CN104158286A - 一种调控一体化主站系统 - Google Patents

Abstract

一种调控一体化主站系统，系统的网络配置方法为主站网络配置将整个主站系统划分成三个安全区，即I区为控制区、II区为非控制区、III区为管理信息区；设置专门的前置通信网，实时控制区由两个网段所组成，即配调主站网和前置采集网，采用双网结构，双网负载均衡，并互为备用；计算机间用冗余的、网络交换机连接起来，按功能模块来分配服务器和工作站，划分网段；等等。本发明的调控一体化主站系统设计(装置)可应用于电网调度主站系统、集控中心主站系统设计中，省去了电网调度主站系统、集控中心主站相同的硬件设备，为节省了大量财力.和电网公司安全生产提供一定的基础。

Description

一种调控一体化主站系统

技术领域

本发明涉及用于电网调度主站系统、集控中心主站系统一体化设计，电网调度主站系统设计为调控一体化提供支撑，支持通过远程工作站及Web终端方式为监控/集控中心和巡维中心提供监控和巡视终端，并满足相应的功能要求。

背景技术

电网调度中心设在调度机构所在地(如地市)，集控站是变电站异地值班，对它所管辖的几个变电站进行集控，设在（变电站内或县城)。目前国内电网调度主站系统设计(装置)和集控站主站系设计(装置)统分别独立配置，对同一变电站调度和集控时，变电站的计算机监控系统同时向调度主站和集控站主站传输变电站运行状态，即远动数据。调度主站和集控站主站设备接收相同的数据，调度主站和集控站主站设备配置相同。调控一体化主站系统设计(装置)是在调度中心配置一套电网调度主站系统，在集控站配置调度主站远程工作站，通过电力系统通信通道，集控站主站接收变电站数据，达到集控站主站功能，节省集控站主站的设备投资。目前尚未见有相关调控一体化主站系统设计(装置)。

发明内容

本设计(装置)方法针对目前在电网调度主站系统和集控站的实际现状，根据电网调度主站系统硬件和软件以及电力系统通信通道，能够兼顾集控站功能。

基于上述传统方法的不同，本设计(装置)采用了如下技术方案：

    一种调控一体化主站系统，本发明系统的网络配置为，

主站网络配置将整个主站系统划分成三个安全区，即I区为控制区、II区为非控制区、III区为管理信息区；设置专门的前置通信网，实时控制区由两个网段所组成，即配调主站网和前置采集网，采用双网结构，双网负载均衡，并互为备用；计算机间用冗余的、网络交换机连接起来，按功能模块来分配服务器和工作站，划分网段；

系统由硬件系统和软件系统组成：

其中：

I区内设备为控制区设备，包括前置交换机、前置及通信服务器，核心交换机、SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、调度员工作站；

III区内设备为控制区设备，包括WEB服务器、III区维护工作站、III区交换机；

采用开放式、分布式体系结构的硬件系统由前置采集设备通过前置交换机与前置及通信服务器连接，前置及通信服务器通过核心交换机分别与SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、隔离装置、调度员工作站依序连接，WEB服务器、III区维护工作站通过Ⅲ区交换机与隔离装置连接组成； 

    软件系统结构采用分布式、分层设计原则，包括系统软件和应用软件：

主站系统软件包括数据库软件、开发工具软件；

主站应用软件基于支持电力系统二次一体化开发的统一平台开发，应用软件模块包括数据采集与监控、电网安全分析、电网经济分析及优化和系统互联模块。 

其中：

(1)体系结构

调控一体化主站系统设计(装置)支持调控系统一体化实现模式。能够根据调度自动化发展需求接入和扩充变电站，能够根据运行管理需求，进行信息分流分层控制。

该模式下，构成调度自动化系统完整的数据采集、处理及分析应用的设备全部在电网调度中心布置，在电网调度中心建立统一的电网模型，集控中心的信息模型从电网调度中心主站系统获取。

集控中心系统主要配置调度工作站和维护报表工作站，实现管辖范围内变电站数据的监控。在电网调度中心形成统一的电网模型，并将集控中心管辖范围的电网模型分发给相关集控中心系统；集控中心调度员工作站通过专用数据网采用远程工作站方式运行，集控中心WEB浏览功能（分责任区）通过综合数据网接入电网调度中心WEB服务器实现。电网调度中心调控一体化主站系统根据各集控中心管辖范围分配调度及运行维护权限，按照集控中心管辖范围进行信息及控制分区分流，各集控中心采用远程工作站方式实现调度及管辖范围电网的维护。在电网调度中心和集控中心通信网络中断的情况下，集控中心能够启动备用调度SCADA，实现管辖范围变电站的运行监控。

(2)系统配置

1) 硬件配置要求

调控一体化系统硬件采用开放式、分布式体系结构，以满足系统的维护、扩容和升级等方面的要求，系统内服务器和工作站的所有内部通信和所有与外部系统的通信基于广泛采用的国际标准和工业标准。系统采用双网络结构，计算机间用冗余的、工业标准的局域网（LANs）连接起来，按功能模块来分配服务器和工作站，划分网段。

系统硬件平台的选择应充分考虑目前和今后硬件计算机水平的发展，以及电网发展对调度自动化系统提出的要求。整个硬件平台的选择应遵循以下的基本原则：

a) 设备采用冗余配置方式，设备故障不能相互影响；

b) 系统的硬件设备要选择通用标准且互换性高的产品，具有良好的开放以及低维护成本；

c) 系统的生命周期要求至少可以运行10年不需要进行大的升级改造；

d) 硬件配置必须符合系统体系原理，满足系统性能和功能要求，并且符合实时性、安全性和可靠性原则；

e) 考虑到系统的重要性，主要服务器采用基于RISC 64bit技术UNIX服务器；

f) 系统服务器选用集群技术、负载均衡，硬件配置需满足未来功能软件扩展要求。

主站系统主要包括数据服务器、各应用服务器、各应用工作站、网络设备。

历史数据服务器：存放历史数据。

应用服务器：存放应用实时数据，运行各应用的服务进程。

应用工作站：有SCADA调度工作站、PAS工作站、维护工作站、报表工作站等，完成各应用功能。

系统为完全跨平台实现，所有机器可以用UNIX、LINUX或WINDOWS操作系统。

网络配置方案：

主站网络配置完全遵循国家二次系统安全防护规定，将整个主站系统划分成三个安全区，即I区为控制区、II区为非控制区、III区为管理信息区。

为安全考虑，设置专门的前置通信网，实时控制区由两个网段所组成，即配调主站网和前置采集网，采用双网结构，双网负载均衡，并互为备用。

前置服务器

在调控一体化主站系统配置两台前置服务器，互为备用，完成各变电站子站、终端等其它系统上送的各种实时数据的采集、基本处理，并发送给主站主网的SCADA系统。

SCADA服务器

在调控一体化主站系统配置两台SCADA服务器，互为备用，完成SCADA系统的数据采集、数据处理、告警、监视控制、拓扑着色等SCADA主要功能。

高级应用PAS服务器

在调控一体化主站系统配置两台PAS服务器，互为备用，完成PAS高级应用需要的服务功能。

历史服务器

在调控一体化主站系统配置两台历史服务器，互为备用，负责保存各种SCADA系统的历史数据和管理信息系统的数据。历史服务器采用主备冗余配置，互为备用。

WEB服务器

在调控一体化主站系统的III区配置一台WEB服务器，把实时信息通过网络发布，用户端通过通用浏览软件访问该服务器，可以查询SCADA系统图、厂站图、实时数据、实时告警、曲线、报表等，自动生成WEB查询画面，也可查询权限设置和管理功能，并能实现SCADA系统与信息管理网(MIS)连接，使SCADA系统成为一个开放性系统。

调度工作站

完成对电网的监控和调度。在调控一体化主站系统配置4台主网调度工作站，在4个集控中心，每个集控中心配置2台调度工作站。

高级应用工作站

完成调度高级应用功能。在调控一体化主站系统配置2台PAS工作站。

维护、报表工作站

负责系统的维护和报表功能。在调度机构配置2台维护报表工作站，在4个集控中心，每个集控中心配置1台维护报表工作站。

五防工作站

负责操作的防误闭锁功能。在4个集控中心，每个集控中心配置1台五防工作站。

网络交换机

共需14台：在调控一体化主站系统配置6台，包括前置采集网2台、数据主干网2台、web系统2台；在4个集控中心，每个集控中心配置2台。

GPS天文时钟

用于系统对时，采用现有GPS天文时钟。

电力系统专用物理隔离装置

在调度机构配置2台，用于隔离安全区I（控制区）和安全区III（管理信息区）。

远程拨号MODEM

用于主站系统的故障远程诊断。

网络打印机

包括一台A3/A4幅面的激光打印机和一台针式打印机，用于打印报表和实时告警。

服务器和通讯机柜

用于放置各服务器和前置通讯、网络交换设备。

(2) 软件配置要求

主站软件包括系统软件和应用软件，均要求为正版软件。

主站系统软件包括数据库软件、开发工具等。

主站应用软件应基于支持电力系统二次一体化开发的统一平台开发，应用层软件模块应包括数据采集与监控（SCADA）、电网安全分析、电网经济分析及优化和系统互联等模块。 

系统软件结构采用分布式、分层设计原则，如图2所示。

在主站软件体系结构中，共包括5个层（layer），自底向上分别是：

1）硬件平台

可以是现今流行的各种硬件平台，如可以是RISC体系结构的计算机，也可以是CISC体系结构的计算机；可以是32位机，也可以是64位机；

2）操作系统平台

操作系统可以选用多种现今流行的操作系统，如几种主流的UNIX，LINUX和Microsoft Windows等；

3） 通用中间件层

通用中间件层包括操作系统屏蔽中间件层和CORBA中间件层。正是由于操作系统屏蔽中间件层的存在，才使得电力调度集成系统能够运行在多种操作系统和硬件平台上，具有很好的可移植性。CORBA中间件层的存在，使得电力调度集成系统具有应用组件技术所带来的优越性，如可伸缩性、异构系统、可互操作性等；

4）统一支撑平台层

统一支撑平台层构筑在通用中间件层之上，为各类电力系统应用软件的开发和运行提供统一的支撑平台。统一支撑平台层主要包括数据库管理、网络管理、系统管理、报警、人机界面等多个子系统；

5）电力系统应用软件层

电力系统应用软件层构筑在统一支撑平台层之上，实现各类电力系统应用软件，如SCADA、PAS、DTS、DMS应用等。

本发明的有益效果：本调控一体化主站系统设计(装置)为电网调度主站系统、集控中心主站系统统一建设提供设计模式。

调控一体化主站系统设计(装置)可应用于电网调度主站系统、集控中心主站系统设计中，由于省去电网调度主站系统、集控中心主站相同的硬件设备，为节省了大量财力.和电网公司安全生产提供一定的基础。

附图说明

图1是本发明采用远程工作站方式实现调控一体化设计(装置) ，设计(装置)的原理图；

图2是本发明软件系统的结构图；

图3是本发明中基于A变电站运行状态远动数据传输到电网调度主站和集控中心1数据流图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

    一种调控一体化主站系统，本发明系统的网络配置方案为，

主站网络配置将整个主站系统划分成三个安全区，即I区为控制区、II区为非控制区、III区为管理信息区；设置专门的前置通信网，实时控制区由两个网段所组成，即配调主站网和前置采集网，采用双网结构，双网负载均衡，并互为备用；计算机间用冗余的、网络交换机连接起来，按功能模块来分配服务器和工作站，划分网段；

系统由硬件系统和软件系统组成：

其中：

I区内设备为控制区设备，包括前置交换机、前置服务器、通信服务器，核心交换机、SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、调度员工作站；

III区内设备为控制区设备，包括WEB服务器、III区维护工作站、III区交换机；

采用开放式、分布式体系结构的硬件系统由前置采集设备通过前置交换机与前置服务器、通信服务器连接，前置及通信服务器通过核心交换机分别与SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、隔离装置、调度员工作站依序连接，WEB服务器、III区维护工作站通过Ⅲ区交换机与隔离装置连接组成； 

    软件系统结构采用分布式、分层设计原则，包括系统软件和应用软件：

主站系统软件包括数据库软件、开发工具软件；

主站应用软件基于支持电力系统二次一体化开发的统一平台开发，应用软件模块包括数据采集与监控、电网安全分析、电网经济分析及优化和系统互联模块。 

    根据上述构思，本实施例采用远程工作站方式实现调控一体化设计(装置) ，设计(装置)原理如图1所示。

调控一体化主站系统采用统一数据采集方式采集厂站数据，集控站采用远程工作站方式进行监控维护。这种方式模式简单，技术难度小。但需要各厂站建立到达调控一体化主站系统的通道。

系统由1个调控一体化主站系统和4个集控中心构成。

调控一体化主站系统由硬件系统和软件系统组成，硬件系统由前置采集设备、前置及通信服务器、SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、调度员工作站、核心交换机、WEB服务器和III区隔离装置组成，软件系统由系统操作软件和调控一体化软件组成。

集控中心采用远程工作站型式，由维护报表工作站、调度员工作站、五防工作站，核心交换机构成。

调控一体化主站系统至集控中心通道采用10M网通信通道。

电网调度与运行监控业务功能分开，调度中心实现电网调度业务；在“集控中心”实行“集中监控、分区操作”。 

如图3，本例的基于A变电站运行状态远动数据传输到电网调度主站和集控中心1数据流：

1)A变电站的运行状态远动数据通过通信通道传输至调控一体化主站系统；

2)调控一体化主站系统获得A变电站数据后，可对A变电站进行调度。同时，调控一体化主站系统将集控中心管辖范围的电网模型分发给相关集控中心系统，电网调度中心调控一体化主站系统根据各集控中心管辖范围分配调度及运行维护权限，按照集控中心管辖范围进行信息及控制分区分流，将A变电站运行状态远动数据传输到集控中心1；

3) 集控中心1远程工作站获得A变电站数据后，集控中心1对A变电站集控。

Claims (1)

1.一种调控一体化主站系统，其特征在于，

    系统的网络配置为：

将整个主站系统划分成三个安全区即I区为控制区、II区为非控制区、III区为管理信息区；设置专门的前置通信网，实时控制区由两个网段所组成，即配调主站网和前置采集网，采用双网结构，双网负载均衡，并互为备用；计算机间用冗余的、网络交换机连接起来，按功能模块来分配服务器和工作站，划分网段；

系统由硬件系统和软件系统组成：

其中：

I区设备为控制区设备，包括前置交换机、前置及通信服务器，核心交换机、SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、调度员工作站；

III区设备为控制区设备，包括WEB服务器、III区维护工作站、III区交换机；

采用开放式、分布式体系结构的硬件系统由前置采集设备通过前置交换机与前置及通信服务器连接，前置及通信服务器通过核心交换机分别与SCADA服务器、历史服务器、高级应用服务器、维护报表工作站、隔离装置、调度员工作站依序连接，WEB服务器、III区维护工作站通过Ⅲ区交换机与隔离装置连接组成； 

    软件系统结构采用分布式、分层设计原则，包括系统软件和应用软件：

主站系统软件包括数据库软件、开发工具软件；

主站应用软件基于支持电力系统二次一体化开发的统一平台开发，应用软件模块包括数据采集与监控、电网安全分析、电网经济分析及优化和系统互联模块。