CN107911347B - 一种基于跨安全分区的配网监控系统及信息传输方法 - Google Patents

一种基于跨安全分区的配网监控系统及信息传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于跨安全分区的配网监控系统及信息传输方法,包括配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统,所述配网运行监控子系统分别部署在1个省级信息管理大区和该省级下对应的N个地区的生产控制大区,所述配网运行状态管控子系统部署在各信息管理大区;所述配网运行监控子系统设置有数据采集处理模块:用于采集并处理所在生产控制大区各地区终端数据、采集并处理所在信息管理大区无线公网数据;所述配网运行状态管控子系统设置有数据采集处理模块:采集并处理所在信息管理大区前置服务器收到的二遥信息;所述的配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统通过具备消息类型过滤能力的跨区消息总线进行信息交互。

Description

一种基于跨安全分区的配网监控系统及信息传输方法
技术领域
本发明涉及一种基于跨安全分区的配网监控系统及信息传输方法。
背景技术
随着国内配电自动化建设覆盖面的不断扩大,在设备运行状态监控以及供电服务综合业务管理上提出了新的需求,要求配电自动化主站系统运用云服务、分布式计算等新技术,支撑整个配电网运行状态的智能感知,以及跨生产控制大区(安全一区)与管理信息大区(安全三区)的一体化业务,实现“省/地/县”的一体化建设。
目前的配电自动化主站系统,模型维护、数据采集、业务分析等均在生产控制大区进行,通过正向隔离装置将模型维护结果、数据断面以及业务分析结果等信息单向推送至信息管理大区实现信息发布展示,无法实现信息的跨区双向透明传输,无法满足跨安全分区业务的协同管控的需求。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种基于跨安全分区的配网监控系统及信息传输方法,实现生产控制大区和信息管理大区消息透明传输以及安全的传输控制,实现在生产控制大区完成调度日常运行控制业务以及运检人员在信息管理大区开展配网运行检修、巡视等工作。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种基于跨安全分区的配网监控系统,包括配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统,所述配网运行监控子系统分别部署在1个省级信息管理大区和该省级下对应的N个地区的生产控制大区,所述配网运行状态管控子系统部署在各信息管理大区;
所述配网运行监控子系统设置有数据采集处理模块:用于采集并处理所在生产控制大区各地区终端数据、采集并处理所在信息管理大区无线公网数据;
所述配网运行状态管控子系统设置有数据采集处理模块:采集并处理所在信息管理大区前置服务器收到的二遥信息;
所述的配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统通过具备消息类型过滤能力的跨区消息总线进行信息交互。
优选,光纤通信方式的配电终端通过安全接入区接入生产控制大区并采用IEC104通信协议进行通信;无线通信方式的二遥配电终端通过安全接入区接入信息管理大区并采用IEC101通信规约进行通信。
优选,光纤通信方式的配电终端通过安全接入区的通信服务器接入到生产控制大区的前置服务器,前置服务器解析处理后将遥信、遥测数据送给本安全区的SCADA服务器;无线通信方式的二遥配电终端通过数据隔离组件直接接入管理信息大区的前置服务器,前置服务器解析处理后将遥信、遥测数据送给本安全区的SCADA服务器。
对应的,一种基于跨安全分区的配网监控系统的信息传输方法,生产控制大区和信息管理大区各自产生的操作信息均以消息形式跨区相互传送,但遥控操作信息只能从生产控制大区发起,禁止跨区传输。
优选,N个地区的配网运行监控子系统接收到各自前置服务器上送的遥测、遥信数据后进行处理,写入本地区的实时库中,并且将遥信数据以消息的形式传输到信息管理大区,遥测数据以及计算结果数据以服务的形式对外发布。
优选,信息管理大区的配网运行状态管控子系统在收到本大区前置服务器采集的二遥信息后进行处理,写入本地实时库中,同时将遥信数据以消息的形式反向传输到生产控制大区,遥测数据以及计算结果数据以服务的形式对外发布。
本发明的有益效果是:
第一、本方法通过跨区消息传输,实现生产控制大区和信息管理大区消息透明传输以及安全的传输控制,一方面保证了跨区消息传输对应用程序透明,另一方面通过消息过滤机制确保了生产控制大区的安全运行。
第二、本方法通过跨区的数据访问服务,实现生产控制大区和信息管理大区应用之间数据的按需订阅,提高了跨区数据访问的灵活性。
第三、本方法通过跨区业务应用,实现在生产控制大区完成调度日常运行控制业务以及运检人员在信息管理大区开展配网运行检修、巡视等工作。
附图说明
图1是本发明跨安全分区的“1+N”建设模式示意图;
图2是本发明配网监控系统架构图;
图3是本发明跨安全分区数据处理实时数据流示意图;
图4是本发明跨安全分区业务分析数据流示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-4所示,一种基于跨安全分区的配网监控系统,包括配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统,所述配网运行监控子系统分别部署在1个省级信息管理大区和该省级下对应的N个地区的生产控制大区,即配网运行监控子系统可在各地区分别部署、信息管理大区的业务省级部署,如图1所示,实现跨安全分区的“1+N”架构。
所述配网运行状态管控子系统部署在各信息管理大区。配网运行监控子系统运行在生产控制大区,为配网调度监控业务服务,配网运行状态管控子系统运行在信息管理大区,为运检业务服务。
如图2所示,系统支撑平台包括系统信息交换总线和基础服务,信息交换总线贯通生产控制大区与信息管理大区,与各业务系统交互所需数据,为“两个应用”提供数据与业务流程技术支撑,配电网应用软件包括配电网运行监控与配电网运行状态管控两大类应用。支撑配电网调控运行、生产运维管理、状态检修、缺陷及隐患分析等业务,并为配电网规划建设提供数据支持。“两个应用”分别服务于调度与运检。生产控制大区的重点是配网调度监控,体现调配一体化分析;信息管理大区重点是配网运行管理,体现配网设备运行状态管控。
所述配网运行监控子系统设置有数据采集处理模块:用于采集并处理所在生产控制大区各地区终端数据、采集并处理所在信息管理大区无线公网数据。所述配网运行状态管控子系统设置有数据采集处理模块:采集并处理所在信息管理大区前置服务器收到的二遥信息。
生产控制大区和信息管理大区均可采集配电终端,并且在生产控制大区实现配网运行监控应用,在信息管理大区实现配网运行状态管控应用,分别满足配网调度人员在生产控制大区实现调度日常运行控制业务需求以及运检人员在信息管理大区开展配网运行检修、巡视等工作的需求。实现采用无中心的多地区、跨安全区分布处理,服务化全局共享的数据处理方式。
所述的配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统通过具备消息类型过滤能力的跨区消息总线进行信息交互,比如,可以在配置文件中对遥信和遥测的消息类型进行定义,选择哪些遥信和遥测的消息需要通过跨区消息总线传输。
新一代配电自动化主站作为省、市公司配电网分析模型中心和运行数据中心,不再局限于生产控制大区的应用功能,而是构建成横跨生产控制大区和信息管理大区的一体化系统,在两个安全区都具备数据采集功能。如图2所示,其中,光纤通信方式的配电终端通过安全接入区接入生产控制大区,采用IEC104通信协议进行通信。无线通信方式的二遥配电终端以及其他配电采集装置通过安全接入区接入管理信息大区,采用IEC101通信规约进行通信。
光纤通信方式的配电终端通过安全接入区的通信服务器接入到生产控制大区的前置服务器,前置服务器解析处理后将遥信、遥测数据送给本安全区的SCADA(数据采集与监视控制系统)服务器。无线通信方式的二遥配电终端通过数据隔离组件直接接入管理信息大区的前置服务器,前置服务器解析处理后将遥信、遥测数据发送给本安全区的SCADA服务器。生产控制大区与信息管理大区的前置服务器通过跨区消息透明传输服务实时交互配电终端工况等信息。
通过跨安全区数据透明传输模块,包括消息的透明传输以及服务透明访问,实现生产控制大区和信息管理大区的实时消息的传输,并为系统内的应用提供按需订阅的数据访问服务;跨安全区业务应用主要包括大面积停电应急预案处理模块、配网开关计划性状态测试模块等,实现在生产控制大区完成调度日常运行控制业务以及运检人员在信息管理大区开展配网运行检修、巡视等工作。如图4所示,跨区数据透明传输采用高速信息透传总线,实现消息的跨安全区透明转发以及数据发布服务的跨安全区透明访问。
对应的,一种基于跨安全分区的配网监控系统的信息传输方法,生产控制大区和信息管理大区各自产生的操作信息均以消息形式跨区相互传送,但遥控操作信息只能从生产控制大区发起,禁止跨区传输。优选,N个地区的配网运行监控子系统接收到各自前置服务器上送的遥测、遥信数据后进行处理,写入本地区的实时库中,并且将遥信数据以消息的形式传输到信息管理大区,遥测数据以及计算结果数据以服务的形式对外发布。信息管理大区的配网运行状态管控子系统在收到本大区前置服务器采集的二遥信息后进行处理,写入本地实时库中,同时将遥信数据以消息的形式反向传输到生产控制大区,遥测数据以及计算结果数据以服务的形式对外发布。
也即,本发明提供的适应跨安全分区“1+N”建设模式配网监控系统具备分布跨区数据处理能力,不再局限于一台服务器或一套子系统进行数据处理,而是采用无中心的多地区、跨安全区分布处理,服务化全局共享的数据处理方式生产控制大区和信息管理大区各自产生的操作信息均以消息形式跨区相互传送,但遥控操作只能从生产控制大区发起,禁止跨区传输。
如图3所示,所有需要进行遥控操作的“三遥”终端、专网通信的“二遥”终端,通过部署在安全接入区的专网及公网采集服务器将数据传入生产控制大区,由生产控制大区前置服务器进行数据处理;所有公网通信“二遥”终端通过部署在安全接入区的公网采集服务器将数据传入信息管理大区,由信息管理大区前置服务器进行数据处理。所有遥控命令只允许在生产控制大区下发,信息管理大区可进行电池活化等遥调操作;跨区数据交互通过信息透传总线和正反向物理隔离进行。
生产控制大区和信息管理大区通过具备消息类型过滤能力的跨区消息总线,将各自大区前置子系统上送的遥信变位信息、各自大区产生的操作信息以及产生的告警信息转发至另一个大区。其中,生产控制大区“N”个地区部署的运行监控子系统直接通过正向隔离装置向信息管理大区进行消息转发,由生产控制大区各地区的发送端服务进程读取配置信息获取本地区需要转发的消息通道以及消息类型,并订阅对应的通道,接收到订阅通道的消息后根据配置的消息类型进行过滤,将过滤后的消息发送到信息管理大区的消息接收服务进程,接收服务进程再将接收到的消息后通过消息总线发送至信息管理大区的通道,由本大区的应用进程订阅。
而信息管理大区向生产控制大区“N”个地区部署的运行监控子系统进行消息转发,首先由应用程序对转发消息打上地区编号,信息管理大区的发送端服务进程在订阅了转发通道并接收到转发消息后,解析消息获取地区编号,每隔1秒将接收到的消息打包成一个二进制文件,通过Base64编码,转成纯文本格式,再包装为E文件,放入地区对应的目录,由反向隔离装置提供的传输程序将不同目录下的消息文件传输至生产控制大区“N”个地区部署的运行监控子系统,各地区运行监控子系统的消息接收服务进程收到消息文件后,读取文件内容,去除E标签,再进行反向Base64转换为二进制,将内容分割为消息,并校验改消息的地区编号是否正确,如果是本地区的消息,则发送至相应通道,由本地区监控子系统的应用进程订阅。
生产控制大区和信息管理大区通过跨区服务总线实现数据的按需订阅,为避免大量频繁变化的消息通过跨区消息总线传输对隔离装置造成较大的压力,同时也作为跨区消息传输的补充,系统提供基于跨区服务总线实现数据的按需订阅服务。生产控制大区和信息管理大区均运行数据发布服务程序,其中,生产控制大区的“N”个地区部署的运行监控子系统提供各自区域的数据发布服务。生产控制大区或信息管理大区的应用程序客户端根据需要形成订阅“主题”(即需要订阅数据的点集),并向服务端订阅该“主题”,服务端接收到订阅后,将该“主题”下所有测点的关键字记录下来,并根据自定义的推送方式,周期或变化的向客户端推送该“主题”下所有测点的值以及质量码。
本发明的有益效果是:
第一、本方法通过跨区消息传输,实现生产控制大区和信息管理大区消息透明传输以及安全的传输控制,一方面保证了跨区消息传输对应用程序透明,另一方面通过消息过滤机制确保了生产控制大区的安全运行。
第二、本方法通过跨区的数据访问服务,实现生产控制大区和信息管理大区应用之间数据的按需订阅,提高了跨区数据访问的灵活性。
第三、本方法通过跨区业务应用,实现在生产控制大区完成调度日常运行控制业务以及运检人员在信息管理大区开展配网运行检修、巡视等工作。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换,或者直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于跨安全分区的配网监控系统,包括配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统,其特征在于,所述配网运行监控子系统分别部署在1个省级信息管理大区和该省级下对应的N个地区的生产控制大区,所述配网运行状态管控子系统部署在各信息管理大区;
所述配网运行监控子系统设置有数据采集处理模块:用于采集并处理所在生产控制大区各地区终端数据、采集并处理所在信息管理大区无线公网数据;
所述配网运行状态管控子系统设置有数据采集处理模块:采集并处理所在信息管理大区前置服务器收到的二遥信息;
所述的配网运行监控子系统和配网运行状态管控子系统通过具备消息类型过滤能力的跨区消息总线进行信息交互;
光纤通信方式的配电终端通过安全接入区接入生产控制大区并采用IEC104通信协议进行通信;无线通信方式的二遥配电终端通过安全接入区接入信息管理大区并采用IEC101通信规约进行通信;
光纤通信方式的配电终端通过安全接入区的通信服务器接入到生产控制大区的前置服务器,前置服务器解析处理后将遥信、遥测数据送给本安全区的SCADA服务器;无线通信方式的二遥配电终端通过数据隔离组件直接接入管理信息大区的前置服务器,前置服务器解析处理后将遥信、遥测数据送给本安全区的SCADA服务器;
生产控制大区和信息管理大区各自产生的操作信息均以消息形式跨区相互传送,但遥控操作信息只能从生产控制大区发起,禁止跨区传输。
2.一种基于跨安全分区的配网监控系统的信息传输方法,该方法应用于权利要求1所述的基于跨安全分区的配网监控系统,其特征在于,N个地区的配网运行监控子系统接收到各自前置服务器上送的遥测、遥信数据后进行处理,写入本地区的实时库中,并且将遥信数据以消息的形式传输到信息管理大区,遥测数据以及计算结果数据以服务的形式对外发布。
3.根据权利要求2所述的一种基于跨安全分区的配网监控系统的信息传输方法,其特征在于,信息管理大区的配网运行状态管控子系统在收到本大区前置服务器采集的二遥信息后进行处理,写入本地实时库中,同时将遥信数据以消息的形式反向传输到生产控制大区,遥测数据以及计算结果数据以服务的形式对外发布。
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