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[行业技术文章]基于客户/服务器模式的调度自动化

更新:2013-01-20

摘要:该文介绍了基于功能散布的客户/服务器模式的海丰电网调剂自动化系统的设计思想,分析了海丰电网调剂自动化系统的硬软件整体结构、系统功能和特点,介绍了数据库治理系统实时数据流。

要害词:客户/服务器;调剂自动化

 

1海丰电网调剂治理系统概况

海丰县位于广东省东南沿海。至2004年末,海丰县共建有变电站8座,其中220kv有海丰站1座,110kv站5座,35kv变电站有2座。全县总供电约400GWh,年夜负荷约100MW。

随着电力工的快速成长,电力系统的结构和运行方式越来越复杂多变,同时对电能、供电靠得住性和经济运行性的要求也越来越高。先前的海丰电网调剂治理系统仍是落后的手工录进、查询和统计,已不能知足现代电力系统的要求。针对这一现状开发了海丰电网调剂自动化系统。

2调剂自动化系统设计思想

海丰电网调剂自动化系统体现开放式系统设计思想。系统多采用尺度为主,如操作系统采用windows系列,数据库为sybase,网络为TCP/IP协议等,在支持软件及与其它系统互联等方面具有开放的特征。系统的开放性还延长至运用系统。运用软件的开放性设计从根蒂根基的运用软件平台层,一直到用户级。运用系统的开放性设计具有多条理特征,为多方位、多条理延续拓展系统功能提供了根蒂根基。

系统依照功能散布的多服务器整体构架设计,不外分依靠集中的服务器资本,采用合适尺度的网络构架,将系统功能有序地散布到网上的各个节点:数据收集服务器、SCADA/实时数据库服务器、历史数据服务器、调剂员工作站、维护报表节点等。同时,可按用户设置装备摆设,每一个节点可以完成自力的功能模块,也可运用多个功能模块。

海丰电网调剂自动化系统依照客户/服务器系统结构来实现。客户/服务器系统结构的进步前辈性在于其既有集中式服务器服务处置能力,又具有节点散布式系统的点,将对服务器的同享有用地延拓至所有网络节点。客户/服务器系统结构以服务器为中心,以网络支持为根蒂根基,实现系统内资本服务同享。它以客户端发出请求,经由过程网络提交给服务器,服务器接受请求,完成响应功能(如计较、数据治理等),再将服务成效从网络中返回到客户端,由客户端终享用服务请求的成效。多种服务器,如SCADA服务器,Sybase历史数据服务器,在系统中可散布在各个自力的节点上,也可组合在一起驻留在一个节点上(如维护工作站与报表工作站)。它们有时可划分为分歧的客户端功能模块提供服务,有时为统一客户端功能模块服务(如数据库治理维护界面)。各个节点在执行各类丰硕多样的功能使命时,不时变换着成为分歧服务器的客户。这类拓展了的功能散布的客户/服务器模式的系统结构是本系统的精髓所在。

3系统功能与结构

凭据海丰电网的特点,系统采用双机双网冗余设置装备摆设。主网采用双以太网,其网络拓扑结构图如图1所示。服务器是系统的焦点,基本使命是数据处置和数据维护,并向客户机传送花式化的数据信息;客户机负责提供用户界面。系统具有SCADA系统的全数功能,如数据收集、实时数据显示、异常或事故报警、远控、远调、运行报表记实,和事务顺序记实、事故追思等,为整个电力系统提供了运行状态和监控手段。

3.1系统的硬件平台及结构

调剂自动化系统的根蒂根基地位和重要性突出要求其具有壮大的处置能力和高平安性和可用性。海丰电网调剂自动化系统的要害子系统节点均采用冗余设置装备摆设(如前置机和历史数据库服务器)。系统具有硬件装备和软件使命模块的运行自监视功能,能够自动经由过程热备用切换等机制保证基本系统的正常运行。

SCADA历史服务器:负责保留各类SCADA系统的历史数据和整个系统的协调治理,连结实时数据库的新完整备份;负责组织各类历史数据并将其备份,以供服务器故障时恢复历史数据。采用客户/服务器结构系统,处置速度快、平安性高、保留容年夜,并具有尺度、开放的数据库会见接口。

前置机:采用双设置装备摆设互为热备用,用来与RTU通讯实现对电网实时运行信息收集,将实时数据提供给服务器的实时数据库,并依照运用所下达的指令实现对远方站的调控功能。每套设置装备摆设容为可接进16台双通道异步通讯远动装配。

维护/报表工作站:主要用于整个系统数据的建立及修改、画面建立和修改、报表生成、系统运行参数界说和修改、系统法式的维护和开发。此外,还用于对系统运行状态的实时监视,向RTU下载数据和发布饬令,对重要的工况参数进行实时打印及查看系统记实。

WEB网络通讯工作站:是与其他网络系统,如MIS网和广域网的联络站。经由过程WEB网络通讯工作站本系统可与外部系统进行数据交换和信息发布。

调剂员工作站:是调剂员直接操作的界面,提供所有功能的进口,显示各类画面、表格、告警信息和治理信息,提供远控、远调等操作界面,负责对模拟屏的控制。

GPS时钟:是系统的尺度时钟源,用RS232串口,以轮回花式传送时间旌旗灯号。

3.2系统软件平台及结构

软件平台包括三部门,即操作系统软件、数据库治理系统软件和SCADA运用软件。操作系统采用windows2000server及windowsxp;数据库系统由商用数据库sybase和自行开发的实时数据库两部门组成;运用软件的支持平台,主要包括绘图软件、报表软件和通讯软件等。软件平台采用了开放式和散布式的系统结构和面向对象的技术,建立在工尺度根蒂根基上,因而具有秀的开放性、可扩充性、可维护性。

操作系统:对于历史服务器,采用windows2000server系统;对于所有工作站,统一采用windowsxp操作系统。windows2000server及windowsxp是基于客户/服务器系统结构的多线程32位操作系统,可同时为多个客户提供实时服务;支持虚拟内存,具有秀的内存庇护机制,避免了因运用法式相互干扰而影响操作系统的正常运行。

数据库治理系统:为了在保证数据库会见的开放性和尺度性的条件下,知足电力系统数据会见和数据处置的实时响应性,数据库治理系统由商用数据库和自行开发的实时数据库两部门组成:商用数据库采用今朝行的Sybase数据库作为数据用法式运行平台,主要用于历史数据存储,数据库模式建立,和对外部系统的会见接口;实时数据库常驻内存,支持数据的快速会见和处置,支持客户/服务器模式SQL会见。电力系统的数据十分庞年夜,不是所有数据都需寄存在内存数据库中,可以按数据的以下特征来区分:①实时性,实时数据库的数据都具有一个时限与之相连,时限短的必需保留在内存数据库中;②高效性,频仍存取的数据必需寄存在内存数据库中;③要害性,要害性是指事务处置的重要性,为了确保系统的高效性,要害性数据好放置在内存数据库中。而数据模式、数据断面、历史数据等一般寄存在历史数据库中。实时数据流流程图如图2所示。历史数据库和实时数据库均支持冗余双服务器热备用机制,冗余服务器之间自动地连结数据的一致性。

SCADA运用软件:包括绘图软件、报表软件、前置系统软件和通讯软件。绘图软件是全图形化人机接口,为整个系统的各类用户提供利便、灵活的显示、操作手段和统一的感观。其主要功能有画面编纂、窗口及画面显示治理、交互式操作治理、曲线功能和拷贝功能等。报表软件可生成各类花式灵活的报表,并可在表中插图,具有灵活的报表处置功能,可进行表格内的各类数学运算。运算公式可在线设置和修改,可在报表上对报表数据进行修改。网络治理系统采用TCP/IP协议实现各网络节点之间的信息交换。TCP/IP协议中经常使用的是传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。使用TCP协议时网络开销较年夜,控制比力复杂,但经由过程协议可以对传输进行监视和控制,并能保证数据的靠得住传输,而且传输的数据长度不受限制。而UDP协议在控制上比力简单,网络开销比力小,不需要建立、维护和撤除链路,且支持广播报文;其错误谬误是数据传输不成靠,数据长度受限,非凡是在年夜使用广播报文时,有可能形成广播风暴,致使网络瘫痪。本系统划分哄骗了TCP和UDP协议的点而将其错误谬误下降到低点。对于传输频仍而对数据靠得住性要求不高的数据采用UDP协议,从而下降主机和网络的开销;对于偶然发生的、对数据靠得住性要求比力高的数据采用TCP协议传输,以提高数据传输的靠得住性。

本系统自投运以来,稳定靠得住,技术性能秀,为海丰电网的平安调剂和生产治理提供了准确的信息,到达减员增效的目的。