CN108599370A - 配电自动化主站装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电自动化主站装置及系统，涉及配电自动化技术领域，该配电自动化主站装置的前置数据采集模块中，数据采集终端、终端服务器与第一前端服务器和第二前端服务器连接，数据采集终端和终端服务器，用于采集终端设备中的电网数据并将其传输至第一前端服务器或所述第二前端服务器中；第一前端服务器和第二前端服务器通过正反向隔离装置与主站系统核心模块中的第三前端服务器和第四前端服务器连接。本发明通过设置有正反向物理隔离装置隔离主站系统中的前置数据采集模块和主站系统核心模块，确保双向传输的数据都处于安全状态，有效提高了系统的安全性能，并通过多个服务器即主模块和备用模块的设置，进一步提高了系统的安全性。

Description

配电自动化主站装置及系统

技术领域

本发明涉及配电自动化技术领域，尤其是涉及一种配电自动化主站装置及系统。

背景技术

配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。目前，我国配电自动化进行了较多试点，由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信方式也得到共识。馈线自动化的实现也完全能够建立在光纤通信的基础上，这使得馈线终端能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。

配电网自动化系统(Distribution Automation System，DAS)是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统，其用途主要包括：系统运行监视和控制、电能质量监视和分析、功率因数监视和控制、高精度电能计量、电能消耗统计和分析、预防性电气火灾监视、报警和事件管理、报表管理、用户管理等。

现有的在配电自动化系统中主站系统占主要的部分，所以主站系统的安全性很大程度上关系着配电自动化系统的安全。然而现有技术中，人们常关注的是配电自动化系统的稳定性和经济性，对配电自动化系统的安全性关注和研究较少。因此，如何提高配电自动化主站系统的安全可靠性是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种配电自动化主站装置及系统，通过设置有正反向物理隔离装置隔离主站系统中的前置数据采集模块和主站系统核心模块，确保双向传输的数据都处于安全状态，有效提高了系统的安全性能，此外，通过主模块和备用模块的设置，比如：第一前端服务器和第二前端服务器，第三前端服务器和第四前端服务器；当主模块工作时，备用模块保持待机状态，当主模块发生故障或发生安全问题时，备用模块立即投入使用，进一步提高了系统的安全性和鲁棒性。

第一方面，本发明实施例提供了一种配电自动化主站装置，包括：前置数据采集模块和主站系统核心模块；

前置数据采集模块包括：第一前端服务器、第二前端服务器、数据采集终端和终端服务器；数据采集终端、终端服务器与第一前端服务器和第二前端服务器连接，数据采集终端和终端服务器，用于采集终端设备中的电网数据，并将电网数据传输至第一前端服务器或所述第二前端服务器中；

主站系统核心模块包括：第三前端服务器、第四前端服务器；第三前端服务器、第四前端服务器分别与中间件连接，中间件用于信息的交互传输；

第一前端服务器和第二前端服务器通过正反向隔离装置与第三前端服务器和第四前端服务器连接，以增强网络安全。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，主站系统核心模块还包括：第一历史服务器和第二历史服务器、第一实时服务器和第二实时服务器、第一调度员工作站和第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器中至少一组；第一历史服务器、第二历史服务器、第一实时服务器、第二实时服务器、第一调度员工作站、第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器均与中间件交互连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：终端SCADA系统、主站SCADA系统和安全管理系统；终端SCADA系统串接在终端设备中的通信链路中，主站SCADA系统串接在中间件的通信链路中；终端SCADA系统、主站SCADA系统分别与安全管理系统连接；安全管理系统用于接收终端SCADA系统、主站SCADA系统所传输的异常信号，并将异常信号传输至第一调度员工作站或第二调度员工作站。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，第一前端服务器和第二前端服务器之间、第三前端服务器和第四前端服务器之间还连接有GPS天文钟；GPS天文钟用于第一前端服务器、第二前端服务器、第三前端服务器和第四前端服务器的自动校时。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第一前端服务器和第二前端服务器、第三前端服务器和第四前端服务器、第一历史服务器和第二历史服务器、第一实时服务器和第二实时服务器、第一调度员工作站和第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器均并联连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，数据采集终端、终端服务器与第一前端服务器和第二前端服务器之间通过数据采集网络进行连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，数据采集网络包括：电力系统光线网络。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，第一历史服务器和第二历史服务器分别连接有存储器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，终端SCADA系统和主站SCADA系统均为外挂型。

第二方面，本发明实施例还提供一种配电自动化主站系统，包括：终端设备及如第一方面所述的配电自动化主站装置；

终端设备与配电自动化主站装置通信连接。

本发明实施例带来了以下有益效果：

在本发明实施例提供的配电自动化主站装置中，包括前置数据采集模块和主站系统核心模块，其中，前置数据采集模块包括：第一前端服务器、第二前端服务器、数据采集终端和终端服务器；数据采集终端、终端服务器与第一前端服务器和第二前端服务器连接，数据采集终端和终端服务器，用于采集终端设备中的电网数据，并将电网数据传输至第一前端服务器和所述第二前端服务器中；主站系统核心模块包括：第三前端服务器、第四前端服务器；第三前端服务器、第四前端服务器分别与中间件连接，中间件用于信息的交互传输；第一前端服务器和第二前端服务器通过正反向隔离装置与第三前端服务器和第四前端服务器连接，以增强网络安全。本发明通过设置有正反向物理隔离装置隔离主站系统中的前置数据采集模块和主站系统核心模块，确保双向传输的数据都处于安全状态，有效提高了系统的安全性能，此外，通过第一前端服务器和第二前端服务器，第三前端服务器和第四前端服务器，主模块和备用模块的设置，当主模块工作时，备用模块保持待机状态，当主模块发生故障或发生安全问题时，备用模块立即投入使用，进一步提高了系统的安全性和鲁棒性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种配电自动化主站装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的另一种配电自动化主站装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的另一种配电自动化主站装置的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种配电自动化主站系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的配电自动化主站系统的安全可靠性较低，基于此，本发明实施例提供一种配电自动化主站装置及系统，通过设置有正反向物理隔离装置隔离主站系统中的前置数据采集模块和主站系统核心模块，确保双向传输的数据都处于安全状态，有效提高了系统的安全性能，此外，通过主模块和备用模块的设置，比如：第一前端服务器和第二前端服务器，第三前端服务器和第四前端服务器；当主模块工作时，备用模块保持待机状态，当主模块发生故障或发生安全问题时，备用模块立即投入使用，进一步提高了系统的安全性和鲁棒性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种配电自动化主站装置进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种配电自动化主站装置，参见图1所示，该配电自动化主站具体包括：前置数据采集模块11和主站系统核心模块12。

其中，前置数据采集模块11包括：第一前端服务器111、第二前端服务器112、数据采集终端113和终端服务器114；数据采集终端113、终端服务器114与第一前端服务器111和第二前端服务器112连接，数据采集终端113和终端服务器114，用于采集终端设备中的电网数据，并将电网数据传输至第一前端服务器111或者所述第二前端服务器112中。

主站系统核心模块12包括：第三前端服务器121、第四前端服务器122；第三前端服务器121、第四前端服务器122分别与中间件123连接，中间件123用于信息的交互传输；第一前端服务器111和第二前端服务器112通过正反向隔离装置13与第三前端服务器121和第四前端服务器122连接，以增强网络安全。

上述数据采集终端113、终端服务器114与第一前端服务器111和第二前端服务器112之间通过数据采集网络进行连接。该数据采集网络包括电力系统光线网络。

上述正反向隔离装置13是设置于前置数据采集模块11和主站系统核心模块12之间的隔离设备，分别与第一前端服务器111、第二前端服务器112、第三前端服务器121和第四前端服务器122连接，可以识别并屏蔽非法请求，有效防止跨越权限的数据访问，提高配电自动化主站装置对有可能导致电网安全事故的攻击、病毒、泄密等的防御水平，消除绝大部分的安全隐患，保证电力系统安全运行。

正反向隔离装置13包括正向隔离装置和反向隔离装置，其中，正向隔离装置主要用于前置数据采集模块11到主站系统核心模块12的单向数据传递，并针对两模块中的服务器配置相应的正向虚拟IP地址，而反向隔离装置主要用于主站系统核心模块12到前置数据采集模块11的单向数据传递，并针对两模块中的服务器配置相应的正向虚拟IP地址。

通过正反向隔离装置13的应用大大提高了电力通信的安全性和可靠性，可以有效防止黑客、病毒、人为恶意操纵等威胁，同时在合理配置使用正反向隔离装置13的情况下，可以保证正常的正反向数据传输需要。

此外，本发明实施例在前置数据采集模块11和主站系统核心模块12中都设有主模块和备用模块，比如：第一前端服务器111和第二前端服务器112、第三前端服务器121和第四前端服务器122；当主模块工作时，备用模块保持待机状态，当主模块发生故障或发生安全问题时，备用模块立即投入使用，进一步提高了系统的安全性和鲁棒性。

进一步的，参见图2所示，主站系统核心模块12还包括：第一历史服务器和第二历史服务器、第一实时服务器和第二实时服务器、第一调度员工作站和第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器中至少一组；第一历史服务器、第二历史服务器、第一实时服务器、第二实时服务器、第一调度员工作站、第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器均与中间件123交互连接。

第一前端服务器111和第二前端服务器112、第三前端服务器121和第四前端服务器122、第一历史服务器和第二历史服务器、第一实时服务器和第二实时服务器、第一调度员工作站和第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器均并联连接。

上述第一历史服务器和第二历史服务器分别连接有存储器，用于存储历史电网数据。

上述第一前端服务器111与第二前端服务器112、第三前端服务器121与第四前端服务器122、第一历史服务器与第二历史服务器、第一实时服务器与第二实时服务器、第一调度员工作站与第二调度员工作站、第一事项服务器与第二事项服务器均不同时进行工作。当主模块发生故障或者出现其他问题时，相应的备用模块才会进行工作。

在本实施例中，通过主站系统核心模块12中多个主模块和备用模块的设置，进一步提高配电自动化主站装置的安全性及可靠性。

作为一种优选实施方式，上述配电自动化主站装置还包括：终端SCADA系统21、主站SCADA系统22和安全管理系统23，参见图3所示。

其中，终端SCADA系统21串接在终端设备中的通信链路中，主站SCADA系统22串接在中间件123的通信链路中；终端SCADA系统21、主站SCADA系统22分别与安全管理系统23连接；安全管理系统23用于接收终端SCADA系统21、主站SCADA系统22所传输的异常信号，并将异常信号传输至第一调度员工作站或第二调度员工作站。

上述终端SCADA系统21和主站SCADA系统22均为外挂型。SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统，可以应用于多种领域的数据采集与监视控制以及过程控制等。

在电力系统中，SCADA系统可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的“四遥”功能。RTU(远程终端单元)、FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分。

SCADA系统，即数据采集与监视控制系统，涉及到组态软件、数据传输链路，如：数传电台、GPRS等。

本发明实施例中，分别在终端设备和配电自动化主站装置中设置终端SCADA系统，实现对现场终端设备的监视和控制，大大提高了系统的安全性。

在另一种实施方式中，第一前端服务器111和第二前端服务器112之间、第三前端服务器121和第四前端服务器122之间还分别连接有GPS天文钟；GPS天文钟用于第一前端服务器111、第二前端服务器112、第三前端服务器121和第四前端服务器122的自动校时。

GPS天文钟具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差，不受地域、气候等环境条件限制、性价比高和操作方便等优点，具体包括：其美观大气的面板设计与实用的液晶屏幕，可方便地查看装置信息；多种工作状态指示灯，实时反映装置的运行状态，便于运行值班人员的日常巡视；所有信号输出口均经过光电隔离，电磁抗干扰达到III级标准，某一路输出信号短路，不会影响其它输出信号；高精度的时间同步、信号输出与守时技术；可提供多路脉冲信号(1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接点、差分、TTL、5V/24V有源)、IRIB-B信号(TTL、422、232、AC)、时间报文(RS232、RS422/485)、DCF77信号；采用1U或2U 19标准机箱，可单独组屏，便于维护和管理；具有自复位能力，在因干扰造成装置程序出错时，能自动恢复正常工作；选用高性能、宽范围的开关电源，工作稳定可靠；接收天线采用了防雷设计、信号接收可靠性高，不受电厂/变电站地域条件和环境的限制。

实施例二：

本发明实施例还提供一种配电自动化主站系统，参见图4所示，该系统包括：终端设备31及如实施例一所述的配电自动化主站装置32，终端设备31与配电自动化主站装置32通信连接。具体的，终端设备31与配电自动化主站装置32中的数据采集终端和终端服务器连接。

本发明实施例中终端设备31和配电自动化主站装置32中都设置有SCADA系统，可以大大提高配电自动化主站系统的安全性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的配电自动化主站系统的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种配电自动化主站装置，其特征在于，包括：前置数据采集模块和主站系统核心模块；

所述前置数据采集模块包括：第一前端服务器、第二前端服务器、数据采集终端和终端服务器；所述数据采集终端、所述终端服务器与第一前端服务器和所述第二前端服务器连接，所述数据采集终端和所述终端服务器，用于采集终端设备中的电网数据，并将所述电网数据传输至第一前端服务器或所述第二前端服务器中；

所述主站系统核心模块包括：第三前端服务器、第四前端服务器；所述第三前端服务器、所述第四前端服务器分别与中间件连接，所述中间件用于信息的交互传输；

所述第一前端服务器和所述第二前端服务器通过正反向隔离装置与所述第三前端服务器和所述第四前端服务器连接，以增强网络安全。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主站系统核心模块还包括：第一历史服务器和第二历史服务器、第一实时服务器和第二实时服务器、第一调度员工作站和第二调度员工作站、第一事项服务器和第二事项服务器中至少一组；所述第一历史服务器、所述第二历史服务器、所述第一实时服务器、所述第二实时服务器、所述第一调度员工作站、所述第二调度员工作站、所述第一事项服务器和所述第二事项服务器均与所述中间件交互连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：终端SCADA系统、主站SCADA系统和安全管理系统；所述终端SCADA系统串接在终端设备中的通信链路中，所述主站SCADA系统串接在中间件的通信链路中；所述终端SCADA系统、所述主站SCADA系统分别与所述安全管理系统连接；所述安全管理系统用于接收所述终端SCADA系统、所述主站SCADA系统所传输的异常信号，并将所述异常信号传输至所述第一调度员工作站或所述第二调度员工作站。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一前端服务器和第二前端服务器之间、第三前端服务器和第四前端服务器之间还连接有GPS天文钟；所述GPS天文钟用于第一前端服务器、第二前端服务器、第三前端服务器和第四前端服务器的自动校时。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一前端服务器和所述第二前端服务器、所述第三前端服务器和所述第四前端服务器、所述第一历史服务器和所述第二历史服务器、所述第一实时服务器和所述第二实时服务器、所述第一调度员工作站和所述第二调度员工作站、所述第一事项服务器和所述第二事项服务器均并联连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集终端、所述终端服务器与第一前端服务器和所述第二前端服务器之间通过数据采集网络进行连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据采集网络包括：电力系统光线网络。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一历史服务器和所述第二历史服务器分别连接有存储器。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述终端SCADA系统和所述主站SCADA系统均为外挂型。

10.一种配电自动化主站系统，其特征在于，包括：终端设备及如权利要求1-9任一项所述的配电自动化主站装置；

所述终端设备与所述配电自动化主站装置通信连接。