CN101562338A - 配网自动化系统体系架构 - Google Patents
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Abstract
一种配网自动化系统体系架构。它采用分层分布式的体系架构，主要包括主站系统、数据通信系统、子站系统以及远程终端。主站系统采用高速可靠的双以太网结构，对于主要的数据服务器和通讯前置机采用双机热备的模式；子站系统采用支持热插拔的插卡式硬件平台和嵌入式实时操作系统，并支持多级级联；远程终端系统采用嵌入式硬件平台技术和嵌入式实时操作系统，支持丰富的上行接口。
Description
技术领域：
配网自动化系统是对配电网上的设备进行远程实时监视、协调及控制的一个集成系统。它是近几年来发展起来的新兴技术和领域，是现代计算机技术和通信技术在配电网监视与控制上的应用。
背景技术：
随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，对电力的需求愈来愈大，使电力事业迅速发展，电网不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性要求越来越高，甚至连发生电源的瞬时中断也不能忍受。这对配电网自动化系统的管理容量和可靠性都提出了非常高的要求。
发明内容：
目前，配网自动化系统所管理的配电网及远方终端的规模越来越大，对电能的质量和可靠性的要求越来越严格。本发明提供了一种配电网自动化体系架构，基于该架构的配电网自动化系统在保证高可靠性的前提下可管理逾万台远程终端，并可实现平滑的升级和扩容。
该架构总体上为分层分布式架构，主要由主站系统、数据通信系统、子站系统以及远程终端等构成：主站系统构建在大型数据库软件平台上的软件系统产品，它实现配网自动化系统的管理功能，包括馈线自动化、SCADA、故障检测与恢复供电、无功补偿、通信监控等子系统，主要安装在各供电局的调度中心或者中心变电所值班室，采用可靠快速的双以太网结构，通信效率高，对重要的设备如通讯前置机、数据服务器均采用双机热备方式，通讯前置机采用业界标准的中间件架构如J2EE和Corba等，提供丰富的应用接口和良好的二次开发平台，可支持配调一体化这一配网自动化系统的发展趋势；终端设备和区域站(子站)系统：改变业界已有的工控机+Windows系统的方式，采用插卡式体系结构的硬件系统和嵌入式实时操作系统的模式，在提高设备的可靠性的同时支持丰富的、可扩展的通讯接口，并在子站系统中引入整机级联技术支持平滑扩容。通讯系统采用可靠性较高的结构，提供丰富的接口，组网简单、容量大、可靠性强，并可结合用户的实际情况提供经济实惠的解决方案。
本发明的有益效果是：采用该分层分布式架构，大大提高了配网自动化系统的可靠性，并可实现系统平滑升级和扩容；采用嵌入式硬件平台和实时操作系统可大幅提高系统的性能及可靠性；主站服务器采用业界标准的中间件架构，支持组件化的开发并可作为二次开发的平台，可按用户的需要构建合理高效的系统；产品关键部件采用1+1备份，提高可靠性；子站系统采用整机级联技术，大大降低了系统扩容的成本，实现了系统平滑扩展。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的体系架构图。
具体实施方式：
在图1中，主站系统中数据库可使用商用数据库如Oracle、Sybase等，两台数据库服务器互为主备，当主数据库服务器停止工作时，备用服务器投入工作；当主数据库服务器恢复工作时，备用服务器转为备用工作状态；通讯前置机接收由通信接口机发送来的遥信和遥测数据，或向通信接口机发送遥控和遥调命令。SCADA工作站、GIS工作站等还可通过通讯前置机实时访问遥信、遥测、设备属性等数据或向远程终端发送控制命令。因为通讯前置机位置比较关键，应采用双机热备的方式提高系统整体的可靠性和处理能力。
通信接口机提供各种电力规约的转换和预处理能力，将转换后的遥信和遥测数据通过通讯系统向上转发给通讯前置机。通信接口机采用插卡式硬件架构并支持整机级联，在远程终端数目较大的情况下可通过增加插卡或整机级联的方式进行扩容。此外，位于关键区域的通信接口机还可采用双机热备的工作模式，保证关键区域的业务不中断。
Claims (7)
1.一种配网自动化系统体系架构，其特征是：分层分布式结构，主要由主站系统、数据通信系统、子站系统以及配电远方设备和远程终端设备构成。主站系统构建在大型数据库软件平台上的软件系统产品，它实现配网自动化系统的管理功能，包括馈线自动化、SCADA、故障检测与恢复供电、无功补偿、通信监控等子系统，主要安装在各供电局的调度中心或者中心变电所值班室，通信系统采用快速可靠的双以太网结构；子站系统位于配电主站与配电终端层之间，置于变电所、开闭所内，负责收集所管辖的终端信息并分析处理后送入配电主站，实现配电主站与终端之间的数据传输和交换，配电子站要求与主站系统、变电所所辖区域配电线路上的FTU、TTU及RTU终端设备通信，实现四遥数据的收集转发、规约的转换，完成所辖区域配电网络故障识别、故障隔离和恢复供电功能；配电远方设备和远程终端设备即终端系统为各种远程终端和配电远方设备，完成电力自动化系统相关的数据采集或执行主站和子站发出的控制命令；可以通过该层主站系统上行通讯接口链接到上一级主站系统，接受上一级主站系统的管理和控制，这样一级级，实现了系统平滑扩展和延伸。
2.根据权利要求1所述的主站系统，其特征是：基于电力系统网络优化技术，基于统一数据模型的实时数据库和历史数据库，保证数据检索和计算的精确性，提供Web接口、QL接口和网络报文接口等丰富用户接口和上行接口，支持组态化应用；采用快速可靠的双以太网结构，对重要的数据库和通讯前置机采用双机热备，以提高主站系统整体的可靠性和处理能力。
3.根据权利要求1所述的子站系统，其特征是：具体实现是一台通信接口机，它定位在现场总线和RS232/485等接口和主站之间的通信网关设备，以通过扩展接口支持设备级联；采用插卡式硬件平台和嵌入式实时操作系统，其中硬件平台支持模块热插拔，即插即用；支持101、1801、CDT、DNP、DEP、ModBus、ProfiBus、LonWorks、RS232/485等通信规约的下行接口；支持光纤10/100M以太网和光纤自愈环网的上行接口；提供10/100M以太网级联；支持本地配置和远程配置。
4.根据权利要求3所述的插卡式硬件平台，其特征是：支持模块带电热插拔，自动完成各种电力通讯规约的转换。
5.根据权利要求1所述的子站系统，其特征是：支持整机级联，可实现平滑扩容。
6.根据权利要求1所述的子站系统，其特征是：支持双机热备，提高关键区域系统运行的可靠性。
7.根据权利要求1所述的终端系统，其特征是：采用嵌入式实时操作系统；可一次完成电压、电流、相位、有功、无功、视在、功率因数等数据的采集和存储；可同时采集、分析和处理两回三相配电线路的电量参数。
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