電網(wǎng)跨區(qū)實時告警功能的設(shè)計與實現(xiàn)

楊 菲

(常州供電公司，江蘇 常州213003)

隨著國網(wǎng)公司推進大運行體系建設(shè)，保障國家電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)、高效運行，公司開始優(yōu)化調(diào)度功能，建立變電設(shè)備運行集中監(jiān)控業(yè)務(wù)與電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)高度融合的一體化調(diào)控體系。因此，調(diào)度自動化OPEN3000系統(tǒng)應(yīng)用急需進行相應(yīng)拓展，使其不僅能為電網(wǎng)調(diào)度、變電運行遠程監(jiān)視、操控及實現(xiàn)無人值班提供技術(shù)保障，同時也為相關(guān)部門掌握電網(wǎng)實時情況提供信息支持。文中利用Web技術(shù)的開放性、標準性、獨立性和嵌入式技術(shù)的高可靠性，分別在Ⅰ、Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中對數(shù)據(jù)傳輸端口、傳輸規(guī)范上進行相應(yīng)設(shè)置，實現(xiàn)電網(wǎng)跨區(qū)實時告警功能，通過橫向隔離裝置開辟了數(shù)據(jù)傳輸通道，選擇實時信息傳輸方式，實現(xiàn)了信息傳輸?shù)膶崟r性。

1 設(shè)計目標

以往數(shù)據(jù)訪問主要有以下3種方式。

方法一。通過廠站一次接線圖瀏覽，可以快速把握各個變電所的整體情況，但針對實時信號動作的具體信息，在查詢上沒有好的方法。

方法二。通過告警查詢模板，可以查詢相關(guān)信號動作的歷史信息，但由于使用人員無法定制查詢，現(xiàn)有告警查詢所列內(nèi)容往往過于全面，每個部門都需要剔除大量平時并不關(guān)心的冗余數(shù)據(jù)。

方法三。通過直連電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全Ⅰ區(qū)的實時工作站進行瀏覽查詢是現(xiàn)有最好的手段，但受資源限制（數(shù)據(jù)通道、硬件設(shè)備等），且使用面較窄，常州供電公司能在Ⅰ區(qū)查詢實時信息的僅限于自動化維護、調(diào)度以及監(jiān)控中心人員，對用戶操作技能要求也較高?？紤]到告警數(shù)據(jù)變化頻繁，采用AJAX技術(shù)和XML生成方法來實現(xiàn)快速的局部數(shù)據(jù)交換。同時考慮服務(wù)器運行的穩(wěn)定性，在安全Ⅲ區(qū)安裝配置雙Web服務(wù)器的主備機制，各配置一個浮動地址，提高了對外Web服務(wù)的可靠性。

文中以無人值守變電站為監(jiān)視對象，主要完成Web發(fā)布系統(tǒng)實時告警的設(shè)計，主要功能為將變電所實時告警數(shù)據(jù)通過Web網(wǎng)頁方式發(fā)布到Internet上，供合法公司局域網(wǎng)用戶瀏覽和查詢。Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)分別配置主備服務(wù)器，下面為配置文件。

web_service.sys

[SPECIFY_NET_CARD]

specify_net_card=0

net_card_name=en1

switch_ip=192.1.21.9/I區(qū)主服務(wù)器所對應(yīng)的IP地址/

net_card_name=en2

switch_ip=192.1.21.29/I區(qū)備服務(wù)器所對應(yīng)的IP地址/

web01-1=172.23.102.67/Ⅲ區(qū)主服務(wù)器所對應(yīng)的IP地址/

web02-1=172.23.102.72/Ⅲ區(qū)備服務(wù)器所對應(yīng)的IP地址/

[BIND_TO_HOST]

shift_by_app=32768000

host_name_1=web01-1

shift_ip_1=172.23.102.67

host_name_2=web02-1

shift_ip_2=172.23.102.72 –host.ini

172.2 3.102.67作為訪問入口

0 web01-1

1 web02-1

172.2 3.102.72作為訪問入口

-1 web01-1

0 web02-1

2 Ⅰ區(qū)向Ⅲ區(qū)發(fā)布的方式

常州地區(qū)信息發(fā)布采用MINI-Web和SVGWeb 2種方式，用戶可以根據(jù)需要選擇瀏覽方式。MINI-Web發(fā)布功能全面，基本與I區(qū)工作站相仿，容易擴展，輕松發(fā)布應(yīng)用程序，程序版本一致，同一源代碼，但需要修改瀏覽器默認設(shè)置，下載多、安裝慢、資源消耗大，端口多（防火墻設(shè)置）。SVGWeb發(fā)布使用方便，B/S模式，瀏覽器默認設(shè)置一個端口，功能實現(xiàn)比較困難，不可以重用已有代碼和模塊。其發(fā)布流程如圖1所示。

圖1 SVG-Web發(fā)布流程

功能實現(xiàn)后必將有大量客戶進行瀏覽，因此，均衡訪問用戶的個數(shù)也非常必要。這2種發(fā)布方式均有均衡用戶的功能。

3 Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)同步問題

為了實現(xiàn)告警功能的實時性，通過可靠、有效的數(shù)據(jù)同步機制，保證2臺Web服務(wù)器實時數(shù)據(jù)、實時模型、歷史數(shù)據(jù)與安全Ⅰ區(qū)一致。用戶瀏覽告警數(shù)據(jù)的真實、有效。Web服務(wù)器歷史數(shù)據(jù)的同步在Ⅲ區(qū)完成，避免由于Web服務(wù)器數(shù)據(jù)庫表空間越限等問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)在安全Ⅰ區(qū)的堆積，提高安全Ⅰ區(qū)可靠運行，如下圖2所示。

圖2 Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)同步示意圖

3.1 實時數(shù)據(jù)同步

實時數(shù)據(jù)同步主要是處理動態(tài)數(shù)據(jù)，包括遙信、遙測值和狀態(tài)以及計算結(jié)果等。因數(shù)據(jù)表中只有部分域是不停變化的，所以實時數(shù)據(jù)同步采用部分域同步的方法，不傳送整表的內(nèi)容，僅將關(guān)鍵字與動態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)域讀出來傳送到Ⅲ區(qū)再寫到實時庫中。

Web服務(wù)器實時數(shù)據(jù)同步時，由安全Ⅰ區(qū)應(yīng)用主機發(fā)送進程sync_rt_send每5 s從實時庫中讀取實時數(shù)據(jù)，SCADA、PAS主、備應(yīng)用都配置有該進程，但是只有主應(yīng)用進程進行數(shù)據(jù)發(fā)送工作。由先接收到Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)的Ⅲ區(qū)對應(yīng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)發(fā)進程sync_rt_recv，接收前述發(fā)送進程發(fā)出的實時數(shù)據(jù)，主、備Web服務(wù)器相應(yīng)應(yīng)用寫入進程sync_rt_write接收sync_rt_recv進程發(fā)出的實時數(shù)據(jù)，并將其實際寫入相關(guān)應(yīng)用的實時庫中，通過上述方式實現(xiàn)Web服務(wù)器實時數(shù)據(jù)同步。

3.2 實時模型同步

電網(wǎng)模型同步主要是處理實時庫的模型更新操作。通過將模型更新報文傳送到Ⅲ區(qū)，由Ⅲ區(qū)的模型更新進程進行處理，從而實現(xiàn)Ⅲ區(qū)實時庫中電網(wǎng)模型同步。同時從可靠性考慮，在安全Ⅰ區(qū)設(shè)立一個定期的全同步機制，也就是將各應(yīng)用實時庫中的所有表全部同步。

實時模型同步時，安全Ⅰ區(qū)應(yīng)用主機發(fā)送進程sync_modify_send接收模型修改信息，為了保證發(fā)送的正確性，采取了文件緩存機制，即使一段時間鏈路故障，恢復(fù)后仍可保證故障期間的模型修改能夠發(fā)布到Web子系統(tǒng)。此進程可以在配置文件中配置任意需要同步的消息通道，并不局限于模型同步消息。sync_modify_recv消息轉(zhuǎn)發(fā)進程，接收上述發(fā)送進程發(fā)出的修改信息，并通過消息總線發(fā)送給Ⅲ區(qū)SCADA、PAS主、備應(yīng)用修改進程odb_modify，修改相關(guān)應(yīng)用的實時庫模型。

3.3 商用數(shù)據(jù)庫同步

商用數(shù)據(jù)庫同步包括電網(wǎng)模型更新、采樣數(shù)據(jù)、告警信息等由安全Ⅰ區(qū)向Web服務(wù)器同步，同時由于圖形、報表等文件存在于商用庫中，所以商用庫同步也包含了對圖形文件、報表文件的同步。常州能量管理系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步是通過安全Ⅰ區(qū)主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器向其他數(shù)據(jù)庫服務(wù)器同步和復(fù)制數(shù)據(jù)，在該復(fù)制機制框架下，將安全Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)同步復(fù)制機制中增加一路復(fù)制，復(fù)制程序?qū)@一路進行特殊處理，由直接執(zhí)行改為通過物理隔離向Ⅲ區(qū)發(fā)送復(fù)制請求。

安全Ⅰ區(qū)DB_SERIVCE主機發(fā)送進程db_replicate讀取主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)復(fù)制信息，并調(diào)用傳輸功能動態(tài)庫向外發(fā)送。由先接收到Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)的Ⅲ區(qū)對應(yīng)應(yīng)用進程db_rep_recv，接收前述發(fā)送進程發(fā)出的商用庫信息，并將其寫入相應(yīng)的商用庫復(fù)制目錄后，由寫入進程db_replicate根據(jù)前述接收進程所寫文件實際對商用庫執(zhí)行更新，通過該方式實現(xiàn)2臺Web服務(wù)器歷史數(shù)據(jù)同步。

4 客戶端實現(xiàn)

4.1 應(yīng)用程序的安裝

庫戶端一般都用Windows系統(tǒng)，需安裝Java1.4版本、Tomca和用JAVA控件新增告警窗程序。

4.1.1 Windows下安裝Java1.4版本

Windows操作系統(tǒng)一般都沒有安裝java，或安裝的版本不是1.4，推薦全新安裝Java1.4。安裝步驟如下：從版本庫中open2000e_toolweb_softwarejavawindows處獲取安裝程序j2sdk1_4_2_08-windows-i586-p.exe；雙擊安裝程序彈出安裝界面，安裝過程比較簡單，基本選擇默認設(shè)置，一路next下去即可完成安裝，默認安裝在c∶j2sdk1.4.2_08下，也可以改變安裝路徑；安裝完成后需要新建JAVA_HOME環(huán)境變量并修改Path變量。

4.1.2 Windows下安裝Tomcat

從常州調(diào)控系統(tǒng)open3000版本庫open2000 e_toolweb_software omcat下獲取tomcat.tar安裝包。把tomcat.tar解壓到D∶目錄下，tar xvf tomcat.tar（PC上open2000ein目錄下也有tar.exe命令，不建議使用WinRAR等解壓）新建CATALINA_HOME環(huán)境變量并修改Path變量。

4.1.3 JAVA控件新增告警窗程序

借助公司原有Ⅲ區(qū)調(diào)度SCADA網(wǎng)頁瀏覽系統(tǒng)，用JAVA控件新增告警窗程序。用戶只需重新打開一次調(diào)度SCADA網(wǎng)頁，讓頁面緩存重新讀取新的控件，將設(shè)置文件拷貝至本機指定目錄即可正常瀏覽。

4.2 按責(zé)任區(qū)劃分

根據(jù)需求側(cè)重點的不同，將告警窗顯示內(nèi)容按行政區(qū)域（監(jiān)控中心及各個操作班、金壇、溧陽）、告警來源、告警類型等進行分類。通過責(zé)任區(qū)劃分的方式，讓每個部門進入相應(yīng)的責(zé)任區(qū)進行操作，告警窗中只顯示該部門所關(guān)心的相關(guān)信號告警動作。

5 結(jié)束語

2010年8月18日，公司原屬于變電工區(qū)的監(jiān)控中心正式并入調(diào)度中心，因此操作班和監(jiān)控中心已不屬于同一個部門。變電運行人員想獲知現(xiàn)場告警信息，本需要在變電運行操作班增加OPEN3000工作站。電網(wǎng)跨區(qū)實時告警功能的設(shè)計與實現(xiàn)后，變電所各個操作班要了解變電所運行情況時，只需在普通PC機上進行插件，就可以在Ⅲ區(qū)進行瀏覽。至此，變電所的投運調(diào)試工作也變得更為便捷，而且Ⅰ區(qū)的網(wǎng)絡(luò)安全也有了重要的保障。

[1]程漢湘.電力電子技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[2]李天陽，郭劍虹.集中中心告警數(shù)據(jù)處理技術(shù)和方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2010（22）：113-116.