張正鑫

（國電南瑞科技股份有限公司江蘇南京　210000）

淺析一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

張正鑫

（國電南瑞科技股份有限公司江蘇南京210000）

本文主要對一體化技術(shù)在調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用功能進(jìn)行了分析闡述。當(dāng)前，隨著我國在計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等方面的突破，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)開始在全國范圍電力網(wǎng)上布局。

一體化技術(shù)；電力調(diào)度；自動化系統(tǒng)；應(yīng)用

1　電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行存在的問題

1.1系統(tǒng)優(yōu)化難度大

電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)影響著社會整體發(fā)展的綜合效益，一直以來都是國家關(guān)注的重點，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，逐漸有更多新型的技術(shù)與理念被應(yīng)用到電力調(diào)度系統(tǒng)中，對提高其運行效果具有重要意義。

1.2系統(tǒng)平臺差異性大

在電網(wǎng)持續(xù)優(yōu)化的背景下，為全面滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，還需要對電力調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行改革規(guī)劃，而系統(tǒng)平臺更新以及功能擴(kuò)展是研究的重點。目前投入應(yīng)用的電網(wǎng)調(diào)度平臺大多是選擇采用分布式的結(jié)構(gòu)，平臺的基礎(chǔ)為計算機(jī)，在實際應(yīng)用中計算機(jī)種類選擇很多，系統(tǒng)內(nèi)所用類型不同，最終也會影響到平臺功能的發(fā)揮效果。

1.3信息孤島問題嚴(yán)重

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的研究與運行，必然與電網(wǎng)內(nèi)的其他系統(tǒng)相聯(lián)系，想要在整體上提高電網(wǎng)運行的高效性，就必須要提高電力調(diào)度自動化系統(tǒng)與其他各系統(tǒng)連接的質(zhì)量。并且對于級別與區(qū)域不同的調(diào)度自動化系統(tǒng)來說，在運行時也并非為相互孤立的，均是建立在信息共享的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。

1.4系統(tǒng)要求功能多

想要滿足電網(wǎng)正常運行需求，要求電力調(diào)度自動化系統(tǒng)功能具有多樣性，如目前系統(tǒng)具備集控、SCADA、DTS以及PAS等功能，并且作用于同一個電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)功能來說，每項功能都具有各自的數(shù)據(jù)庫，即獨立的建模填庫。即便是以提高系統(tǒng)功能性為要求，想要確保數(shù)據(jù)庫與模型的完全相同也具有非常大的難度，因此反映到實際運行過程中就會對系統(tǒng)的功能產(chǎn)生一定的影響，即電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的很多功能并不能同時實現(xiàn)。

2　一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)上的應(yīng)用

2.1系統(tǒng)平臺一體化

對于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)來說，其在應(yīng)用時可利用的硬件與軟件在種類上較多，而種類的差異性又帶有很大程度上的差別，因此不利于資源的整合利用。為了降低相關(guān)麻煩的出現(xiàn)，一般都會通過中間層技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一平臺的構(gòu)建，從而為軟件與硬件系統(tǒng)提供一個良好的運行與開發(fā)環(huán)境，也就是常見的系統(tǒng)應(yīng)用中間件平臺。其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　調(diào)度自動化系統(tǒng)中間層軟件體系架構(gòu)層

中間層作為一種軟件管理系統(tǒng)，其具有傳遞信息、擴(kuò)展性較強(qiáng)、屏蔽系統(tǒng)差異性以及提供標(biāo)準(zhǔn)化接口等優(yōu)點，有利于整合系統(tǒng)資源，實現(xiàn)系統(tǒng)平臺的一體化。另外，其工作原理：客戶端在工作時，一般會從系統(tǒng)上獲取相關(guān)信息或者服務(wù)資源，但是相關(guān)信息或者服務(wù)資源平臺并不統(tǒng)一。因此需要中間層系統(tǒng)有效整合客戶端所需要的信息與服務(wù)資源，然后再把信息與服務(wù)資源傳送到客戶端應(yīng)用程序上，強(qiáng)化資源的有效整合與利用。

2.2系統(tǒng)圖模庫一體化

2.2.1繪圖建模一體化

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在運行時，應(yīng)用程序一般都通過統(tǒng)一圖模庫實現(xiàn)軟件的編輯與圖形的形成，從而實現(xiàn)為不同平臺提供多種應(yīng)用的全面支持。而繪圖建模軟件在運用時，有兩個主要功能：①可以實時實現(xiàn)編輯工作；②為信息的及時查詢和維護(hù)提供便利，其都是依靠任務(wù)模式完成。

2.2.2全站自動成圖

通過全站自動成圖功能，可以大大降低電力調(diào)度自動化系統(tǒng)一次建模成圖的工作量。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①不同的電壓等級，其在布局上所相應(yīng)的母線組可以實現(xiàn)對同類與同等級的一次定義；②不同域上的設(shè)備，可以通過相關(guān)規(guī)則實現(xiàn)設(shè)備的智能自動與快速編號工作；③基于不同電壓等級的布局情況，可以隨時調(diào)整相關(guān)設(shè)備的布局位置，從而保證端口的有效吻合，進(jìn)而實現(xiàn)自動成圖；④可以自動生成部件編號與遙測等。

2.2.3圖模庫的多重校核

在繪圖建模的過程中，為了提升其精確度，一般都需構(gòu)建多重校核體系。其工作內(nèi)容主要涉及到以下兩個方面：①確保輸入?yún)?shù)具有嚴(yán)格的合法性。對于輸入信息，其需要核對非法字符與名稱沖突等情況是否存在；②確保連接關(guān)系具有嚴(yán)格的合法性。

2.3系統(tǒng)功能一體化

目前，我國電力調(diào)度自動化技術(shù)在應(yīng)用上更好處于轉(zhuǎn)型階段，大部分新型功能開始融入系統(tǒng)上。例如：集控功能、PAS功能以及DTS功能等。對于不同的功能，其數(shù)據(jù)庫與操作界面存在著一定的差異性，這也給工作人員的有效管理提高了難度。因此，強(qiáng)化系統(tǒng)功能層面的一體化也就顯得異常的重要。而目前，已經(jīng)部分實現(xiàn)一體化，其核心技術(shù)依靠通信中間件實現(xiàn)資源整合。其組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　電力調(diào)度自動化系統(tǒng)軟件體系組成圖

2.3.1利用中間件構(gòu)建服務(wù)平臺

在建立該平臺的過程中，主要是為了使功能模塊在信息傳遞上的簡化性與規(guī)范性。其在應(yīng)用的過程中，可以提高相關(guān)模塊的靈活配置，為不同功能模塊在冗余熱備運行上提供支持。

2.3.2界面一體化

在軟件系統(tǒng)輔助下，功能模塊之間的信息與資源將可以實時共享。而對于人機(jī)交互界面，雖然在需求上有所差異，但是同屬于一個配電網(wǎng)，并通過同一套人機(jī)界面進(jìn)行工作，因此不但可以管理不同模塊，還可以實現(xiàn)功能之間的有效切換，大大提升了系統(tǒng)管理效率。

2.3.3功能一體化

功能一體化在實現(xiàn)的過程中，其功能主要包括兩大部分：①集控功能一體化。其在實際工作環(huán)節(jié)主要涉及到電力的調(diào)度管理，使責(zé)任實現(xiàn)有效分區(qū)與信息有效分流。其中，責(zé)任區(qū)既屬于電力系統(tǒng)中相關(guān)變電站或者電力設(shè)備的大集合，又可以屬于部分變電站或者電力設(shè)備的集合，在日常工作上主要依靠軟件的設(shè)置功能實現(xiàn)靈活定義，其歸屬在設(shè)置上同樣非常便利?？梢詫Ψ謪^(qū)實現(xiàn)控制、規(guī)劃以及顯示等作用。②SCADA、PAS以及DTS的一體化。一般可以對數(shù)據(jù)實現(xiàn)錄入、維護(hù)以及展示等功能的一體化，在實際上需要利用智能技術(shù)，把三者進(jìn)行集合應(yīng)用到統(tǒng)一的人機(jī)界面上，從而實現(xiàn)電力調(diào)度控制與操作的一體化。

2.4系統(tǒng)接口一體化

電力技術(shù)的向前推進(jìn)必然為調(diào)度系統(tǒng)帶來新的東西，例如：EMSA、DMS、TMR、DCS等自動化系統(tǒng)在電力產(chǎn)供銷上已經(jīng)熟練運用。但是對于相關(guān)系統(tǒng)來說，其開發(fā)與設(shè)計單位一般是不統(tǒng)一的，因此在數(shù)據(jù)模型、接口以及平臺等功能技術(shù)上的標(biāo)準(zhǔn)也不相統(tǒng)一，容易使信息資源的傳遞與共享出現(xiàn)一定的麻煩。所以，信息模型的統(tǒng)一構(gòu)建也就成為一種重要手段。相對于目前來說，較為常見的信息模型標(biāo)準(zhǔn)是IEC61970系列，其對電力系統(tǒng)應(yīng)用程序EMS-API接口實現(xiàn)有效定義。而在實際工作上，其可以對功能模塊信息實現(xiàn)無縫集成，從而快速控制應(yīng)用模塊上的信息交換與集成，一般包括導(dǎo)則、總體要求、術(shù)語、CIM以及CIS5部分。下面對兩個較為重要的CIS與CIM進(jìn)行簡述：

CIS是一種抽象式數(shù)據(jù)模型，一般是對通用與高速數(shù)據(jù)、通用事件與訂閱、歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)功能模塊的數(shù)據(jù)訪問接口進(jìn)行了明確規(guī)定。其中在通用數(shù)據(jù)上，其在實現(xiàn)訪問功能時一般包括數(shù)據(jù)讀寫、查詢以及變更通知等方面；而在高速數(shù)據(jù)上，其實現(xiàn)訪問服務(wù)時，一般涉及到數(shù)據(jù)的有效瀏覽與訪問等；而在通用事件與訂閱上，則涉及到訂閱與過濾等等。CIM是一種OO模式，具備以下幾種功能：①對類型數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)有效編輯工作；②可以利用UML，通過圖示化辦法顯示出數(shù)據(jù)庫所存在的邏輯模型；③可以備份數(shù)據(jù)庫所導(dǎo)出的信息，并可以再次重建數(shù)據(jù)庫；④在物理數(shù)據(jù)庫與邏輯模型出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象時，可以及時發(fā)出提示。

[1]劉新霞.電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的一體化技術(shù)與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（24）.

[2]向志紅.一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].電子制作，2013（12）.

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2015-9-19