EMS/DMS一体化通信系统设计王业平　罗小莉　邬俊杰　郭剑虹摘　要　随着配电自动化工作的深入开展，配电自动化系统与调度自动化系统的通信系统设计显得十分重要。文中介绍了现有的集中式通信模式，指出其不足之处，提出了一种分层式网络化的通信模式，能够将DMS，EMS，MIS等系统通过路由器接入广域网，实现信息共享，并就该通信方案在配电自动化系统的可扩性、规范自动化系统内的通信协议、充分利用高速宽带通信媒介等方面，以及该通信模式的优越性和实现方式进行了分析，同时探讨了网络数据库的概念及网络数据的交换方式。
关键词　DMS　EMS　通信网络　通信协议
分类号　TM73DESIGNOFTHECOMMUNICATIONSYSTEMFORINTEGRATEDEMS/DMSWangYeping，LuoXiaoli，WuJunjie，GuoJianhong
NanjingAutomationResearchInstitute，210003，Nanjing，ChinaAbstract　Communicationsystemsindistributionautomationsystemanddispatchingautomationsystembecomemoreandmoreimportantalongwiththein-depthdevelopmentofthedistributionautomationwork.Thecurrentcentralizedcommunicationmodelanditsdefectsareintroduced.Basedonitthepaperproposesahierarchicalnetworkcommunicationmodel,bywhichDMS,EMS,MIScanaccessWANthroughtherouterstorealizetheinformationsharing.Theexpandabilityindistributionautomationsystemoftheproposedscheme,thestandardizationofthecommunicationprotocols,thefullutilizationofthecommunicationmediumwithhighspeedandbroadbandaswellasthesuperiorityandtheimplementingmethodofthehierarchicalnetworkcommunicationmodelareanalyzed.Lastlythepaperdiscussestheconceptofnetworkdatabaseandtheexchangepatternofnetworkdata.
Keywords　DMS　EMS　communicationnetwork　communicationprotocol0　引言
　　随着城网改造和配电自动化^［1，2］工作的逐步开展，对通信系统的建立提出了越来越高的要求。配电自动化系统是一个非常复杂的系统，不仅所面对的配电网设备数量庞大、种类繁多、地域分布广、运行环境恶劣，而且作为一个地区综合自动化的一部分，它与地区调度的EMS或SCADA系统及管理信息系统(MIS)都有着千丝万缕的联系。因而，如何组建合理的通信机制将是整个配电自动化系统设计的关键。本文所提出的通信网络系统模型既能够规范、高效、准确地将分散且繁多的馈线终端或其他配电设备与配电自动化系统主站进行数据通信，又能够方便地与其他自动化系统实现数据交换。1　通信系统现状
1.1　调度自动化系统的通信模式
　　传统的调度自动化系统，其信息一般来自各级变电站或电厂，信息类型也局限于遥信、遥测、电能量、遥控等，各个分站都建立独立的通信通道，主站与RTU之间一般采用点对点的通信方式。根据分级调度原则，各级调度不可能接入数量很多的RTU设备，因此，调度自动化系统都采用集中式、并由调度自动化系统主站集成的通信方式，这也是被普遍采用的通信方式。
1.2　配电自动化系统的通信模式
　　配电自动化系统管理众多的站端设备，既有容量较大的开闭所RTU和变电站RTU，又有分布较广的10kV馈线终端(FTU)，还有自动化抄表系统、配电综合测试仪以及各种保护设备。信息种类也不局限于调度自动化系统的“四遥”数据，还包括一些其他类型的数据。连接这些设备的通信线路的种类也很多，其中常用的有光纤、无线扩频、配电线载波、无线通信系统（UHF或VHF）、微波通信、专线RS485等。目前，很多地区的配电自动化系统都处于探索阶段，仅以几条线路作为试点。因此，在通信方式上继续沿用由主站集成的通信模式。
1.3　地区综合自动化模式
　　由于调度自动化(SCADA/EMS)数据与配电自动化（DA）的数据紧密相关，它们虽可以相互独立存在，构成两种独立的系统，但在经济性和自动化系统的管理方面存在很多问题。因此，很多地区进行自动化系统设计时，都在考虑一种合适的综合自动化通信模式(见图1)。图1　一种地区综合自动化通信模式
Fig.1　Acommunicationmodelforregionalintegratedautomation　　图1所示综合自动化通信模式的特点是用一套数据采集前置机来收集数据。最显著的效果是将调度自动化系统数据与配电自动化系统数据由前置机关联起来，避免了两套系统采集同一数据源时造成的通道重复使用，或者并接通道造成数据的不可靠性。这种模式要求数据采集前置机具有较大的I/O吞吐能力和数据处理能力，并具有高度的可靠性。2　分层网络结构模式
　　目前我国电力系统实时通信现状与计算机技术、现代网络技术的发展有一定差距，由调度自动化系统和配电自动化系统的主站来构成面向终端的集中式的通信方式还停留在数据通信网发展的初级阶段，严格地讲还不是一个网络系统。
　　配电自动化的引入，使通信网这一具有长期性和复杂性的系统工程更要适应现代自动化技术的发展需求，因此EMS/DMS的设计应从通信系统设计入手，数据采集与传输应从信息化的角度考虑。在此，提出了一种分层式网络通信模型（见图2）。图2　分层式网络通信模式
Fig.2　Hierarchicalnetworkcommunicationmodel　　如图2所示，配电自动化设备和变电站内各种不同类型的自动化设备由通信子站来集成。配调中心、地区调度、MIS、上/下级调度系统不仅可通过网络相互之间交换数据，而且可以从网上经通信子站得到某一台RTU或FTU的信息。在通信子站内具有RTU，FTU及其他设备的信息映象，可以使RTU及其他设备信息网络化。
　　这种适应于配电自动化系统引入的分层网络结构通信模式还基于以下几方面考虑。
2.1　配电自动化系统的可扩性
　　可根据各地区配电网的实际情况来配置自己的系统规模，以地区的重要性及变电站自动化为基础，逐步扩大至管理变电站的若干条出线设备的处理单元，并局部地对配网的网络拓扑结构进行改造，使其馈线分段化或配网环网化，在变电站内实现故障隔离与网络重构。一个配电自动化系统建立后，变电站的部分控制权将转交给配电自动化系统主站所在的配调中心，变电站局部投资自然地被保护。也可在系统设计阶段，以配调中心为基础逐条建立市区、高新技术开发区、郊区的配电自动化，这种网络模式也将很有生命力。总之，一次性规划电力自动化系统的通信系统，可以大大减少工程投入和避免重复投资。
2.2　规范通信协议
　　配电自动化系统的设备很多，品种多样，因此调度自动化系统和配电自动化系统采用的传输协议也有很多种，如果每接入一种新设备，都要修改和添加程序，这将给系统的维护造成极大的困难。为了保证系统的可维护性，应规范整个通信系统的通信协议。而图2所示分层网络通信模式对规范网络通信极为有利。配电自动化系统或调度自动化系统的主站配有全网的数据源信息，其中包括各通信子站的节点、线路、规约等信息，产生各通信子站对分散站点的轮循路由表、节点线路表，并用同一种下装机制，将这些信息下载至通信子站，使其具备数据采集的条件，这样配电自动化系统主站可直接同各种配电终端设备交换数据，也可由通信子站将数据集中转送至配电自动化系统或调度自动化系统主站。
2.3　充分利用高速宽带通信媒介
　　目前很多地调通信网络主干道采用数字微波，每[1][2]下一页