淺析電力自動化系統中的數據交換

申建杭,楊慧軍,申時成,朱江

摘要 電力系統調度的自動化技術發展至今，已經相對比較成熟，對電力的供給、需求已經可以十分精確的掌控。而電力企業為了能夠及時的了解管理調度的相關信息，提高執行調度指令的效率，從而提高生產效率，又對配電系統做了一系列的改造。本文就針對電力自動化系統中數據交換技術的應用做出研究。

關鍵詞 電力自動化系統；數據交換；處理

中圖分類號TM76 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0047-02

在對電力自動化系統改造的過程中，新技術經過一段時期的實踐與發展，使得配電系統無論是在配電網絡的管理與監控方面，還是提高供電可靠性及供電的服務水平方面，都有了長足的進度。在具體的實施過程中，配電自動化系統與調度自動化系統存在著一定的管理交界，為了使得數據資源、通信網絡資源得到更為充分的利用，降低投資成本，在建設網站時都會通過一定的方法，在二者之間實現系統的數據交換，從而實現數據資源共享。

1 調度系統與配電系統

為了進一步了解配電自動系統與調度自動系統數據是如何實現數據交換的，我們先來看一下這兩種系統對應的功能：

1）調度自動化系統

調動自動化系統的作用是實現對整個試點網絡的實時監控，從而保證電供應以及電力調度過程中發生的突發事件可以得到及時有效的解決，進一步的保證電力供應運行水平安全可靠。監控系統的主要監控對象有：主變壓器、電壓互感器和電流互感器、斷路器以及高壓室開關和主控室電源盤、控制盤盤面等等。

2）配電自動化系統

配電自動化系統的主要作用是對配電網絡進行實時監控及管理。為了進一步滿足監控的需要，配電自動化系統對調度系統的部分監控對象也要做相應的管理，比如母線開關以及變壓器低壓側開關等裝置。

2 設備數據的接入方式

在建立調度自動系統及配電自動系統的過程中，通常采用以下3種方法進行設備數據的接入：其一，直接經過子站將信息傳送至配電系統；其二，利用調度系統中的前置服務器實現數據信息向配電系統中的傳遞；其三，調度系統在接收到數據信息后進行相應的處理，再利用和配電自動化系統的接口，將數據信息直接傳遞出去。本文以第三種方法為例做分析。調動系統和配電系統間實現數據傳遞的內容主要有：變電站和中心配饋線開關遙控，變電站內的變壓器、母線及出遙信和遙測數據等。

3 系統的連接

在連接配電系統及調度系統的過程中，需要考慮以下問題：其一，要保證二者的安全性；其二，數據的傳遞要保證是及時且有效的；其三，數據信息的傳遞格式要進一步的規范。

3.1 系統的連接安全

連接配電系統及調度系統時，要保證二者的運行安全，所以實際設計時，系統的傳輸層及網絡層采用TCP/IP網絡協議；而應用層則采用相應的實時數據傳送規約。首先來看下TCP連接，其建立基礎是以三次握手協議為前提的，配電系統向調度系統申請連接時，二者之間會先建立起一個套接字——socket，此時調度系統會采用bind()，把套接字和配電系統相連接，這時配電系統就可以調用connect()實現和調度系統的連接，最終實現數據信息的傳遞與接收。等到數據傳遞完畢，調度系統及配電系統就會同時調用close socket()，以關閉套接字。

再來看實時數據傳送規約，調度系統及配電系統進行數據的傳輸，是按照共同確定數據索引來實現的，其所采用的是周期性傳送，彼此收到對方的數據信息，要及時的做確認報文。其中數據信息分為遙信數據及遙測數據，而傳輸的方式又分為變化數據傳輸及全數據傳輸兩種。變化遙測數據可以有一定時間的緩沖，但是遙信數據信息要即刻傳送。兩個系統建立起連接后，要首先向對端發送全數據。

3.2 數據傳送的有效性與及時性

從硬件方面來看，在進行系統的接口時，可以通過路由器實現及時有效的連接；而數據共享可以通過內存文件映射，把文件的具體內容和進程虛擬地址空間部分進行聯系。內存映射文件時可以多進程數據共享的問題。而由文件處理來看，可以采用數據流的方法進行處理，數據信息進入系統后就會在系統內部不停流動；數據包中包括廠站號、描述、屬性、點號以及質量位置信息，從某種程度上保證了信息的有效性，并且后續電力企業進行系統的維護也非常方便。

3.3 規范數據的傳遞格式

數據的傳遞格式是一種對數據信息加以識別、提高數據有效性的重要途徑之一，對其規范可以由以下幾個方面進行：其一，可以設置數據報文頭以及數據確認報文頭；其二，對報文的優先級別進行設置；其三，對于多個數據包的報文，要對數據包的總數、當前的傳遞個數以及剩余的個數做出標注；其四，可以自動保存所傳送的數據信息記錄，必要時可以進行相關的查詢及分析。

3.4 操作界面可視化

在調度系統與配電系統進行數據交換的過程中，雙方均提供自身的信息系統Web功能，其數據的交換可以通過調用彼此Web界面來實現。現在多數電廠所采用的均是與電網相關的專業系統Web頁面。此外，在調度系統向著配電系統進行數據信息傳送的過程中，不可影響到自身的監控功能，并且要進一步滿足配電系統對系統數據所要求的實時性。

4 數據交換的操作控制

本文以配電系統指令發出的過程為例加以說明：一旦配電系統按照其所接收的數據進行分析，發現需要發送相應的操作指令時，就會進行以下步驟的操作：首先，要先判斷指令是否合理，如果合理就可以傳送至調度系統做檢查，如果不合理則返回；其次，調度系統檢查配電系統所發送的信息指令，如果判斷結果合理，則向配電系統傳送執行指令，如果不合理則返回；最后，配電系統執行指令也要經過上述步驟才可以最終執行。在數據交換過程中，系統進行指令審查的申請或執行，均需經過TCP/IP規定的相關步驟，才能實現數據交換。

參考文獻

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