淺議當(dāng)前電力自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享

王榮

（貴州省興義供電局，貴州 興義 562400）

1 配電自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享的意義

配電自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)是電力企業(yè)管理最重要的數(shù)據(jù)資源，可以為電力運行和管理人員提供決策支持，需要與電網(wǎng)各生產(chǎn)和管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)資源共享，如電能采集計費系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)MIS、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制SCADA、能量管理系統(tǒng)EMS、變電站自動化系統(tǒng)等。為防止黑客入侵和病毒的影響，電網(wǎng)各系統(tǒng)通過電力專用安全隔離裝置和軟件防火墻來確保安全。但是，電力專用安全隔離裝置給各系統(tǒng)之間的信息共享帶來了不便。因此，配電自動化系統(tǒng)需要通過電力專用安全隔離裝置建立實時數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源共享。

2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)部分

配電自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含兩個部分：歷史數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫。其中歷史數(shù)據(jù)庫采用商用數(shù)據(jù)庫，如SQL-Server、DB2、Sybase等。歷史數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上運行，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行定義和描述。實時數(shù)據(jù)庫在每個客戶機上常駐內(nèi)存，其定義及描述是在系統(tǒng)啟動時根據(jù)商用數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容而產(chǎn)生，反應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)的狀態(tài)，存放實時性要求比較高的數(shù)據(jù)。

2.1 歷史數(shù)據(jù)庫

歷史數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)服務(wù)器上，可以選用Microsoft SQL Server、DB2、Oracle、Sybase 或Informix為商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。商用數(shù)據(jù)庫中存放以下信息：字典信息、SCADA的設(shè)備定義及描述信息、歷史數(shù)據(jù)采樣信息、各種告警操作記錄信息、FA環(huán)路設(shè)備信息等。

2.2 實時數(shù)據(jù)庫

實時數(shù)據(jù)庫要求訪問速度快，分布式運行，主要包括實時數(shù)據(jù)庫的管理、實時數(shù)據(jù)服務(wù)以及實時數(shù)據(jù)庫訪問接口三部分。

2.2.1 實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計。系統(tǒng)對大量數(shù)據(jù)進行實時讀取和更新,要求對數(shù)據(jù)庫快速訪問。

2.2.2 實時數(shù)據(jù)庫管理。實時數(shù)據(jù)庫管理生成、維護數(shù)據(jù)庫，完成對數(shù)據(jù)庫訪問的控制。其包括管理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典，創(chuàng)建并初始化實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)控制區(qū)，創(chuàng)建并初始化實時數(shù)據(jù)庫中的表，刪除實時數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表，接收來自服務(wù)器的對實時數(shù)據(jù)庫中的表內(nèi)容的增加、刪除及修改操作。

3 數(shù)據(jù)資源共享的總體方案

首先，配電自動化系統(tǒng)應(yīng)有一套完整的、系統(tǒng)的權(quán)限控制系統(tǒng)，以確保正確的操作權(quán)限。系統(tǒng)權(quán)限可以是面向角色的，如可以限制某一個用戶只能操作某一個或幾個廠站，或定義操作某一個或某幾個電壓等級，以及某一臺機器只能由哪幾個用戶操作等，并對所有的用戶操作留有日志和記錄，以備事后查詢和責(zé)任認定。為了保證配電自動化系統(tǒng)的安全。通過電力專用安全隔離裝置實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)主站系統(tǒng)與MIS網(wǎng)的物理隔離，在MIS網(wǎng)段建立數(shù)據(jù)中心，實時控制網(wǎng)段的數(shù)據(jù)和圖形報表，通過物理隔離和MIS網(wǎng)保持準(zhǔn)實時同步交互。由于調(diào)度自動化系統(tǒng)和配電自動化系統(tǒng)分別對電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)進行監(jiān)控，只有將配電管理系統(tǒng)和調(diào)度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)合起來才構(gòu)成電網(wǎng)完整的運行數(shù)據(jù)。

4 數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)方案

4.1 歷史數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)方案

為了能夠滿足不同商用數(shù)據(jù)庫的訪問，可采用如圖1所示的三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)客戶端-服務(wù)端-數(shù)據(jù)庫的三層訪問，使所有的歷史數(shù)據(jù)增加、刪除、修改全部通過統(tǒng)一入口進行操作。

圖1 歷史數(shù)據(jù)庫三層體系結(jié)構(gòu)

其中，在服務(wù)進程上需要增加一個同步數(shù)據(jù)中心模塊。同時，在歷史數(shù)據(jù)庫中建一個域名表，對執(zhí)行時間、執(zhí)行次數(shù)、執(zhí)行情況等域名進行定義，用來緩存所有增加、刪除、修改操作的SQL。SQL修改存儲器先在數(shù)據(jù)中心建立一個和主站服務(wù)器一樣的數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)中心開發(fā)一個修改數(shù)據(jù)中心服務(wù)進程，用來和服務(wù)器的修改數(shù)據(jù)中心進行通信，接收和執(zhí)行SQL語句并返回執(zhí)行結(jié)果。在修改數(shù)據(jù)中心中增加數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫的當(dāng)前情況的告警提示，發(fā)回到主站系統(tǒng)并在主站系統(tǒng)的告警窗口。

4.2 實時數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)方案

實時數(shù)據(jù)庫可利用系統(tǒng)原有的實時數(shù)據(jù)庫，在物理隔離上開放實時數(shù)據(jù)庫更新端口，當(dāng)系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫改變時，主站系統(tǒng)應(yīng)能自動更新到數(shù)據(jù)中心的實時數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)中心和其他主站客戶端一樣處理（如圖2所示）

圖2 實時數(shù)據(jù)庫同步橫塊

對于圖形、報表等，在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，可以指定圖形和報表與主站系統(tǒng)中哪一臺計算機的這些數(shù)據(jù)文件同步，服務(wù)進程通過和數(shù)據(jù)中心的文件比較，定期的把新版本的文件定時復(fù)制到數(shù)據(jù)中心里。同時，增加手工同步的工具，可以復(fù)制服務(wù)器或某一臺工作站上所存儲的圖形、圖元、報表等相關(guān)數(shù)據(jù)文件。

5 實時數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用方案

配電自動化系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)中心可以為電力企業(yè)的配電運行數(shù)據(jù)資源共享提供支持?？梢酝ㄟ^以下方式來利用配電自動化系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)中心的信息：

5.1 WEB瀏覽方式。利用WEB瀏覽器查看配電自動化系統(tǒng)的運行信息。

5.2 直接基于實時數(shù)據(jù)中心平面的開發(fā)應(yīng)用。利用現(xiàn)有實時數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫API進行程序開發(fā)，將程序直接嵌入系統(tǒng)中。

5.3 利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫接口讀取實時數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)。

5.4 通過報文發(fā)送。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，可以通過不同的實現(xiàn)方式，建立基于實時數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。可能的應(yīng)用有以下方面：

a.WEB瀏覽，即通過WEB瀏覽器瀏覽實時數(shù)據(jù)中心的有關(guān)數(shù)據(jù)。

b.基于實時數(shù)據(jù)中心開發(fā)線損分析系統(tǒng)。線損分析系統(tǒng)的運行人員可能是運方人員、調(diào)度人員，更有可能是規(guī)劃人員、線損專職人員等。因此，如果將線損分析系統(tǒng)放置在實時數(shù)據(jù)中心后，規(guī)劃人員、線損專職人員就可以通過管理網(wǎng)直接使用該系統(tǒng)。

c.基于實時數(shù)據(jù)中心開發(fā)負荷預(yù)測系統(tǒng)。負荷預(yù)測系統(tǒng)需要接入氣象信息，由于接入了電力專用安全隔離裝置后，氣象信息不能直接接入配電自動化系統(tǒng)中。因此，最好將負荷預(yù)測系統(tǒng)安裝在實時數(shù)據(jù)中心上。

6 結(jié)束語

配電自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)是電力管理最重要的數(shù)據(jù)資源，需要與電網(wǎng)其他系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享。為防止黑客入侵和病毒的影響，在各系統(tǒng)之間設(shè)立了電力專用安全隔離裝置，但這不利于資源共享。文章對配電自動化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)資源共享的實現(xiàn)方案進行了探討，并提出了在電力專用安全隔離裝置之外建立實時數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)資源共享方案。

[1]王明俊.發(fā)展中的配電系統(tǒng)自動化[J].

[2]傅勇平.配電管理系統(tǒng)功能的分析與研制[D].

[3]王偉.配電自動化系統(tǒng)若干問題的分析[D].