電力系統(tǒng)自動(dòng)化的信息平臺(tái)的搭建與設(shè)計(jì)

姜 林 樊鵬杰

(1.鄭州光力科技股份有限公司，河南 鄭州 450001;2.河南中分儀器股有限公司，河南 鄭州 450002)

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要依據(jù)是IEC61970/6l96CM，信息平臺(tái)和實(shí)時(shí)平臺(tái)的相互協(xié)調(diào)作用也是很必要的。在這一系列的過(guò)程中，主要采用的是面向?qū)ο蟮姆绞?，將過(guò)程中的應(yīng)用作為大對(duì)象進(jìn)行處理，使其滿足繼承性和封裝性。在應(yīng)用成為大對(duì)象之后著重地將應(yīng)用的分布、跨平臺(tái)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的底層和物力的隔離設(shè)施進(jìn)行規(guī)范的、全面的設(shè)計(jì)和運(yùn)用。最終要實(shí)現(xiàn)的目的就是支持調(diào)度的自動(dòng)化但同時(shí)也實(shí)現(xiàn)各級(jí)配電的自動(dòng)化。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的信息平臺(tái)的組成部分

電力系統(tǒng)的主要職能就是發(fā)電、供電、用電，所以搭建電力系統(tǒng)的自動(dòng)化信息平臺(tái)的核心也就是實(shí)現(xiàn)這三個(gè)功能的有效統(tǒng)一。而這三個(gè)中的重點(diǎn)就好似配電網(wǎng)系統(tǒng)，配電網(wǎng)和電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是直接聯(lián)系起來(lái)的，它的主要作用就是為用戶輸送電量。

1.1 變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)的運(yùn)作當(dāng)中。變電站的功能是不可忽視的，作為發(fā)電廠和電力的終端用戶之間的橋梁和輸電線一樣是很重要的。如果完成了自動(dòng)化的調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配的話，不僅減少了人力資源的浪費(fèi)，還可以提高工作效率。

1.2 電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化系統(tǒng)

電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，由于呈網(wǎng)狀的分布就使得其調(diào)度有著一定的難度，這也是電力系統(tǒng)的核心步驟。電網(wǎng)的自動(dòng)化管理的實(shí)現(xiàn)，使得在調(diào)度中所要實(shí)現(xiàn)的對(duì)數(shù)據(jù)的采集，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行安全性的評(píng)判，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估這一系列的繁瑣但是重要的工作就顯得系統(tǒng)化合效率化了。這些工作的統(tǒng)一完成還可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)度。

1.3 分散的控制系統(tǒng)

PCU、ES、以太網(wǎng)以及0s 四個(gè)部分共同組成了電力系統(tǒng)自動(dòng)化當(dāng)中的分散控制系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化信息平臺(tái)的搭建就是對(duì)于這些信號(hào)的接收、采集、分析、處理，然后得到相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)系統(tǒng)化地傳送給PUC、ES、OS 和以太網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

2 信息化實(shí)時(shí)平臺(tái)的搭建和設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)平臺(tái)是信息化交互的應(yīng)用基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的操作、采集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，需要依靠的主要是TCP/IP 客戶的服務(wù)器(c/s)的基礎(chǔ)模式，這是信息平臺(tái)搭建和設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2.1 實(shí)現(xiàn)CIM 中的繼承關(guān)系

首先是依據(jù)基類金屬的屬性及關(guān)聯(lián)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)主要使用的就是基類金屬，由此派生出的具有獨(dú)特性能的固有屬性和關(guān)聯(lián)的金屬再和基類金屬的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行聯(lián)合，然后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的儲(chǔ)存。派生類的屬性和關(guān)聯(lián)性與基類金屬相比較，只是一種技術(shù)上的革新，它的運(yùn)作還是要放于基類金屬的屬性和關(guān)聯(lián)中的，這樣保證二者的儲(chǔ)存關(guān)聯(lián)性才能使得這個(gè)過(guò)程穩(wěn)定地運(yùn)行。并且值得注意的是CIM 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)式是可以根據(jù)數(shù)據(jù)的字典自動(dòng)形成的，在其結(jié)構(gòu)上也不會(huì)發(fā)生變動(dòng)，還是按原來(lái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行體現(xiàn)，所以運(yùn)用這個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了操作的高效性。

2.2 遵循IEC61 970/61 968 的CIM 模型

IEC61970/61968 的CIM 模型主要作用于電力系統(tǒng)中的物理抽象作用，對(duì)于電力系統(tǒng)中的配電和輸電過(guò)程是十分重要的。這個(gè)模型在信息化的實(shí)時(shí)平臺(tái)設(shè)計(jì)和搭建上的運(yùn)用主要是體現(xiàn)了電力系統(tǒng)的資源，在電力系統(tǒng)中所涉及到的信息的全面的邏輯上構(gòu)成的效果圖的綜合的描述。所以在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中可以看出的是CIM 是IEC6l970/61968 的靈魂，在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程當(dāng)中，這個(gè)模型對(duì)于整個(gè)信息化平臺(tái)的搭建和設(shè)計(jì)產(chǎn)生了巨大的影響。所以，要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化就必須遵循IEC61970/61968 CIM 的標(biāo)準(zhǔn)，而這個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)CIM 模型為載體的，要想實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一建模，就必須使信息化平臺(tái)支撐電力化的應(yīng)用。也就是說(shuō)，在電力系統(tǒng)的革新下，建立信息化平臺(tái)是十分重要的一步措施。

2.3 管理分組應(yīng)用的模式

電力系統(tǒng)的組成還是比較復(fù)雜的，所以就建立起的一個(gè)信息化的實(shí)時(shí)平臺(tái)而言還需要對(duì)于其中涉獵的各個(gè)因素的分組應(yīng)用。由于社會(huì)的不斷革新，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化模式已經(jīng)在社會(huì)各個(gè)平臺(tái)上得到了廣泛地運(yùn)用。這些平臺(tái)所涵蓋的行業(yè)模型是各不相同的，而搭建的信息平臺(tái)主要就是由公共服務(wù)層和總線層組成，所以在每一個(gè)不同管理系統(tǒng)中所歸類別就需要進(jìn)行分組了。例如:對(duì)于業(yè)務(wù)層，就需要設(shè)置營(yíng)銷管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、運(yùn)行管理系統(tǒng);而對(duì)于管理層而言就需要設(shè)立財(cái)務(wù)管理、成本管理、庫(kù)存管理、技術(shù)管理、客戶關(guān)系管理等組別了。在這一系列的分組管理中，以一種打破傳統(tǒng)模式的做法，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)信息平臺(tái)上將抄電能量和自動(dòng)化調(diào)度還有自動(dòng)化配電等重要環(huán)節(jié)的一個(gè)集中運(yùn)行。這樣一來(lái)就使得整個(gè)電力系統(tǒng)都一體化地運(yùn)作起來(lái)了。

3 設(shè)計(jì)跨平臺(tái)的圖形包

上面的論述中已經(jīng)得出的結(jié)論就是在一個(gè)信息化的平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)多種物理性的參數(shù)的控制，但對(duì)于在自動(dòng)化過(guò)程中的有關(guān)于系統(tǒng)觀察、監(jiān)視還有相應(yīng)的操作等工作的時(shí)候都是需要運(yùn)用到圖形界面的，作為傳統(tǒng)的運(yùn)用，圖形軟件僅僅是作為一種圖形的格式而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)信息平臺(tái)的資源共享?，F(xiàn)在所運(yùn)用的是Qt 圖形工具包，這是一種新開(kāi)發(fā)的支持跨平臺(tái)的C+ +圖形用戶的工具，可以同時(shí)運(yùn)用于Windows 以及unix 平臺(tái)，在信息化平臺(tái)中，主要就是以上兩個(gè)調(diào)度平臺(tái)，這樣一來(lái)實(shí)現(xiàn)了圖形跨平臺(tái)的運(yùn)用，就使得電力系統(tǒng)的自動(dòng)化信息平臺(tái)的運(yùn)用更加地完整了。

4 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的信息平臺(tái)的搭建，對(duì)于電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一運(yùn)作起到了很重要的協(xié)調(diào)作用，其設(shè)計(jì)主要采用的是CIM 模式，在自動(dòng)化的系統(tǒng)中采用的是分組的管理模式，保證了無(wú)縫的集成運(yùn)用，在此基礎(chǔ)上Qt 工具的發(fā)展使得圖片的跨平臺(tái)運(yùn)用得到了實(shí)現(xiàn)，更加有利于其過(guò)程的維護(hù)和使用。鏡像代理系統(tǒng)的運(yùn)用使得其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的傳播得到了隔離的安全防護(hù)，實(shí)現(xiàn)了透明的資源共享。這些措施和運(yùn)用在信息實(shí)時(shí)平臺(tái)的搭建和設(shè)計(jì)上都起到了必不可少的作用。