(wǎng)段前置系統(tǒng)采集預(yù)處理，經(jīng)主站系統(tǒng)服務(wù)器處理后，將集控站需要的數(shù)據(jù)經(jīng)主網(wǎng)交換機(jī)、集控網(wǎng)段交換機(jī)送至集控工作站，供渭南城區(qū)集控站運(yùn)行值班人員參考使用。

1.2 升級改造過程中存在的問題

在九十年代末興起無人值守變電站和集控站，渭南城區(qū)集控站就是當(dāng)時(shí)的產(chǎn)物，是渭南地區(qū)當(dāng)時(shí)唯一的一個集控站，其位于渭南主站調(diào)度自動化系統(tǒng)的集控網(wǎng)段，是主站系統(tǒng)的一部分。在主站升級改造的幾個月時(shí)間里，如何能不中斷這幾個無人值守變電站的信號，一直等待主站升級改造工作結(jié)束后，再如何將其信息送回主站供調(diào)度運(yùn)行人員使用，成為這次升級改造工作中的一個問題。經(jīng)研究，我們認(rèn)為先對渭南城區(qū)集控站進(jìn)行升級改造，使其脫離原系統(tǒng)成為一個獨(dú)立的集控站系統(tǒng)，在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級為煙臺東方電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司DF8003C系統(tǒng)。渭南城區(qū)集控站有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和SCADA服務(wù)器，將9個無人值守變電站的通道直接接入新渭南集控站，這樣在主站升級改造期間將不影響渭南集控站所有廠站信號。主站升級改造采用國電南瑞科技股份有限公司開發(fā)的OPEN-3000能量管理系統(tǒng)。這樣就存在一個問題，當(dāng)主站升級改造完成后，在不用將這9個無人值守變電站信號直采到渭南地調(diào)主站系統(tǒng)的情況下，如何將DF8003C系統(tǒng)采集的渭南城區(qū)集控站的信息傳送至主站OPEN-3000能量管理系統(tǒng)中，以供調(diào)度中心調(diào)度運(yùn)行人員參考使用。聯(lián)想到目前已趨于成熟的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)（調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的主要目的之一是實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心之間及調(diào)度中心與廠站之間調(diào)度系統(tǒng)互連和相互訪問），我局結(jié)合該技術(shù)，與煙臺東方電子和國電南瑞科技兩家技術(shù)人員共同研究解決了這一問題。

圖1 原渭南電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)配置圖Fig.1 Original weinan grid dispatching automation master station system configuration diagram

2 不同系統(tǒng)相互連接和數(shù)據(jù)共享的解決

2.1 渭南城區(qū)集控站升級改造

原渭南城區(qū)集控站設(shè)備是原主站系統(tǒng)中的一個網(wǎng)段，現(xiàn)升級成為一個獨(dú)立的集控站系統(tǒng)，該集控站升級后將有自己獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備。如圖2所示，新的渭南城區(qū)集控站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置采用總線型以太網(wǎng)、雙網(wǎng)，系統(tǒng)主、備機(jī)可以相互切換。新系統(tǒng)有自己獨(dú)立的前置服務(wù)器，9個無人值守變電站綜自設(shè)備采集的信息經(jīng)通信設(shè)備、通信通道傳輸后傳送至集控站系統(tǒng)前置機(jī)，其對信息進(jìn)行預(yù)處理；該系統(tǒng)有自己獨(dú)立的SCADA服務(wù)器，對前置機(jī)送來的信息進(jìn)行處理，供集控站運(yùn)行值班人員分析使用。

圖2 渭南城區(qū)集控站網(wǎng)絡(luò)配置圖Fig.2 Weinan city set control station network configuration

2.2 渭南地調(diào)主站EMS系統(tǒng)升級改造

如圖1所示，原渭南地調(diào)自動化主站系統(tǒng)網(wǎng)段多，使得系統(tǒng)配置圖較為復(fù)雜，交換機(jī)多，使得系統(tǒng)的故障點(diǎn)增多。如圖3所示，現(xiàn)升級后的自動化系統(tǒng)網(wǎng)段少，系統(tǒng)配置圖較為清晰直觀。我局與煙臺東方電子和國電南瑞科技兩家技術(shù)人員研究后，最終決定利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)部分設(shè)備，結(jié)合調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)，經(jīng)兩家技術(shù)人員在軟件程序編制相關(guān)聯(lián)程序后，實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的連接和信息交換[3]。

2.3 實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的相互連接和數(shù)據(jù)共享的硬件支持

如圖4所示，渭南城區(qū)集控站路由器和渭南地調(diào)路由器由2 M電纜連接，渭南城區(qū)集控站前置機(jī)采集到的無人值守變電站自動化信息，經(jīng)服務(wù)器處理成熟數(shù)據(jù)后經(jīng)渭南城區(qū)集控站I區(qū)交換機(jī)、渭南城區(qū)集控站路由器經(jīng)2 M電纜傳輸送至渭南地調(diào)路由器，經(jīng)地調(diào)交換機(jī)送至渭南地調(diào)前置機(jī)，前置機(jī)再將數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器，數(shù)據(jù)經(jīng)服務(wù)器處理后傳送到系統(tǒng)上其他節(jié)點(diǎn)機(jī)[4]。

圖3 渭南調(diào)度自動化主站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置圖Fig.3 Weinan dispatching automation of master station system network configuration diagram

圖4 渭南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)地調(diào)核心節(jié)點(diǎn)的連接圖Fig.4 These scheduling data networks to adjust the key nodes connected graph

2.4 實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的相互連接和數(shù)據(jù)共享的軟件支持

煙臺東方電子和國電南瑞科技兩廠家的兩套系統(tǒng)均符合1999年12月由IEC頒布的61970 CIM/CIS國際標(biāo)準(zhǔn)，其主要部分是以CIM描述電網(wǎng)的公用信息、以CIS訪問電網(wǎng)的公用信息，其理想目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“即插即用”，當(dāng)前目標(biāo)是解決系統(tǒng)的互聯(lián)和異構(gòu)問題。開發(fā)基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，把異構(gòu)機(jī)型、多體系互聯(lián)起來，在不同的系統(tǒng)之間建立一種公共的相互兼容和可互相操作的環(huán)境，最大可能地充分利用計(jì)算機(jī)處理能力，真正做到數(shù)據(jù)共享、資源共享。使電力企業(yè)獲得更高的效率和更大的經(jīng)濟(jì)效益，這將是調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向[5]。這兩套系統(tǒng)定義了系統(tǒng)的公用的數(shù)據(jù)模型和標(biāo)準(zhǔn)的組件接口規(guī)范，采用面向?qū)ο蟮年P(guān)系模型，為各個應(yīng)用系統(tǒng)之間公用數(shù)據(jù)的存取和訪問提供了統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)兩家技術(shù)人員在軟件程序中編制相關(guān)程序后（因牽扯商業(yè)機(jī)密，在此不涉及軟件編程的相關(guān)內(nèi)容），實(shí)現(xiàn)了兩個系統(tǒng)信息交換。

2.4.1 渭南城區(qū)集控站端實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能

煙臺東方電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司技術(shù)人員編制相關(guān)程序后，我局自動化工作人員在前置系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通道參數(shù)表中的IEC103信息對照表、RTU參數(shù)表、RTU路徑參數(shù)表、通道參數(shù)表中增加轉(zhuǎn)發(fā)地調(diào)RTU；在通訊參數(shù)表中的通訊組表、轉(zhuǎn)發(fā)遙調(diào)對照表、轉(zhuǎn)發(fā)遙控對照表中增加轉(zhuǎn)發(fā)地調(diào)相應(yīng)信息；在SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中將需要轉(zhuǎn)發(fā)地調(diào)的相應(yīng)遙信、遙測、遙控、遙調(diào)信息逐條的在數(shù)據(jù)庫中做入轉(zhuǎn)發(fā)地調(diào)通訊參數(shù)表中。經(jīng)廠家技術(shù)人員和我局自動化工作人員的共同努力，實(shí)現(xiàn)了城區(qū)集控站端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

2.4.2 渭南地調(diào)主站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收功能

在數(shù)據(jù)庫SCADA廠站信息表中制作接收城區(qū)集控站；在數(shù)據(jù)庫FES定義表類遙測定義表、遙信定義表中填入點(diǎn)號和通道，點(diǎn)號與渭南城區(qū)集控站轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)號一致，通道選為接收城區(qū)集控站，因?yàn)橹苯咏邮諗?shù)值，不需要轉(zhuǎn)換，系數(shù)和滿碼值均為1。

經(jīng)過硬件的搭建，軟件的編制和數(shù)據(jù)庫的制作過程后，渭南城區(qū)集控站從綜自廠站端采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過集控站系統(tǒng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)發(fā)到渭南地調(diào)主站系統(tǒng)，為電力調(diào)度運(yùn)行值班員提供了實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的自動化信息。

3 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，電力調(diào)度自動化事業(yè)的發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)已擺脫了過去單系統(tǒng)的工作模式，向多系統(tǒng)工作模式轉(zhuǎn)變。電力調(diào)度自動化班維護(hù)的系統(tǒng)越來越多，如何實(shí)現(xiàn)不同廠家、不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和交換將成為工作中解決的問題[4]。目前就已我局自動化專業(yè)為例，五年前我局EMS自動化系統(tǒng)僅有一套系統(tǒng)，渭南集控站是渭南主站系統(tǒng)的一個網(wǎng)段分支，但現(xiàn)在，我們不光擁有強(qiáng)大的主站EMS能量管理系統(tǒng)，還陸續(xù)擁有了幾座獨(dú)立的集控站系統(tǒng)，渭南城區(qū)集控站、蒲城集控站、韓城集控站、大荔集控站、夫水集控站5座集控站，這5座集控站由我國不同的3個電網(wǎng)調(diào)度自動化研發(fā)廠家研制開發(fā)，下一步我們將利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為依托，將這幾個集控站系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)發(fā)至主站系統(tǒng)，更好的做到幾個監(jiān)控站系統(tǒng)和地調(diào)主站系統(tǒng)信息的共享和使用，有了渭南城區(qū)集控站系統(tǒng)信息的正確接入的經(jīng)驗(yàn)，想必其他幾個集控站信息的接入工作也會順利的有條不紊的進(jìn)行。

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)，從根本上改變了傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)信息傳送方式，無人值守變電站改造，集控站的建設(shè)推進(jìn)了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展，未來的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)將是多系統(tǒng)連接和數(shù)據(jù)共享時(shí)代，其發(fā)展為生產(chǎn)調(diào)度信息資源的充分開發(fā)和優(yōu)化配置提供了基礎(chǔ)，為電力調(diào)度自動化多系統(tǒng)連接和長遠(yuǎn)發(fā)展提供了動力[6]。我局應(yīng)用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)部分設(shè)備作為硬件支持，解決了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的不同廠家不同系統(tǒng)之間的連接和信息共享問題，對系統(tǒng)連接和信息共享問題的解決具有普遍意義。

[1]林虔.遠(yuǎn)動自動化工[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]丁振華，王傳起.面向電力市場的新一代能量管理系統(tǒng)DF8003C系統(tǒng)使用手冊[S].煙臺：煙臺東方電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司電力調(diào)度自動化事業(yè)部，2006.

[3]國電南瑞科技技術(shù)股份有限公司.OPEN-3000能量管理系統(tǒng)使用手冊[S].國電南瑞科技技術(shù)股份有限公司，2007.

[4]柳永智，劉曉川.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動[M].北京：中國電力出版社，2005.

[5]山西省電力公司.電網(wǎng)自動化[M].北京：中國電力出版社，2009.

[6]曹茂昇，高伏英.電網(wǎng)調(diào)度自動化主站運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社，2010.