新型配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)架構(gòu)的研究

戴朝輝 丁凱

摘 要：配電自動(dòng)化是提高供電可靠性、供電質(zhì)量和供電能力，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段。當(dāng)前，建設(shè)新型的面向智能電網(wǎng)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)是配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展方向，而配電自動(dòng)化主站是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的核心組成部分。本文就是從配電自動(dòng)化主站的層次和架構(gòu)方面對(duì)新型配電自動(dòng)化主站進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述。

關(guān)鍵詞：新型配電自動(dòng)化主站；層次與架構(gòu)

新型配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，充分利用成熟的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)中間件、面向?qū)ο笠约皯?yīng)用組件技術(shù)，遵循IEC 61970的公用信息模型（CIM）和組件接口規(guī)范（CIS），在基本的SCADA應(yīng)用的基礎(chǔ)上，能夠集成饋線自動(dòng)化（FA）、配網(wǎng)調(diào)度作業(yè)管理、配網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件（DPAS）、WEB瀏覽服務(wù)等各種應(yīng)用分析軟件，滿足配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及應(yīng)用分析需求。整個(gè)主站系統(tǒng)分為基礎(chǔ)平臺(tái)層（操作系統(tǒng)層和硬件層）、支撐平臺(tái)層（平臺(tái)服務(wù)和數(shù)據(jù)總線）和應(yīng)用功能層。

從系統(tǒng)運(yùn)行的體系結(jié)構(gòu)看，配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)是由硬件層、操作系統(tǒng)層、支撐平臺(tái)層和應(yīng)用層共四個(gè)層次構(gòu)成。其中，硬件層包括服務(wù)器，PC等在內(nèi)的各種硬件平臺(tái)以及其它硬件設(shè)備，操作系統(tǒng)層包括UNIX、LINUX各種操作系統(tǒng)。

系統(tǒng)中的支撐平臺(tái)層在整個(gè)體系結(jié)構(gòu)中處于核心地位，支撐平臺(tái)可歸納為集成總線層、數(shù)據(jù)總線層、公共服務(wù)層等三層，集成總線層提供各公共服務(wù)元素、各應(yīng)用系統(tǒng)以及第三方軟件之間規(guī)范化的交互機(jī)制，數(shù)據(jù)總線層為它們提供適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)訪問服務(wù)，公共服務(wù)層為各應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用功能提供各種服務(wù)，比如圖形界面、告警服務(wù)等。

集成總線層提供公共服務(wù)、各應(yīng)用系統(tǒng)以及第三方軟件之間規(guī)范化的交互機(jī)制，是系統(tǒng)內(nèi)部以及與第三方軟件之間的集成基礎(chǔ)。

集成總線層首先遵循IEC 61970的組件化原則，既可以支持與第三方獨(dú)立系統(tǒng)的集成，也支持第三方應(yīng)用集成到本系統(tǒng)內(nèi)，同時(shí)作用于系統(tǒng)中各內(nèi)部組件的集成，從而將各種組件有機(jī)地集成到一起構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)；集成總線層同時(shí)也遵循IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)，建立基于消息的信息交換機(jī)制。IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是針對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成，而不是應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部各組件之間的集成，它定義了系統(tǒng)之間接口參考模型（IRM）以及一整套消息格式及語(yǔ)義。通過實(shí)現(xiàn)消息中間件完成不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的消息代理、傳送功能，從而提供了異構(gòu)環(huán)境下獨(dú)立應(yīng)用系統(tǒng)之間的松耦合機(jī)制。

總而言之，集成總線層起到了關(guān)鍵性的粘合劑的作用，既提供了系統(tǒng)內(nèi)部各公共服務(wù)元素與各應(yīng)用系統(tǒng)之間的規(guī)范化的交互機(jī)制，又提供了第三方軟件緊密集成到本系統(tǒng)內(nèi)的有效機(jī)制，同時(shí)也提供了系統(tǒng)本身與第三方獨(dú)立系統(tǒng)之間規(guī)范化集成的合理途徑。

數(shù)據(jù)總線層由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)（選項(xiàng)）、商用數(shù)據(jù)庫(kù)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問中間件等構(gòu)成。商用數(shù)據(jù)庫(kù)用來存放非實(shí)時(shí)和偶然同步的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)提供歷史數(shù)據(jù)服務(wù)，具有可靠性高、容量大、接口標(biāo)準(zhǔn)、安全性好等特點(diǎn)。依托底層的集成總線層構(gòu)成的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，保證了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同步。

公共服務(wù)層指為應(yīng)用軟件提供顯示、管理等服務(wù)的各種工具，公共服務(wù)偏向于通用的工具，而不像應(yīng)用軟件則是偏向于解決業(yè)務(wù)領(lǐng)域的問題。在服務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各應(yīng)用的需求進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，從而設(shè)計(jì)出各種滿足應(yīng)用需求的公共服務(wù)層，如圖形工具，報(bào)表工具，權(quán)限服務(wù)，告警服務(wù)，WEB服務(wù)，系統(tǒng)管理，配網(wǎng)分析應(yīng)用服務(wù)，流程服務(wù)，表單定制等

應(yīng)用系統(tǒng)層可包括DSCADA、DA、配網(wǎng)分析應(yīng)用、智能化應(yīng)用、模型管理、電網(wǎng)仿真培訓(xùn)等，它們?cè)谟杉煽偩€、數(shù)據(jù)總線和公共服務(wù)的支撐下完成各自的應(yīng)用功能，并有機(jī)地集成在一起，成為一個(gè)一體化的系統(tǒng)。

綜上所述，新型配電自動(dòng)化主站通過以上層次與架構(gòu)，利用符合IEC61968標(biāo)準(zhǔn)的信息交互總線將配電自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、CIS營(yíng)銷管理系統(tǒng)、PMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)等有效集成，突出了“信息化”、“自動(dòng)化”、“互動(dòng)化”的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的智能化管理和應(yīng)用。

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