CN202166879U - 一种电力智能调度管理系统 - Google Patents

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薛海鹏
冯磊
孔义
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Abstract

本新型公开一种电力智能调度管理系统,包括数据采集子系统、实时数据处理子系统及管理数据子系统;其中数据采集子系统包括SCADA/DA数据采集部分、电量数据采集部分;管理数据子系统包括WEB服务器、GIS/DMS服务器、DIMS服务器及各户端各工作站;实时数据处理子系统与主网挂接包括数据库服务器和参数监控工作站,该系统主网采用平衡双以太网结构,管理数据系统采用单网结构;数据采集子系统为独立的10M或100M网段,可直接挂接终端服务器以及网络型终端设备;该系统通过软件能实现调度自动化、配网自动化、电能量计费、电网分析软件、调度管理功能、地理信息系统、配网管理功能,是面向广义配网的综合调度自动化系统,达到了地区电网调度或县级电网调度的标准。

Description

一种电力智能调度管理系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电力参数监控管理技术,具体的说是一种电力智能调度管理系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)。
背景技术
[0002] 近几年,电网的发展对调度自动化系统提出了更多、更高的要求,变电所综合自动化、无人值班变电所的实现,使调度自动化系统成为集电网测量、控制、保护、经济运行、指标考核等多方面的综合性管理系统。县调自动化系统是一个技术不断发展、功能不断扩充的系统,在发展中总会碰到新的问题,现行的一些标准已明显不能满足实际的需要。工程实施中常常遇到系统满足实用化指标,但不能满足实际要求的问题。
[0003] 目前现有的电力参数监控管理系统虽然大都实现了数据的实时采集并显示,但是存在零漂、误报、遥控不成功的问题。当某个节点机出现故障时,会出现不能顺利切换至备用节点机、通道不可靠、监视不完善(烟火报警、发热部位温度、视频系统等)以及一次设备开关机构分合不可靠等现象。特别是IEC61970标准的出台使分布式、组件式的调度自动化系统必将成为未来发展的方向,因此建立一个电力智能调度管理系统是刻不容缓的。
实用新型内容
[0004] 针对现有技术中存在的因智能化差、故障节点多而导致运行不可靠等不足之处, 本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以实时观察数据、自动统计数据及生产过程控制与调度的电力智能调度管理系统。
[0005] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:
[0006] 该电力智能调度管理系统,它包括数据采集子系统、实时数据处理子系统及管理数据子系统;其中实时数据处理子系统包括与主网挂接的数据库服务器和参数监控工作站,该子系统采用平衡双100M以太网结构,通过100M交换机构成主网;数据采集子系统为独立的IOM或100M数据采集网络,直接挂接各终端服务器以及网络型终端设备RTU,DTU, FTU, TTU, ERTU,该数据采集子系统包括SCADA/DA数据采集部分、电量数据采集部分及数据存储机,采集的数据通过对应的终端服务器接入数据采集网络,该网络通过数据存储机与主网连接;管理数据子系统采用单网结构,在管理数据子系统与实时数据处理子系统之间设有物理隔离并互通连接,该管理数据子系统包括客户端管理数据设备和TOB服务器可对数据库服务器的数据进行管理和监控。
[0007] 参数监控工作站包括调度工作站、TMR工作站、FAI工作站、PAS工作站、维护工作站、报表工作站,各工作站和各数据服务器分别与主网连接。
[0008] 客户端管理数据设备包括GIS/DMS服务器、DMIS服务器、调度管理工作站、GIS工作站及配电管理工作站;各工作站与DMIS管理数据网连接,该网输出的数据通过GIS/DMS 服务器、DMIS服务器经物理隔离与主网连接。
[0009] 数据采集子系统还能单独设立远程终端配电子站,该配电子站采用远方网络型终端设备直接连接在数据采集网络或利用主网直接连接终端服务器,进行数据采集处理。 [0010] 管理数据子系统中的调度管理工作站,GIS工作站,配网管理工作站的各功能模块的设计参照IEC 61968配网管理系统接口标准。
[0011 ] 管理数据子系统中还设有DMIS数据代理服务器和TOB数据代理服务器,该两服务器分别与主网连接通过物理隔离与管理数据子系统连接。
[0012] 物理隔离为高速串口 USB或RS-232,GIS/DMS服务器、DMIS服务器、TOB服务器通过该高速串口 USB或RS-232与维护工作站连接。
[0013] 本实用新型具有以下有益效果及优点
[0014] (1)本系统提供了统一的支撑平台,来支持系统的各种应用功能。所设置的实时数据处理子系统提供了实时支撑平台,在实时支撑平台上由各工作站提供调度自动化SCADA, 配网自动化DA,电网分析软件PAS,电能量计费系统TMR,智能操作票在线生成;管理数据子系统提供了基于中间件(C0RBA,DC0M,JaVa Bean)的管理支撑平台,在管理支撑平台上由各管理工作站提供调度管理功能DMIS,地理信息系统GIS,配网管理功能DMS。统一的的支撑平台,使本系统具有一致的人机交互界面和数据库管理维护界面,系统的功能扩展灵活,维护运行方便,避免重复投资,提高了工作效率。
[0015] (2)本系统针对调度自动化、配网自动化、电能量计费数据采集的需求进行了合理的整体设计,能支持多种通信方式包括模拟、数字、拨号、网络、和通信扑结构(点对点,多点共线,星型,环行),在一个数据采集子系统就可以完成所有的数据采集任务。另外可单独设立远程终端配电子站,将采集的数据通过前置机柜的预处理,将有效的数据发往终端服务器,避免大量冗余的数据直接进入主网,占用主网带宽。同时,远方网络型RTU、配电子站可以直接连接在数据采集网络上,也可利用主网直接连接终端服务器,进行数据的采集处理。
[0016] (3)为了提高电网运行的稳定性与安全性,本系统提供了一系列电网分析软件功能,为电网的安全经济运行提供有力的保障。调度员潮流计算可以模拟对设备的各种操作, 如线路的投切、变压器分接头的调节、负荷发电机的功率调节等,达到计算迅速准确,为研究电网的运行状态提供了有力的分析工具。负荷预报提供了神经网络,可以准确预测电网未来1〜8天的负荷,准确率在95%以上。电压无功优化通过调整变压器档位和投切电容器,保证了电压的合格率,降低了线路损耗,为供电企业带来了可观的经济效益。
[0017] (4)本系统适应不同的通信方式及通信网络结构。实时数据处理子系统采用平衡分流的双100以太主网,保证了实时数据处理子系统网络传输的可靠性。数据采集子系统可单独设立远程终端配电子站,保证了数据采集子系统的灵活性和可扩充性,也可直接接到实时数据主网。数据采集的方式,既可适应集中的数据采集方式,也支持分散数据采集方式,还支持通过网络采集网络型终端设备数据的方式。
[0018] (5)为了适应变电站无人值班的问题,本系统通过调度工作站针对保护定值事件进行了专门处理,实现了远程查询、修改、设置保护定值、远程获取测量值、处理各种类型的保护事件。可在线实现软压板投退,保护定值区域切换,保护信号复归,适应了变电站综合自动化的要求。
[0019] (6)本系统支持定时和随机召唤电量采集,对缺采电量自动进行补采;提供了历史电量计算功能,以及分时段电量统计,分时段电费统计功能;支持主、校表电量数据处理,进行实际线损分析和理论线损分析,支持多种费率。基于WEB服务器能实现电量数据的查询和修改。
附图说明
[0020] 图1为本实用新型系统结构示意图。 具体实施方式
[0021] 下面结合附图和实施例对本方案进一步详细描述:
[0022] 如图1所示,该电力智能调度管理系统包括数据采集子系统、实时数据处理子系统及管理数据子系统;其中实时数据处理子系统包括与主网挂接的数据库服务器和参数监控工作站,该子系统采用平衡双100M以太网结构,通过100M交换机构成主网;数据采集系统为独立的IOM或100M数据采集网络,直接挂接各终端服务器以及网络型终端设备RTU, DTU, FTU, TTU, ERTU,该数据采集子系统包括SCADA/DA数据采集部分、电量数据采集部分及数据存储机,采集的数据通过对应的终端服务器接入数据采集网络,该网络通过数据存储机与主网连接;管理数据子系统采用单网结构,在管理数据子系统与实时数据处理子系统之间设有物理隔离并互通连接,该管理子系统包括客户端管理数据设备和WEB服务器可对数据库服务器的数据进行管理和监控。
[0023] 数据采集子系统包括SCADA/DA数据采集部分、电量数据采集部分、数据储存部分包括采集主机、采集备机及全球定位系统GPS及与数据采集网络连接的各终端服务器; SCADA/DA数据采集部分包括前置机柜及网络型终端设备RTU,FTU, ERTU,TTU, DTU,该终端设备为电能表;该网络终端设备采集的数据通过前置机柜处理输出的数据信息分别传输给各终端服务器由数据采集网络传输给数据存储机,该存储机采用计算机包括采集主机和采集备机;电量数据采集部分包括终端设备ERTU、MODEM池、PSTN电话通讯网和通道切换装置,终端设备通过PSIN电话通讯网与MODEM池和通道切换装置连接,通道切换装置输出信息通过对应的终端服务器与数据采集网络连接。
[0024] 数据采集子系统还可单独设立远程终端配电子站,该配电子站为路由器采用远方网络型终端设备直接连接在数据采集网上或利用主网直接连接终端服务器,进行数据的采集处理。
[0025] 远程终端配电子站,直接连到终端服务器,该配电子站可由远方厂终端设备RTU, 配电终端设备FTU,电能量采集终端设备ERTU传上来的数据通过终端服务器在数据采集网集络中,并通过前置机柜的预处理,将有效的数据发往数据服务器,避免大量冗余的数据直接进入主网,占用主网带宽。同时,远方终端设备RTU、配电终端设备可以直接连接在数据采集网络上,也可利用主网直接连接终端服务器,进行数据采集处理。同时,前置机柜通过采用模块化和智能化的Modem插件,使得数据采集机柜结构简明,安装灵活,扩充方便。适合于调度、配网、电量采集的丰富内置规约库可供用户选择,能灵活处理同一厂站多通道接入以及对通道进行诊断等功能。
[0026] 数据采集子系统采用多通道通讯方式,按照通道的通讯质量进行自动选择:网络方式、专线,拨号。当网络通讯流量负载过大可利用通道切换装置制动切换到负载较小的通道。[0027] 实时数据处理子系统与管理数据子系统构成两个运行平台,按照国家经贸委30 号令,实时数据处理子系统与管理数据子系统之间进行有效物理隔离。两运行平台主要实现数据采集、调度自动化、配网自动化、电能量计费,实时运行平台上为参数监控工作站提供调度自动化SCADA,配网自动化DA,电网分析软件PAS,电能量计费系统TMR,智能操作票在线生成、智能操作票等功能。管理运行平台上为客户端管理数据设备主要实现调度管理、 地理信息系统、配网管理等功能。参数监控工作站包括调度工作站、TMR工作站、FAI工作站、PAS工作站、维护工作站、报表工作站,各工作站和各数据服务器分别与主网连接。
[0028] 实时数据处理子系统采用平衡双100M以太网结构,通过100M交换机构建主网,实现双网流量平衡,速度可达200MB/S,适应实时数据处理数据流量大、交换速度快的特点。重要的数据通过TCP报文进行传输,次要的数据通过UDP报文进行传输。实时数据处理子系统提供了实时运行平台数据传输高速公路,实现了数据服务器、各种工作站、前置机柜等不同设备之间应用进程的快速数据交换,以及同一设备不同进程之间的快速数据通信。
[0029] 数据库服务器采用MS SQL Server 2000,也可以根据用户的需要选用Sybase、 Oracle, IBM DB2、Informix等商用数据库系统。采用OLE DB技术连接各种类型关系数据库。
[0030] 客户端管理数据设备包括GIS/DMS服务器、DMIS服务器、调度管理工作站、GIS工作站及配电管理工作站;各工作站与DMIS管理数据网连接,该网输出的数据通过GIS/DMS 服务器、DMIS服务器和物理隔离与主网连接。管理数据处理子系统包括客户端管理数据设备和WEB服务器可对数据库服务器的数据进行管理和监控。客户端管理数据设备包括GIS/ DMS服务器、DMIS服务器、调度管理工作站、GIS工作站及配电管理工作站;各工作站采用计算机与DMIS管理数据网连接,该网输出的数据通过GIS/DMS服务器、DMIS服务器经物理隔离与主网连接。
[0031] 管理数据子系统的客户端管理数据设备包括GIS/DMS服务器、DMIS服务器、调度管理工作站、GIS工作站及配电管理工作站;各工作站与DMIS管理数据网连接,该网输出的数据通过GIS/DMS服务器、DMIS服务器经物理隔离与主网连接。
[0032] 管理数据子系统采用单网结构,调度管理工作站、GIS工作站,配网管理工作站的各个功能模块的设计参照IEC 61968配网管理系统接口标准。IEC 61968规范了各工作站之间数据交换的接口,由中间件服务(C0RBA,DC0M,Java Bean)提供数据访问软总线,各个工作站可以有自己特有的实现方式,但要与其它子系统交互数据时,必须遵循IEC 61968 统一的接口标准。
[0033] 管理数据子系统中还设有DMIS数据代理服务器和TOB数据代理服务器,该服务器采用计算机分别与主网连接通过物理隔离与管理数据子系统连接。物理隔离为高速串口 USB或RS-232,所述GIS/DMS服务器和DMIS服务器及TOB服务器不直接连接到实时数据处理子系统,而是通过该高速串口 USB或RS-232与维护员工作站连接,当需要通过WEB服务器浏览图形、报表、历史曲线、历史告警记录时,WEB服务器通过高速串口向维护工作站上的数据代理服务器请求数据,数据代理服务器再向本地实时数据库请求实时数据或向数据库服务器上的服务进程请求历史数据,数据代理服务器在得到请求的数据后,再通过高速串口返回给WEB服务器,实现了 TOB浏览功能。通过高速串口实现的物理隔离,充分保证了实时系统的安全性。[0034] 本系统工作过程及原理:
[0035] 当运行系统时,前置机柜或者电话通讯网能从终端设备RTU,FTU,ERTU, TTU, DTU 采集电量数据和模拟信号,并经过预处理以UDP报文的形式或通过TCP/IP协议将电量数据和模拟信号发送到对应的终端服务器,采集主机把UDP报文经过解析转换成电量数据通过以太网存储到数据库服务器中。实时数据处理系统的各个工作站,可对数据库服务器中数据进行管理、调度、分析、计算等,实现电量调度、电能计费TMR、智能操作票在线生成FAI、 电网分析计算PAS、电量数据维护以及打印和生成报表,即可以通过对数据库的实时访问获取到最新的电量采集数据,并进行分析处理。也可把采集的电量数据下发到数据代理服务器,由数据代理服务器进行其他操作处理。
[0036] 在实时数据子系统与DMIS管理数据网中间通过GIS/DMS服务器和DMIS服务器建立二个网络之间的联系,并向DMIS网提供实时数据服务。GIS/DMS服务器和DMIS服务器不直接连接到实时数据系统,而是通过高速串口与维护员工作站连接,同时在维护员工作站上建立数据代理服务。
[0037] 当需要对数据代理服器中数据进行管理时,操作员通过操作命令控制某种工作站操作,通过操作请求从数据库服务器中读取所需数据,将读取的历史数据存储在代理服务器中。
[0038] 通过GIS/DMS服务器和DMIS服务器进行电量调度管理、配电管理时,GIS/DMS服务器和DMIS服务器通过高速串口向维护员工作站上的数据代理服务器请求数据,数据代理服务器再向本地实时数据库请求实时数据或向数据服务器上的服务进程请求历史数据, 数据代理服务器在得到请求的数据后,再通过高速串口返回给GIS/DMS服务器和DMIS服务器,实现了通过客户端调度管理工作站,GIS工作站以及配电管理工作站管理电量数据功能。
[0039] 在实时数据处理系统与MIS网中间通过TOB服务器建立二个网络之间的联系,并向MIS网提供实时数据服务。WEB服务器不直接连接到实时数据系统,而是通过高速串口与维护员工作站连接,同时在维护员工作站上建立数据代理。当需要通过WEB服务器浏览图形、报表、历史曲线、历史告警记录时,WEB服务器通过高速串口向维护员工作站上的数据代理请求数据,数据代理再向本地实时数据库请求实时数据或向数据服务器上的服务进程请求历史数据,数据代理在得到请求的数据后,再通过高速串口返回给WEB服务器,实现了 WEB浏览功能。

Claims (7)

1. 一种电力智能调度管理系统,其特征在于:它包括数据采集子系统、实时数据处理子系统及管理数据子系统;其中实时数据子处理系统包括与主网挂接的数据库服务器和参数监控工作站,该子系统采用平衡双100M以太网结构,通过100M交换机构成主网;数据采集系统为独立的IOM或100M数据采集网络,直接挂接各终端服务器以及网络型终端设备, 该数据采集子系统包括SCADA/DA数据采集部分、电量数据采集部分及数据存储机,采集的数据通过对应的终端服务器接入数据采集网络,该网络通过数据存储机与主网连接;管理数据子系统采用单网结构与实时数据处理子系统之间设有物理隔离并互通连接,该管理子系统包括客户端管理数据设备和WEB服务器可对数据库服务器的数据进行管理和监控。
2.按权利要求1所述的一种电力智能调度管理系统,其特征在于:参数监控工作站包括调度工作站、TMR工作站、FAI工作站、PAS工作站、维护工作站、报表工作站,各工作站和各数据服务器分别与主网连接。
3.按权利要求1所述的一种电力智能调度管理系统,其特征在于:客户端管理数据设备包括GIS/DMS服务器、DMIS服务器、调度管理工作站、GIS工作站及配电管理工作站;各工作站与DMIS管理数据网连接,该网输出的数据通过GIS/DMS服务器、DMIS服务器经物理隔离与主网连接。
4.按权利要求1所述的一种电力智能调度管理系统,其特征在于:数据采集子系统还能单独设立远程终端配电子站,该配电子站采用远方网络型终端设备直接连接在数据采集网络或利用主网直接连接终端服务器,进行数据采集处理。
5.按权利要求1或3所述的一种电力智能调度管理系统,其特征在于:管理数据子系统中的调度管理工作站,GIS工作站,配网管理工作站的各功能模块的设计参照IEC 61968 配网管理系统接口标准。
6.按权利要求1所述的一种电力智能调度管理系统,其特征在于:管理数据子系统中还设有DMIS数据代理服务器和TOB数据代理服务器,该两服务器分别与主网连接通过物理隔离与管理数据子系统连接。
7.按权利要求1所述的一种电力智能调度管理系统,其特征在于:物理隔离为高速串口 USB或RS-232,GIS/DMS服务器、DMIS服务器、TOB服务器通过该高速串口与维护工作站连接。
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