電力系統(tǒng)自動化綜合應(yīng)用信息平臺設(shè)計與實現(xiàn)

周玲 王建樹等

摘 要：在計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的形勢下，我國企業(yè)對于電力系統(tǒng)自動化軟件的研究也進(jìn)入一個新的發(fā)展時期，輸變電管理控制系統(tǒng)、電壓符合控制系統(tǒng)、電網(wǎng)管理系統(tǒng)等諸多現(xiàn)代化軟件已經(jīng)應(yīng)用于電力建設(shè)當(dāng)中，但是由于系統(tǒng)的門類繁雜，解決模式單一，還沒有形成規(guī)模化的集成系統(tǒng)，缺乏一個綜合性信息處理的平臺。基于上述問題，文章針對電力系統(tǒng)的自動化綜合應(yīng)用信息平臺的設(shè)計與實現(xiàn)問題進(jìn)行分析與探討，以期為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；綜合應(yīng)用；信息平臺

引言

在電力系統(tǒng)方面，自動化一直是我國力求發(fā)展的目標(biāo)之一。我國在目前的形勢下，已經(jīng)推出了一些集成式的信息處理平臺，旨在協(xié)調(diào)各方面信息處理軟件，形成高效的規(guī)?；?、大型化模式，但是在投入運(yùn)用后效果卻不甚理想。已經(jīng)推出的一體化主站平臺，還是存在一些問題。如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點難以區(qū)分應(yīng)用的運(yùn)行節(jié)點；無法實現(xiàn)無縫應(yīng)用集成；各節(jié)點的管理、接收等數(shù)據(jù)不一致；圖形系統(tǒng)的實用性差；二次安全防護(hù)處理不妥善；各應(yīng)用運(yùn)行節(jié)點無法用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來區(qū)分，在數(shù)據(jù)的管理、接收等方面各節(jié)點完全一致，等等。因此，在當(dāng)前大數(shù)據(jù)與電力主體多元化的基礎(chǔ)上，建立一個完備、科學(xué)、安全的綜合應(yīng)用信息平臺，使信息處理軟件之間具有良好繼承性，保證電力系統(tǒng)的高效運(yùn)作，對新的綜合應(yīng)用信息平臺進(jìn)行構(gòu)造，具有十分重要的意義。

1 電力系統(tǒng)的組成

1.1 變電站的自動化系統(tǒng)

變電站和輸電線是電力系統(tǒng)的兩個終端，因此，變電站自動化系統(tǒng)操作的實現(xiàn)，能夠節(jié)省大量的人力和物力，從而大大提高工作效率。

1.2 電網(wǎng)調(diào)度的自動化系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度是電力系統(tǒng)運(yùn)行的核心系統(tǒng)，在電網(wǎng)自動化的管理中，電網(wǎng)調(diào)度主要作用是對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行安全性和穩(wěn)定性評估，然后在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)恼{(diào)控電力系統(tǒng)。

1.3 分散控制的系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)主要由PCU、ES、以太網(wǎng)和OS組成。這四個重要的系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的主要作用是接受各種信號，并對信號進(jìn)行處理和分析，之后將得出的處理分析數(shù)據(jù)傳送到PUC、ES、OS和以太網(wǎng)。

2 電力系統(tǒng)自動化綜合應(yīng)用信息平臺設(shè)計

2.1 模型的建立

模型的建立對于應(yīng)用信息平臺的成功采用具有非常重要的意義。要采取相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化方法，主要有對象類和屬性等關(guān)系、對電力系統(tǒng)進(jìn)行描述系統(tǒng)資源以及電力系統(tǒng)中的相關(guān)邏輯信息視圖。在這種綜合性的信息平臺中，要保證整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行，要以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，統(tǒng)一建立數(shù)據(jù)字典和資源模型。

基于上述分析，文章在IEC61970/61968標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上建立了CIM模型， 這一公共信息模型主要是在電力系統(tǒng)內(nèi)對其抽象信息對象進(jìn)行作用，它通過對象類和屬性關(guān)系將電力系統(tǒng)資源體現(xiàn)出來，對電力系統(tǒng)中的各種信息進(jìn)行全面邏輯圖描述。

2.2 模型繼承關(guān)系

繼承關(guān)系通?？梢杂脙煞N方法來完成：第一種方法，基類繼承的屬性與關(guān)聯(lián)盡管存在于基類中，但是存在著另一種衍生關(guān)系；第二種方法，原有基類屬與關(guān)聯(lián)的衍生化，即在其當(dāng)前模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行自身關(guān)聯(lián)的拓展，并將其屬性轉(zhuǎn)移到衍生關(guān)系中。這兩種方法中的第一種方法較為簡單，因為它只是對基類定義改變的狀況進(jìn)行檢查與處理，并不需要修改其派生關(guān)系，而該種方法的缺點在于在建設(shè)環(huán)境不同時，會給設(shè)計造成較大的負(fù)擔(dān)；上述兩種方法中的第二種方法，可以在第一種方式不能很好地解決處理問題的基礎(chǔ)上，改變其原有的關(guān)聯(lián)性。

從數(shù)據(jù)訪問的效果和方式這兩個方面上來看，如果是針對當(dāng)前關(guān)系現(xiàn)狀進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，那么方法一是最快捷的；如果存在派生關(guān)系和基類之間的轉(zhuǎn)換，即間接繼承方式，那么運(yùn)用第二種方法可以直接利用其派生關(guān)系來進(jìn)行準(zhǔn)確的查找。完善的數(shù)據(jù)庫的建立，使得第二種方法的數(shù)據(jù)查詢更具有更高的效率，并且更加全面。從維護(hù)類結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性出發(fā)，一旦基類定義發(fā)生改變，如屬性發(fā)生改變，則采取第一種方法，只需適當(dāng)修改基類定義即可，這樣對維護(hù)更為方便有利；如果采用第二種方法來對派生類或者基類的定義進(jìn)行修改，那么在維護(hù)的過程中將會存在一些問題。如果只是從查詢數(shù)據(jù)方便的角度出發(fā)，若想查尋某派生類的對象屬性和繼承關(guān)聯(lián)，這時就采取第一種方法，在派生類中確定相關(guān)位置，獲取精確數(shù)據(jù)，基類的定義需要進(jìn)行一定的修改，這樣對于日常的維護(hù)比較方便。如果關(guān)聯(lián)和屬性之間存在間接繼承性的關(guān)系，此時查找工作將變得更加復(fù)雜，如果采取第二種方法，只要在派生類中就能夠得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，使查詢的效率得到提高，同時查詢的結(jié)果的也更為準(zhǔn)確。通過對繼承關(guān)系的實現(xiàn)，可根據(jù)數(shù)據(jù)的字典自動生成數(shù)據(jù)庫，而結(jié)構(gòu)的變動很少。因此，提高訪問速度要比過多的考慮維護(hù)類結(jié)構(gòu)的問題具有更為實際的意義。

2.3 應(yīng)用管理

目前我國對于電力系統(tǒng)的自動化綜合應(yīng)用信息平臺的設(shè)計，已經(jīng)得到了十分廣泛應(yīng)用。在分層的基礎(chǔ)上，還應(yīng)加強(qiáng)分組管理。在各種電力的實時監(jiān)控系統(tǒng)中，其設(shè)計是建立在C/S基礎(chǔ)之上的，通過對廣義上的軟總線的應(yīng)用，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各個節(jié)點、數(shù)據(jù)的實時訪問與共享。在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息的交互作用，可以通過協(xié)議而轉(zhuǎn)發(fā)，以信息共享模式使平臺發(fā)揮作用。在綜合應(yīng)用信息平臺的設(shè)計中，我們提出了分組設(shè)計的模式，實現(xiàn)了配電、調(diào)度、和電能量集抄的自動化。這種設(shè)計模式可以使信息平臺的設(shè)計真正得到一體化的實現(xiàn)，不同系統(tǒng)之間信息交互通過軟總線得以，由此形成統(tǒng)一的電力系統(tǒng)應(yīng)用平臺。

3 電力系統(tǒng)自動化綜合應(yīng)用信息平臺的實現(xiàn)

由于網(wǎng)絡(luò)TCP/IP協(xié)議與C/S服務(wù)器模式的應(yīng)用，使得現(xiàn)代應(yīng)用信息平臺的數(shù)據(jù)傳輸快，數(shù)據(jù)庫更為全面，被許多電力企業(yè)所運(yùn)用，在電力系統(tǒng)多元化的配電模式下，實行模塊化的部門管理，通過監(jiān)測系統(tǒng)的實時反饋與網(wǎng)絡(luò)電纜的應(yīng)用，使得各個部門的數(shù)據(jù)可以利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行存貯與交互，并且在各個處理系統(tǒng)的協(xié)作中，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使得數(shù)據(jù)傳輸通過專有通道傳輸，充分發(fā)揮綜合應(yīng)用信息平臺的作用，逐漸實現(xiàn)了其智能化、現(xiàn)代化與自動化。完成了電力系統(tǒng)的能量集抄，使不同類型的信息平臺共同運(yùn)作與數(shù)據(jù)共享，建立起一體化的信息處理平臺。

4 結(jié)束語

目前，我國的計算機(jī)技術(shù)正在日新月異的發(fā)展變化，與此同時，控制技術(shù)和信息技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了電力系統(tǒng)的自動化綜合信息平臺的設(shè)計當(dāng)中。綜合應(yīng)用將作為基礎(chǔ)在電力系統(tǒng)自動化設(shè)計的業(yè)務(wù)中對信息平臺起到了支撐的作用。文章正是在這樣的技術(shù)背景之下，建立了一種在EIC6197O標(biāo)準(zhǔn)下的CM模型，并設(shè)計了它的分層管理模式，同時，對它的繼承關(guān)系做了分析和探討，從而實現(xiàn)了集成過程中各系統(tǒng)應(yīng)用平臺的無縫化，達(dá)到了加強(qiáng)系統(tǒng)安全防護(hù)能力的目的。

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