配電自動(dòng)化系統(tǒng)縣公司分系統(tǒng)的優(yōu)化

袁鋼 盧紅

摘 要：依托市公司配電自動(dòng)化DMS系統(tǒng)平臺(tái)，在其整體框架下，充分利用其軟件平臺(tái)功能，加強(qiáng)縣軟硬件功能，通過監(jiān)控業(yè)務(wù)信息流和數(shù)據(jù)流分布式布置，達(dá)到市縣公司監(jiān)控效能和運(yùn)維效能的整體均衡，提升系統(tǒng)整體安全可靠和高效運(yùn)行。優(yōu)化的配電自動(dòng)化系統(tǒng)還需符合國網(wǎng)新規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)要求，節(jié)點(diǎn)性能及功能規(guī)范上滿足新主站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)安全方面滿足最新的二次安防要求。

關(guān)鍵詞：配電；自動(dòng)化；數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

配電網(wǎng)作為電網(wǎng)供應(yīng)鏈的終端環(huán)節(jié)，直接面向社會(huì)和電力終端用戶供電，是電網(wǎng)的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)供電服務(wù)、電能質(zhì)量的要求越來越高，建設(shè)具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特點(diǎn)的智能配電網(wǎng)意義重大、需求迫切。配電自動(dòng)化建設(shè)可以擴(kuò)大電網(wǎng)監(jiān)控范圍、縮短因事故和操作引起的停電時(shí)間、優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行方式、促進(jìn)配電網(wǎng)精益化管理，對(duì)提高公司信息化管理水平、提高供電可靠性和電能質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著關(guān)鍵性作用。

1 當(dāng)前系統(tǒng)存在不完善

1.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù)分布的不交接導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息獨(dú)立存在可能

配電自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)功能是完成實(shí)時(shí)監(jiān)控功能、故障研判、快速隔離和恢復(fù)供電，但因?yàn)榕潆娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)的客觀存在，市公司和縣公司的配電線路不具備電網(wǎng)連接，各自監(jiān)控的轄區(qū)是獨(dú)立的，不存在市縣公司配電監(jiān)控的聯(lián)動(dòng)。

1.2 核心節(jié)點(diǎn)故障存在的可能

配電自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是由縣公司前置服務(wù)進(jìn)行采集，通過市公司-縣公司通信網(wǎng)絡(luò)通道，上送市公司SCADA服務(wù)這個(gè)核心節(jié)點(diǎn)，由其進(jìn)行后續(xù)處理，再返回至縣公司工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)信息展示。其中市公司核心節(jié)點(diǎn)和市縣網(wǎng)絡(luò)通道故障情況下，縣公司前置服務(wù)兼SCADA服務(wù)功能，但監(jiān)控功能運(yùn)行完整性水平下降，抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱，如工作站某業(yè)務(wù)服務(wù)異常中斷，則功能此業(yè)務(wù)功能缺失。主網(wǎng)數(shù)據(jù)無法同步，運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫最新發(fā)布的內(nèi)容將不能到達(dá)縣公司工作站，會(huì)導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)某變更部分監(jiān)控與現(xiàn)場信息不一致，存在運(yùn)行安全隱患。同時(shí)系統(tǒng)局部功能丟失，如配網(wǎng)圖模數(shù)據(jù)無法獲取，歷史數(shù)據(jù)無法讀寫，F(xiàn)A和高級(jí)應(yīng)用無法正常使用，所有第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)都無法正常獲取等。

1.3 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的承載性能和災(zāi)備

隨著實(shí)時(shí)監(jiān)控接入量的增加，作為大型市公司，作為大型縣公司系統(tǒng)將處理和存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，其接入的配電終端和信息量將是點(diǎn)多量廣，預(yù)測的遠(yuǎn)景信息量將達(dá)到50+萬點(diǎn)。在前置分布式采集，各自分?jǐn)傌?zé)任區(qū)信息的基礎(chǔ)上，核心節(jié)點(diǎn)的處理仍舊是集中處理模式，其勢必形成整個(gè)系統(tǒng)瓶頸，特別是顯現(xiàn)在毫秒級(jí)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。目前規(guī)劃的整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)市公司過重，縣公司過輕，沒有做到管理業(yè)務(wù)與系統(tǒng)運(yùn)維責(zé)任的一致，市縣公司的功能處理均衡以及風(fēng)險(xiǎn)均衡。在市公司一旦系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的極端情況下或是系統(tǒng)重構(gòu)時(shí)，影響范圍大，沒用冗余核心節(jié)點(diǎn)獨(dú)立撐起部分或全部業(yè)務(wù)。

2 系統(tǒng)優(yōu)化方案

整體架構(gòu)是在利用市公司監(jiān)控平臺(tái)和公共數(shù)據(jù)交換服務(wù)總線（ESB），局部加強(qiáng)縣公司SCADA功能，達(dá)到市公司數(shù)據(jù)與縣公司數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)索引，構(gòu)建效率更高的信息流和數(shù)據(jù)流，均衡市縣核心服務(wù)器負(fù)載，在異常情況下，能完成系統(tǒng)的分列運(yùn)行，達(dá)到SCADA功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的獨(dú)立性。

主要措施：

（1）完善硬件核心節(jié)點(diǎn)，一是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，主要運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)以及歷史數(shù)據(jù)服務(wù)，處理本地責(zé)任區(qū)的參數(shù)變更和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；確保在與市公司數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)交互中斷的情況下，保證動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)正常運(yùn)行。二是應(yīng)用服務(wù)器和SCADA服務(wù)器，考慮經(jīng)濟(jì)性，兩者合一部署，處理本地責(zé)任區(qū)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和各監(jiān)控和管理功能模塊啟停，確保在與市公司失聯(lián)的情況下，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和各監(jiān)控和管理功能沒有缺失，運(yùn)行水平?jīng)]有下降。

（2）創(chuàng)新軟件系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，引入分布式數(shù)據(jù)庫處理機(jī)制，在市縣公司部署映像數(shù)據(jù)庫，確?？h公司數(shù)據(jù)信息的異地雙運(yùn)行，市縣公司數(shù)據(jù)各為在“內(nèi)部云”，由市公司產(chǎn)生根域，由市公司統(tǒng)一部署，統(tǒng)一索引，提供“云服務(wù)”。其主要解決市縣公司數(shù)據(jù)同步性的核心問題，包括數(shù)據(jù)交互-互斥與追趕，主要有商用庫二次參數(shù)表互斥訪問，商用庫歷史表數(shù)據(jù)追趕，終端互斥訪問。

3 新系統(tǒng)的性能提升評(píng)估

3.1 整體框架功能一致性

在遵從系統(tǒng)集約化存在的合理性基礎(chǔ)上，在整體確認(rèn)地縣一體化最大經(jīng)濟(jì)效益的前提下，進(jìn)行縣公司分系統(tǒng)優(yōu)化。沒有違背“地縣一體化”配電自動(dòng)化建設(shè)模式，只是局部軟硬件的加強(qiáng)，整體平臺(tái)依舊是市公司平臺(tái)基礎(chǔ)。

3.2 分布式數(shù)據(jù)庫處理機(jī)制

創(chuàng)新使用分布式數(shù)據(jù)處理機(jī)制，為配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用在大型市公司和大型縣公司的海量數(shù)據(jù)處理模式開展有益探索。分系統(tǒng)內(nèi)的所有參數(shù)修改在存入本地?cái)?shù)據(jù)庫的同時(shí)都應(yīng)同步至主站商用數(shù)據(jù)庫，在公司參數(shù)庫出現(xiàn)問題時(shí)，可以從地調(diào)獲取正確的參數(shù)庫，保證系統(tǒng)能夠正常啟動(dòng)。歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同樣要同步至主站商用庫，方便主站對(duì)轄區(qū)內(nèi)配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，并且按照電科院要求生成指標(biāo)數(shù)據(jù)，供上級(jí)及時(shí)掌握各地配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行狀態(tài)。通過兩者數(shù)據(jù)庫的同步和訪問機(jī)制的合理設(shè)置，在整個(gè)系統(tǒng)中產(chǎn)生主備數(shù)據(jù)庫，互為備份，同時(shí)減少市公司數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)讀寫任務(wù)負(fù)擔(dān)（實(shí)時(shí)讀寫其性質(zhì)接近碎片式，引起數(shù)據(jù)庫運(yùn)行壓力）。通過由系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫根域進(jìn)行管理，根據(jù)綜合服務(wù)及網(wǎng)絡(luò)選取合適時(shí)機(jī)，進(jìn)行大容量直通式數(shù)據(jù)讀寫，效率高負(fù)擔(dān)輕。

3.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控的可靠性提升

通過在縣公司分系統(tǒng)部署相關(guān)核心節(jié)點(diǎn)，使各縣公司獨(dú)立處理本地責(zé)任區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，正常情況下SCADA功能及數(shù)據(jù)庫功能均由本地服務(wù)器提供，其優(yōu)點(diǎn)一是優(yōu)化了數(shù)據(jù)流向，避免市縣網(wǎng)絡(luò)通道的傳輸；同時(shí)由本地服務(wù)器專門處理和有市公司統(tǒng)一市縣公司處理相比，提高了響應(yīng)速度，二是同時(shí)解決了市公司關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷承載。

3.4 系統(tǒng)整體性能和全局監(jiān)控的均衡性綜合提升

數(shù)據(jù)流的合理流動(dòng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按照所屬轄區(qū)制定系統(tǒng)內(nèi)的路由策略。市公司市區(qū)配電自動(dòng)化終端上送數(shù)據(jù)處理后的各種應(yīng)用類型信息只在市主站內(nèi)部流轉(zhuǎn)；縣公司配電自動(dòng)化終端上送數(shù)據(jù)處理后的各種應(yīng)用類型信息除了為分系統(tǒng)提供各類服務(wù)外，還要傳遞給市公司主站，供市公司進(jìn)行全局監(jiān)控。

3.5 系統(tǒng)維護(hù)的獨(dú)立性

通過在縣公司系統(tǒng)部署關(guān)鍵設(shè)備后，減少了市縣公司系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)維工作的相互干擾，減少故障處理影響范圍，使系統(tǒng)運(yùn)維與所轄地使用監(jiān)管責(zé)任一體化，數(shù)據(jù)流與管理流高效融合。

4 對(duì)地縣一體化系統(tǒng)的有益探索

4.1 市縣合理聯(lián)動(dòng)，“松散耦合”和“緊密耦合”的探討

在配電自動(dòng)化系統(tǒng)整體軟硬件市縣公司共同集中整合的大方向上，對(duì)監(jiān)控業(yè)務(wù)不存在聯(lián)動(dòng)判斷、統(tǒng)一指揮的前提下，市縣公司監(jiān)控功能和管理上的耦合的緊密度值得討論。

4.2 統(tǒng)一平臺(tái)的獨(dú)立使用

通過在統(tǒng)一平臺(tái)，加強(qiáng)縣公司分系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)功能，使各縣公司特別是大型縣公司可因地制宜確立更加高效、符合本地管理特色系統(tǒng)應(yīng)用，達(dá)到既滿足整體功能規(guī)劃，同時(shí)又有差異化的應(yīng)用，同時(shí)又促進(jìn)系統(tǒng)根據(jù)最優(yōu)應(yīng)用進(jìn)行升級(jí)，形成良性互動(dòng)循環(huán)，符合企業(yè)信息化“云端”和“終端”的異構(gòu)的發(fā)展模式。

4.3 縣公司專業(yè)人員培養(yǎng)

簡單工作站和前置處理模式，不利于縣公司專業(yè)人員的培養(yǎng)，使其因?yàn)闃I(yè)務(wù)運(yùn)維工作的局限性，造成專業(yè)技能和視野的不足，起不到培養(yǎng)全面型人才的要求，也不利于市縣公司專業(yè)人員的良好互動(dòng)和相互激勵(lì)。

參考文獻(xiàn)

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