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摘要：混合平台的集控站系统充分利用先进的硬件构架和软件集成技术保证了系统的安全可靠和易于操作。该系统采用了分组、分层、分布式通用平台设计， Client/Server结构，和分布式数据库管理技术，在安徽电网得到了广泛的应用。
Abstract:Mixing platform of centralized control station system make full use of advanced hardware and software integration technology to ensure the security of the system and easy to operate.The system utilizes a packet, hierarchical, distributed universal platform design, Client/Server structure and distributed database management technology.The system has been widely used in Anhui Electric Power Corporation.
关键词：集控站（Centralized control station） 混合平台（Mixing platform） 安全性（Safety）
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1. 前言
随着电网建设的快速发展，综合自动化技术的广泛应用，大量无人值班变电站也将投入运行。传统的变电生产和运行管理方式已经不能适应发展的需要，必须向集约化的管理方式转变，实现分层分布式的调度运行管理模式。所以，为推进科技进步和减人增效，提高全员劳动生产率，进行集控站系统建设，实行变电站集控运行管理势在必行。而采用单一操作平台的集控站系统在实际的运行应用中遇到了不少问题：
①单一WINDOWS平台系统稳定性和可靠性难以保证，且对多线程的任务处理支持有限；WINDOWS系统还容易感染病毒，数据和文件易于遭到破坏，难以保证数据的安全性与可用性。而集控站系统要对下辖各变电站的进行实时数据监控和操作，一旦系统崩溃将会造成重大的经济损失和安全隐患。
②单一UNIX平台则因为界面开发很困难，导致人机界面不够人性化、不够美观实用，普通的变电运行人员难以熟练掌握其操作和应用，同时系统维护起来难度也较大。
基于上述原因，使用混合平台的集控站系统，充分结合WINDOWS和UNIX系统的优点、有效避免其系统固有缺陷，扬长避短，为用户提供一套安全、稳定且易于操作的集控站系统成为我们面临的重大课题。
2. 基于混合平台的集控站系统技术研究
作为一个成功的系统必须面向用户需求、根据用户面临的问题和现状，而服务于用户。基于混合平台的集控站系统采用先进的计算机、网络通信、电子智能装置、软硬件集成等技術，服务于电网向集控运行管理模式转变，能够为提高劳动生产率，实现减人增效提供可靠的技术保障的系统。
2.1 混合平台的集控站系统采用的关键技术
混合平台的集控站系统结合了的Unix的稳定性与Windows的易操作性，在设计时本着安全、可靠、先进、准确的原则，保证了技术上的开放性、扩展性、可靠性、安全性和可维护性。
（1）开放性。遵守有关的工业标准，遵循CIM模型开发,支持系统软硬件升级和第三方功能开发，支持软硬件垮平台。
（2）扩展性。按照分层、分级、分布式的软件、硬件功能设计，采用积木式的功能组装，功能扩充时不影响系统的正常运行。
（3）可靠性。在硬件级，服务器、工作站、网络采用热备用运行方式，具有自诊断、自动切换功能，切换不影响系统的正常运行。所有的软件子系统具有进程复制和进程容错功能。
（4）安全性。采用多层、分级安全管理模式。在系统级，采用路由器或网桥隔离其他系统的访问，使用先进的防火墙技术，防止黑客进入系统；在用户级，根据工作性质将用户分为不同的级别，采用分层口令和权限管理机制。
（5）可维护性。具有自校正、自诊断和排除一般性故障的能力和措施。系统采用通用平台和中间件设计模式。以满足不断扩大的应用功能的开发和接入。
系统运用Client/Server 网络结构：硬件平台采用服务器和客户机，服务器由数据服务器和前置服务器组成，客户机由监控工作站和维护工作站组成；软件平台采用Unix、Windows混合平台模式，采用Oracle商用数据库实现数据库管理功能。在服务器端使用Unix平台，在客户机端采用Windows平台，实现分层分布开放式系统结构要求，同时具有安全性、可靠性和可扩展性。
2.1.1 分组、分层、分布式通用平台设计技术
混合平台的集控站系统采用分组﹑分层﹑分布式通用平台设计。持续开放的通用网络平台从设计上着力克服集中处理的数据量过于庞大，造成系统负荷率居高不下的缺点，不仅在应用上分布，还采取分组、分层的设计模式，真正实现全系统的服务、应用的分布式处理。如下图所示：
由上图可以看出，应用与服务按组分类，每组应用或分类依然采用主备双机热备用的体系，不同应用组分别与不同服务器组对应实现数据交换，这样无论是应用、服务器上的运行负荷，网络的数据流量都较传统的集中控制方式，有相当大的优化与提高，体现了分布式控制的核心。
2.1.2采用Client/Server结构
C/S 机制目前在调度自动化和配网自动化的实时处理系统中，得到了广泛的应用。在设计上，这些实时处理平台一般有以下特点：
（1） 按功能需求，分布节点应用；
（2） 有主服务器作为SERVER 端，其它节点作为CLIENT 端，服务器集中处理实时信息的交互；
（3）节点的应用一般按主备双机热备用方式配置与实现。
2.1.3 分布式数据库管理技术
• 方便、友好的数据库查询工具：利用系统人机交互访问界面，可方便地生成和查询数据；可单个或成组增加数据记录；可单个或成组删除数据记录；可按照单个或成组数据项复制单个或成组数据记录（复制数据表中多个记录和多个数据项所形成的区域）；可修改数据项。
• 数据库的一致性维护：在正常运行情况下，对数据库的修改，无论来自应用程序的访问，还是来自任何工作站商用人机交互访问界面修改数据库，系统均自动维护主数据库和备用数据库的一致性。在单机运行情况下，只要备用机重新恢复运行，通过两台服务器之间日志文件的相互比较，实现备用系统的数据恢复，以实现双服务器的数据一致性。
• 实时数据库的自动恢复：实时数据库服务器离线后, 再次在线时, 系统首先自动依据关系库使离线服务器实现基础同步(描述参数，状态值等), 再进一步依据主服务器实现精确同步(累计/统计值)。
• 实时数据库的复制：实时数据库的启动可以有两种方式，一种是从数据库加载，第二种是实时数据库的复制。这两种方式在混合平台的集控站系统中均得到采用，在主服务器启动的时候从数据库加载，备服务器启动时从主服务器实时库中进行复制，这样不仅减少的数据库服务器的负担，也使得主备服务器的数据一致。
• 实时数据库的镜像：镜像实时数据库是非常必要的，通过实时数据库的优化复制来实现实时数据库的镜像，适合任意服务器。通过正向型的物理隔离设备，将Web服务器隔离在监控系统外。在满足实时监控系统安全性的同时，对外网访问数据进行隔离。MIS等安全等级较低的网络只能通过IE浏览器访问镜像数据，任何病毒和黑客攻击都无法感染实时监控系统，保证了电力调度的安全性和稳定性。
2.2 系统在工程实践中的具体构成
我们在工程实施中，对集控站系统进行了功能优化和集成，使其具备了强大的功能，它由五大组成部分：
（1） 集控站SCADA系统；
（2） 自动化厂站设备 ；
（3） 通信传输通道 ；
（4） 微机“五防”闭锁系统 ；
（5）安防监控系统 。
集控站SCADA系统实现受控无人值班变电站的数据采集和监控功能，实现与地区调度中心和其它集控站的数据共享功能。
自动化厂站由各个需要接入的受控变电站组成，集控站系统设计的主要目的就是要实现对这些厂站的数据采集和监控，在减人增效的同事保证电网的安全稳定运行。
通信传输通道实现各种数据由变电站到集控主站的传输。
集控站微机“五防”系统实现运行人员按照既定的安全操作程序，对电气设备进行集中操作，避免电气设备的误操作，实现部颁的五防要求。实现标准操作票录入、开操作票(包括二次操作票)、有关信息检索、统计报表、培训演练等功能，具有微机图形操作票专家系统。
集控站安防监控系统以集控站为中心，实现对各受控站的图像信息的监视、防火防盗报警信息的处理，并通过网络传送至地区监控中心。
系统构成图如下：
2.3对集控站下一步技术发展的展望
（1）随着技术的发展，研究统一和规范五防系统规约和接口标准，解决不同制造厂五防系统不能组网的问题；同时要求各厂家开发微机五防UNIX操作系统，满足二次安全防护的要求。
（2）随着集控规模的扩大和实际监控运行中的效果来看，需建立集控站系统的信息规范和标准，合理实现集控站信息系统的分类分级和智能告警功能。
（3）为了解决运行人员不足和减少人为操作失误，对集控运行的变电站需进行变电站程序化操作技术的研究。
参考文献：
《安徽省电力公司集控站典型设计方案》
DL 5002-2005《地区电网调度自动化设计技术规程》
GB/T 2887-2000《电子计算机场地通用规范》
附言：郑跃军，男，出生于1977年，助理工程师，工作于安徽继远电网技术有限责任公司，长期从事电网综合自动化系统、调度自动化系统等方面的工作和研究。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract:Mixing platform of centralized control station system make full use of advanced hardware and software integration technology to ensure the security of the system and easy to operate.The system utilizes a packet, hierarchical, distributed universal platform design, Client/Server structure and distributed database management technology.The system has been widely used in Anhui Electric Power Corporation.
关键词：集控站（Centralized control station） 混合平台（Mixing platform） 安全性（Safety）
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1. 前言
随着电网建设的快速发展，综合自动化技术的广泛应用，大量无人值班变电站也将投入运行。传统的变电生产和运行管理方式已经不能适应发展的需要，必须向集约化的管理方式转变，实现分层分布式的调度运行管理模式。所以，为推进科技进步和减人增效，提高全员劳动生产率，进行集控站系统建设，实行变电站集控运行管理势在必行。而采用单一操作平台的集控站系统在实际的运行应用中遇到了不少问题：
①单一WINDOWS平台系统稳定性和可靠性难以保证，且对多线程的任务处理支持有限；WINDOWS系统还容易感染病毒，数据和文件易于遭到破坏，难以保证数据的安全性与可用性。而集控站系统要对下辖各变电站的进行实时数据监控和操作，一旦系统崩溃将会造成重大的经济损失和安全隐患。
②单一UNIX平台则因为界面开发很困难，导致人机界面不够人性化、不够美观实用，普通的变电运行人员难以熟练掌握其操作和应用，同时系统维护起来难度也较大。
基于上述原因，使用混合平台的集控站系统，充分结合WINDOWS和UNIX系统的优点、有效避免其系统固有缺陷，扬长避短，为用户提供一套安全、稳定且易于操作的集控站系统成为我们面临的重大课题。
2. 基于混合平台的集控站系统技术研究
作为一个成功的系统必须面向用户需求、根据用户面临的问题和现状，而服务于用户。基于混合平台的集控站系统采用先进的计算机、网络通信、电子智能装置、软硬件集成等技術，服务于电网向集控运行管理模式转变，能够为提高劳动生产率，实现减人增效提供可靠的技术保障的系统。
2.1 混合平台的集控站系统采用的关键技术
混合平台的集控站系统结合了的Unix的稳定性与Windows的易操作性，在设计时本着安全、可靠、先进、准确的原则，保证了技术上的开放性、扩展性、可靠性、安全性和可维护性。
（1）开放性。遵守有关的工业标准，遵循CIM模型开发,支持系统软硬件升级和第三方功能开发，支持软硬件垮平台。
（2）扩展性。按照分层、分级、分布式的软件、硬件功能设计，采用积木式的功能组装，功能扩充时不影响系统的正常运行。
（3）可靠性。在硬件级，服务器、工作站、网络采用热备用运行方式，具有自诊断、自动切换功能，切换不影响系统的正常运行。所有的软件子系统具有进程复制和进程容错功能。
（4）安全性。采用多层、分级安全管理模式。在系统级，采用路由器或网桥隔离其他系统的访问，使用先进的防火墙技术，防止黑客进入系统；在用户级，根据工作性质将用户分为不同的级别，采用分层口令和权限管理机制。
（5）可维护性。具有自校正、自诊断和排除一般性故障的能力和措施。系统采用通用平台和中间件设计模式。以满足不断扩大的应用功能的开发和接入。
系统运用Client/Server 网络结构：硬件平台采用服务器和客户机，服务器由数据服务器和前置服务器组成，客户机由监控工作站和维护工作站组成；软件平台采用Unix、Windows混合平台模式，采用Oracle商用数据库实现数据库管理功能。在服务器端使用Unix平台，在客户机端采用Windows平台，实现分层分布开放式系统结构要求，同时具有安全性、可靠性和可扩展性。
2.1.1 分组、分层、分布式通用平台设计技术
混合平台的集控站系统采用分组﹑分层﹑分布式通用平台设计。持续开放的通用网络平台从设计上着力克服集中处理的数据量过于庞大，造成系统负荷率居高不下的缺点，不仅在应用上分布，还采取分组、分层的设计模式，真正实现全系统的服务、应用的分布式处理。如下图所示：
由上图可以看出，应用与服务按组分类，每组应用或分类依然采用主备双机热备用的体系，不同应用组分别与不同服务器组对应实现数据交换，这样无论是应用、服务器上的运行负荷，网络的数据流量都较传统的集中控制方式，有相当大的优化与提高，体现了分布式控制的核心。
2.1.2采用Client/Server结构
C/S 机制目前在调度自动化和配网自动化的实时处理系统中，得到了广泛的应用。在设计上，这些实时处理平台一般有以下特点：
（1） 按功能需求，分布节点应用；
（2） 有主服务器作为SERVER 端，其它节点作为CLIENT 端，服务器集中处理实时信息的交互；
（3）节点的应用一般按主备双机热备用方式配置与实现。
2.1.3 分布式数据库管理技术
• 方便、友好的数据库查询工具：利用系统人机交互访问界面，可方便地生成和查询数据；可单个或成组增加数据记录；可单个或成组删除数据记录；可按照单个或成组数据项复制单个或成组数据记录（复制数据表中多个记录和多个数据项所形成的区域）；可修改数据项。
• 数据库的一致性维护：在正常运行情况下，对数据库的修改，无论来自应用程序的访问，还是来自任何工作站商用人机交互访问界面修改数据库，系统均自动维护主数据库和备用数据库的一致性。在单机运行情况下，只要备用机重新恢复运行，通过两台服务器之间日志文件的相互比较，实现备用系统的数据恢复，以实现双服务器的数据一致性。
• 实时数据库的自动恢复：实时数据库服务器离线后, 再次在线时, 系统首先自动依据关系库使离线服务器实现基础同步(描述参数，状态值等), 再进一步依据主服务器实现精确同步(累计/统计值)。
• 实时数据库的复制：实时数据库的启动可以有两种方式，一种是从数据库加载，第二种是实时数据库的复制。这两种方式在混合平台的集控站系统中均得到采用，在主服务器启动的时候从数据库加载，备服务器启动时从主服务器实时库中进行复制，这样不仅减少的数据库服务器的负担，也使得主备服务器的数据一致。
• 实时数据库的镜像：镜像实时数据库是非常必要的，通过实时数据库的优化复制来实现实时数据库的镜像，适合任意服务器。通过正向型的物理隔离设备，将Web服务器隔离在监控系统外。在满足实时监控系统安全性的同时，对外网访问数据进行隔离。MIS等安全等级较低的网络只能通过IE浏览器访问镜像数据，任何病毒和黑客攻击都无法感染实时监控系统，保证了电力调度的安全性和稳定性。
2.2 系统在工程实践中的具体构成
我们在工程实施中，对集控站系统进行了功能优化和集成，使其具备了强大的功能，它由五大组成部分：
（1） 集控站SCADA系统；
（2） 自动化厂站设备 ；
（3） 通信传输通道 ；
（4） 微机“五防”闭锁系统 ；
（5）安防监控系统 。
集控站SCADA系统实现受控无人值班变电站的数据采集和监控功能，实现与地区调度中心和其它集控站的数据共享功能。
自动化厂站由各个需要接入的受控变电站组成，集控站系统设计的主要目的就是要实现对这些厂站的数据采集和监控，在减人增效的同事保证电网的安全稳定运行。
通信传输通道实现各种数据由变电站到集控主站的传输。
集控站微机“五防”系统实现运行人员按照既定的安全操作程序，对电气设备进行集中操作，避免电气设备的误操作，实现部颁的五防要求。实现标准操作票录入、开操作票(包括二次操作票)、有关信息检索、统计报表、培训演练等功能，具有微机图形操作票专家系统。
集控站安防监控系统以集控站为中心，实现对各受控站的图像信息的监视、防火防盗报警信息的处理，并通过网络传送至地区监控中心。
系统构成图如下：
2.3对集控站下一步技术发展的展望
（1）随着技术的发展，研究统一和规范五防系统规约和接口标准，解决不同制造厂五防系统不能组网的问题；同时要求各厂家开发微机五防UNIX操作系统，满足二次安全防护的要求。
（2）随着集控规模的扩大和实际监控运行中的效果来看，需建立集控站系统的信息规范和标准，合理实现集控站信息系统的分类分级和智能告警功能。
（3）为了解决运行人员不足和减少人为操作失误，对集控运行的变电站需进行变电站程序化操作技术的研究。
参考文献：
《安徽省电力公司集控站典型设计方案》
DL 5002-2005《地区电网调度自动化设计技术规程》
GB/T 2887-2000《电子计算机场地通用规范》
附言：郑跃军，男，出生于1977年，助理工程师，工作于安徽继远电网技术有限责任公司，长期从事电网综合自动化系统、调度自动化系统等方面的工作和研究。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。