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网络化能量管理系统的研究

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/27 18:52:23   

 关键词:  变压器 网络 管理系统

网络化能量管理系统的研究周明 任建文 杨以涵 徐开理 宋怡强 刘志雄 莫有光关键词 能量管理系统 网络通信技术 可视化图形技术 面向对象编程技术
分类号 TM734STUDYONENERGYMANAGEMENTSYSTEMBASEDONNETWORKZhouMing,RenJianwen,YangYihan,XuKaili
(NorthChinaUniversityofElectricPower,071003,Baoding,China)
SongYiqiang
(NationalElectricPowerDispatchingCenter,100761,Beijing,China)
LiuZhixiong,MoYouguang
(SanshuiElectricPowerBureau,518100,Sanshui,China)Keywords EMS networkcommunication visualfiguretool object-orientedprogrammingtechnology0 引言
  90年代初,一些单位引进了国外先进的基于工作站的分布式能量管理系统(EMS),促进了国内分布式调度自动化系统的发展及EMS的应用研究[1,2]。但在引进时考虑到资金和国情,往往只购进基本的SCADA功能,其他的一些分析应用软件(即所谓高级应用功能),如调度员潮流、事故判断、调度操作仿真、MIS等,都迫切需要再开发、研究。
  本文在广东三水电业局引进西门子的基于SUN工作站的SCADA系统基础上,利用网络和计算机通信技术、人工智能和可视化图形技术以及面向对象的编程技术[3,4],进行了下列几方面的开发,旨在拓展和延伸现有SCADA系统功能,且在充分利用现有系统功能的情况下,对SCADA系统向网络化EMS升级进行了有益的探索。1 系统组成
  三水电业局能量管理系统(简称三水EMS)是在引进的SUNSparc工作站的基础上进行网络扩充的,主要由3部分组成:SpectrumSCADA工作站、WindowsNT服务器和若干台微机(参见图1)。图1 三水EMS组成
Fig.1 ConfigurationofSanshuiEMS  运行于SCADA工作站上的实时数据接口系统完成实时数据的采集、分发和传送,通过TCP/IP传输协议将工作站与WindowsNT及MIS联接起来。通过LAN接口可以扩展多台客户机,建立调度楼内的局域网,实现分散安装,调度、运行、管理等功能协调一致的调度自动化系统。还可以通过Modem及电话线,建立调度中心与变电站当地控制系统之间的拨号网联系,弥补由于通信通道限制的缺陷,实现调度中心和变电站当地信息共享和互补,建立调度中心与变电站之间的广域网联系,为建立企业内部的Intranet系统奠定了基础。
  目前联网运行方式是:SCADA工作站可扩展5个链路,即除了带WindowsNT服务器和MIS两个链路外,还有3个链路备用。从理论上讲一台WindowsNT服务器所能带的链路数取决于操作系统配置,并兼顾CPU速度和功能两方面,目前开放5个链路。在线事故判断、SCADA系统、调度员潮流、调度操作仿真、操作票系统,这些应用软件可以分别占用1个链路,也可组合在一二个链路上(图1给出的是分占链路的情形)。
  从软件方面,工作站和WindowsNT服务器都可增加联接链路;从硬件方面,可增加微机数量,扩大网络容量。2 系统功能及实现
2.1 SCADA工作站

  SCADA工作站上实时数据接口与管理服务器由3个进程组成。
  a.
实时数据采集进程:连续查询实时SCADA数据库,将所有实时数据发往微机网络,根据需要可设置历史数据缓存区。
  b.网络通信管理进程:监视和管理其他计算机的联接请求,并转发数据;与变电站当地控制系统建立拨号网络联系,采集或提供数据。
  c.数据库管理进程:采用关系型数据库管理技术开发,负责从实时SCADA数据库中摘录和配置所需的数据项,并提供离线调试数据平台。
2.2 WindowsNT服务器
  WindowsNT上的数据接收与转发网络服务器完成下列功能。
  a.
保持与实时SCADA数据库的不间断联系;
  b.接收工作站上发来的数据报文,并进行正确的报文解释和数据定位,进行必要的数据缓存,以满足不同客户机的数据要求;
  c.监视和管理下位机:接纳管理员授权的客户机的链接,并响应客户机的请求,监视客户机的链接情况,管理员也可根据系统情况终止与某一客户机的链接;
  d.与变电站当地控制系统建立拨号网络联系;
  e.提供客户机的请求服务;
  f.数据库管理:保持WindowsNT服务器上的数据库与实时SCADA数据库的映射关系,同时根据需要,还可以增加一些中间量,例如在较低电压等级刀闸信息传送通道不畅时,尝试通过拨号网络获取信息。
2.3 应用软件功能
  a.
可视化的作图工具。直观地绘制系统图、厂站接线图、二次保护压板图等。图符的状态可根据表达式的值而定,例如:三水系统10kV刀闸信息暂未传到调度中心,10kV刀闸状态可根据对应开关状态确定。
  b.在全图形上实时显示遥测量的数值、开关状态;在具备操作权限和操作逻辑正确的条件下,可直接在图上操作开关、刀闸、二次压板、调整出力和变压器分接头等。
  c.具有实时报警信息显示功能。
  d.网络拓扑分析及实时故障判断专家系统。该系统在建立网络拓扑结构知识表示及数学模型的基础上,利用实时开关变位信息和保护动作信息,进行网络拓扑分析和分层推理,确定故障元件,并将分析结果以多媒体方式显示。
  e.除具有调度员操作仿真功能外,针对大量无人值班变电站的出现,设立集控站方式的操作票及仿真系统。能自动开倒闸操作票,也能在图形上手工开操作票,且在图形上进行模拟操作。操作逻辑(包括一次和二次逻辑)、操作术语、打印格式等都可由用户维护。可与防误闭锁装置连接,真正达到训练人员和防止误操作的目的。3 结语
  a.
在原有工作站SCADA系统基础上,开发出一个性能价格比优良的SCADA/EMS系统,在建立网络化的EMS方面进行了有益的探索。建立了集EMS和MIS于一体的局域网络,为建立企业内部的Intranet系统奠定了基础。
  b.扩充性能好:可以根据发展需要不断扩充、更新,增加硬、软件,系统扩充方便。
  c.开放性和用户可维护性好。在微机网络上开发的SCADA系统及其他应用软件在数据结构、界面等方面与实时SCADA系统保持良好的映射关系和一致性。在图形制作与维护、数据库建立与维护等方面采用了“所见即所得”的可视化编程技术,用户使用与维护方便。
  d.采用了网络编程、多进程、多线程、可视化编程等多项新技术,使系统具有良好的兼容性。从系统构造、开发到实施全过程均保持了很好的通用性和普遍性,系统移植和再开发容易。作者简介:周 明,女,1967年生,讲师,主要从事人工智能、EMS方面研究。
     任建文,男,1962年生,博士,副教授,主要从事人工智能、电力系统自动化方面研究。
     杨以涵,男,1927年生,教授,博士生导师,从事人工智能、电力系统自动化、电力市场等方面研究。
作者单位:周 明 任建文 杨以涵 徐开理(华北电力大学电力系 071003 河北保定)
     宋怡强(国家电力调度通信中心 100761 北京)
     刘志雄 莫有光(三水市电力工业局 518100 广东三水)参考文献
1 王明俊,傅书逖,吴玉生.面向对象设计的开放式能量管理系统.北京:中国电力出版社,1997
2 于尔铿,刘广一,周京阳,等.能量管理系统(EMS):第14讲 能量管理系统(EMS)技术展望.电力系统自动化,1998,22(2)
3 张小平,王 伟.面向对象的程序设计及其在EMS软件中的应用.电力系统自动化,1998,22(5)
4 罗玉孙,姜 彬,叶 周,等.EMS人机界面的分布式和面向对象管理.电力系统自动化,1997,21(9)1998-11-11收稿。

来源:中国电力资料网
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