SCADA系統與實時數據庫系統的研究及在電量采集中的應用

柯陳林 謝旭泉 程曄

摘要：在目前的發展過程中，社會經濟環境不斷變化，以往的SCADA系統在數據分享和交互方面還存在很多的不足和弊端。創新性的SCADA系統改變以往分布結構，對資源進行全面的整合，使其具有更加良好的性能，開放性更強。國內對于SCADA系統軟件開發已經有多年的經驗，其已經在多個領域中得到廣泛的應用，為相關產業的生產效率提升產生積極的影響。特別是在電量采集中的應用，有效保證了電量采集的質量。

關鍵詞：SCADA系統;實時數據;數據庫;電量采集

前言：近幾年來，信息技術快速發展，國家相繼出臺了一系列的應用標準，為計算機技術的運用提供了重要的參考，使得SACDA系統相比以往分布更加零散，不同系統實現了有效的整合，系統使用更加流暢、穩定，以自動化的方式實現了工業控制。通過在電量采集中進行有效的應用，為電量采集提供了便利，改善了以往電量采集中存在的不足。

一、SCADA系統概述

SCADA系統可以對數據進行全方位的采集和實時的監視，并通過科學的方法進行控制。其可以在多個領域中進行應用，其中電力系統和化工等領域應用最為廣泛，可以對數據采集，并合理控制設備，測量重要的參數，并針對性的進行調節，也可以通過發出信號進行報警，功能非常多元，其在電力系統中也可以稱為遠動系統[1]。

在電力調度自動化發展過程中，該系統最早開始應用，經歷了不同階段的發展逐漸完善。隨著信息技術的不斷發展，電網調度自動化系統可以對電力生產、運輸等多個環節進行全面的監視，對其可靠性也提出了更加嚴格的要求。SCADA系統可以有效保證信息的完整性，提高系統運行效率，為系統故障診斷提供準確的依據，已經成為電力調度中的重要組成[2]。對于保證電網運行的安全性和可靠性具有重要的作用，同時可以減少調度員的工作量，使電力調度更加具有自動化與現代化的特征，對提高調度效率和水平具有促進作用。

二、實時數據庫系統與SCADA系統關聯分析

SACADA中包含多種關系，RTU是?PowerSystemResource?的子類，繼承了PowerSystemResource的屬性和方法。一個CommunicationLink包含了多個RTU，他們之間具有聚集的關系。在進行深入的分析和研究，并結合SACADA系統化的特點，可以明確SCADA系統在實時數據庫中的作用就是對數據進行有效的轉化。在生成新的數據時并沒有復雜的步驟，必須是沒有經過任何處理的數據才能在該系統中進行處理[3]。SCADA系統包括多個子類。在具體進行處理時會將從ScanBlock傳輸到的數據轉化為固定的值，并通過相關類轉化為常見的數據。

所有的處理數據都是從系統現場采集而來，其中模擬量和信號量等都可以作為靜態量測描述的主要內容。例如，AnalogInput類包含各類參數的數據和名稱等詳細信息，可以根據這些信息計算具體的數值，發出報警信號;Control類包括遙控量大的所有數據，對遙控的名稱和類型等都有詳細的介紹，在進行現場處理時，可以直接使用這些數據，發出遙控報文和報警判斷等。

同時，為了保證所有代碼可以快速讀取，保證系統的穩定性，避免維護費用的增加，使開發更加科學、規范，本文在進行數據庫模型設計時統一了系統命名，所有類信息都有明確的依據[4]。

3電量采集重點應用

在SCADA系統網絡中，運用通信功能可以在系統數據服務器中統一傳輸相關數據，采集實際電量，通過LAN向各應用終端提供需要的信息。在客戶端根據表格制作功能的SCADA分析顯示組件，并制作成具體的表格和圖形展示電量的變化，使電網管理者可以對固定區域的實際使用電量有準確的了解。SCADA系統可以對電量數據進行快速的獲取，并將其存儲在合適的位置[5]。系統通過監控功能，對電量進行實時的監控，獲取準確的數據，利用載波將數據統一傳送至SCADA通信機。

在進行應用時，需要在操作系統中建立關系型數據中心，為不同結構的數據存儲提供存儲服務，在數據庫中，通過常規設計可以對業務處理提供明確的依據，并將持久層框架插入業務邏輯層，方便數據的訪問。采用C類映射方式，建立數據庫表，表中除了屬性和對象標識沒有其他的內容。該方法可以準確展示設計對象的思想，為數據的增加和修改提供便利，但是該方法需要多個數據庫表并聯才能實現。

SCADA系統可以有效保持與其他系統之間的通信，為了提高數據的利用效率，可以將系統外的數據按照科學的方法整合。以往的組件模型對通信協議過于一老，集成模型靈活性不強。因此，需要對組件粒度進行有效的控制，限制其在更大的范圍進行應用。本文所研究的SCADA系統將在EMS系統中進行實施，并且可以根據企業業務范圍的變化，滿足異地通信需要。

系統電量采集器是目前最為先進的設備，可以對電壓、電流等信息進行及具體的采集，同時可以對信息進行有效的控制。系統由遠程終端單元和通訊傳輸網絡共同組成，并配備穩定的監控中心，對電量采集過程進行全面的監控。監控中心作為操作平臺的主體，通過Web服務器存儲和發布數據。

基于Web?Services構建的接口可以在穩定的環境中，實現不同的服務。接口提供者在Web服務器發布相關信息，接口使用者在查找到相關的服務后，通過向服務器發出請求，從而完成接口的調用。從中可以看出，通過改變接口呈現當時，可以使不同企業更加合理地應用電量數據。由于Web?Services技術可以實現跨平臺和跨語言操作，所以其在進行通信時并不需要專門設置多個接口，也不需要考慮平臺環境和使用語言，只需要根據平臺特征和語言特點設置一個接口就可以進行數據發布。

當完成數據采集后，可以建立一個數據庫，并在數據庫中建立不同類型的表格，按照固定的格式添加字段，以保證添加的準確性。將采集到的不同電量信息添加到表格的具體位置，添加完成后及時保存數據。通過數據庫中的權限審核功能，可以對登錄人員權限進行限制，以保證數據安全。

4。不足與補充

由于受到時間的限制，本文的研究還存在很多的不足需要完善，今后還需要進一步加強研究，特別是對于數據的更新和訪問等需要加強分析。遠動業務在今后發展中還需要進一步分類并總結，才能為不同類型的系統提供針對性的服務。為了進一步發揮SCADA系統與實時數據庫的價值和作用，未來可以在更大的范圍內進行試用。

結論：綜上所述，本文對SCADA系統進行了全面的論述，并在其基礎上對實時數據庫系統與SCADA系統關聯進行了深入的分析和研究，在電量采集中進行了應用，通過應用解決了以往電量采集中存在的問題，使電量可以在短時間內迅速采集完成，減少了工作人員的工作壓力，有效保證了數據的正確性。

參考文獻：

[1]崔嵩.?OPC技術與分布式實時數據庫在SCADA系統中的開發與應用[D].山東大學，2018.

[2]于昕卉，井硯青.無線SCADA系統在電網參數采集系統中應用[J].港工技術，2017，03（04）：135-136+148.

[3]于昕卉，李成鐵.無線SCADA系統在電網參數采集系統中的應用[J].職業，2017，05（08）：198-200.

[4]鄭彩英，鮑雅萍，李成鐵，顧德英，齊世清.基于無線SCADA的電網參數采集系統設計應用[J].儀器儀表學報，2018，08（S1）：156-158.

[5]文本穎，談順濤，袁榮湘.SCADA系統中主動實時數據庫技術的研究與應用[J].電力系統自動化，2018，09（06）：185-187.