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摘要:电力系统的自动化综合应用信息平台应该在完成既有功能的同时,还应考虑应用间数据的交换、二次安全防护、实时数据的分析及跨平台的综合能力,在遵守面向电力系统对象及IEC61970/61968CIM时的基础上,构建实时平台,提出全新分组管理系统,使其能支撑多个应用,且应用间数据不是用协议转发的方法,这就解决了多应用无缝集成问题。
关键词:电力系统;综合应用;信息平台
一、构建实时平台
(一)遵守IEC61970/61968CIM的模型
IEC61970/61968CIM的模型展现了一个有关电力信息系统的全方位逻辑视图,它通过提供一项准确的方式,即通过属性、对象类及它们之间相互关系,以此表现电力系统资源。CIM是 IEC61970/61968CIMD的重點,其诠释了覆盖在所有面向电力系统模式的应用。从IEC61970/61968CIMD诞生到现在,其在工业界产生了特别重要的影响力。信息平台也遵守IEC61970/61968CIMD的标准,其在面对电力自动化的应用上也起到支撑的作用,其实现了资源的统一建造模型,建立了通用的数据字典模型。
(二)实现CIMD的继承(Generalization)关系
有两种方法实现继承关系:第一,构建两者储存间的关联,即在派生中仅仅储存固有的关联与属性,而从基类继承的关联与属性仍然不变。第二,派生类的扩充,可用基类的关联与属性实现,派生类中储存派生类固有关联与属性、派生类从基类遗承的关联与属性。
考虑到互为类的建构简繁关系,譬如基类的概念发生了变化,则课采用方法一来改变基类的概念,这种属于容易维护的一类。而如果用办法二来改变基类及其所有的派生类的概念,则属于难于维护的情况。
从是否方便查找数据上考虑,如需要查询某个派生类对象的继承的关联和属性,办法1则较为麻烦,因为当关联与属性非间接继承继承是,应首先从派生类中查明在基类中的方位,再通过基类得到数据。但办法2却便利,可在派生类当中直接查的数据。
数据字典颗自动生成CIM实时数据库,且其不会发生经常的结构变化,所以,这里维护类结构难易程度可不予考虑,重要的是访问速度。综合分析以上因素,可选择办法2得到类之间的继承关系。
(三)应用管理模式的分组
电力自动化的主战系统的分层设计在应用方面得到推广,在分层基础上,本文设计了信息平台的分组管理模式,见图1。
信息平台包含了图1的数据总线层与公共服务层,且都是在C/S机制的基础上设计了电力实时监控的主战系统,系统的每个节点可通过广义的软总线实现数据的访问和共享。图2所展示的结构模式在配电自动化、调度自动化及电能量集抄等系列系统中应用非常广泛。
按应用分组的设计的提出推翻了主站系统设计的模型,从而实现了调度自动化、电能集抄及配电自动化等系统的集成。此种设计理念实现了信息平台支撑应用的一体化设想。因配电自动化、电能量采集、调度自动化及负荷管理系统是大系统的重要部分,有统一的基层平台,在软线间实现系统间的信息交换,构成了电力系统应用上的统一平台。可见图3所示。此种分组设计,可实现应用无缝集成及按需扩展的能力。
二、图形包的跨平台设计
图形界面在监视、系统观察、操作等方面承担着重要的工作,以前在跨平台上面图形软件仅是图形上的格式,2套代码,在操作风格无法相同的情况下,跨平台界面的功能却相同,这增加了图形应用软件的开发难度,提高了开发成本和维护的困难。
Qt图形工具包作为一项图库工具,具有跨平台的CC++图形的用户界面。能够支持一切厂商的Unix及Windows平台,实现了图形系统的跨平台,同一套代码就能使各个操作系统平台上的操作风格和界面功能相同。图4是图形系统的设计模型。
模型采用图形核心算法、数据源及应用分离的理念,降低图形与应用间的耦合,使各个应用在图形系统上发挥更好。不同的应用使用相同图形界面,提高了系统的集成度。
三、安全隔离设备中的镜像代理
根据国家规定,I区实时系统需与III、IV系统隔离,但需保持数据的不丢失与单向,由此镜像代理系统诞生了。
见图5所示的系统结构,在安全III区放入镜像代理系统,I区系统服务器与镜像代理系统在数据库结构上相同,这等于I区主系统的镜像。依据电力系统二次安全防护的规定,需在镜像代理系统与I区间安装隔离装置,把I区的系统由安全隔离装置发到镜像代理系统上。镜像代理系统可接受系统参数、实时、历史数据事项,再将接收的信息发送给各应用。
同步软件的设计包含2部分,一组监测实时数据同步,在不同时段与镜像代理同步。二组负责实时文件、参数等数据的同步,立即发送实时产生的事项。在安全隔离装置故障下,第2组数据会建起缓存机制,在设备恢复后重新发送。需注意,因为考虑历史数据的的相同,所以必须I区的同步软件发送至镜像代理系统来保存。
四、运行实践
(一)××集控站的互为备用系统
××集控站的两个备用系统的硬件按一般配置,即双服务器双网络冗余配置,在一个系统瘫痪后另一个系统将完全承担集控站监控的空能,使其他集控站一样得到监控。见图6所示。
一般情形下,2个集控站的图形与参数一致,需在其中做接口实现,但基于DS3000集控站系统有不同方案,2个集控站其实是使用同一套监控系统,这两组运用,是用图形和参数的一致性来保证,不需另做接口实现。
(二) ××电力公司的一体化系统
调试运行后的××电力公司DS3000调度自动化系统,DS3000电能能采集管理系统也追加其中,通过分组的形式,这两个在不同时段的不同应用可在相同平台上实现,实现了无缝集成。
五、结语
综合应用信息平台的分组管理模式能实现自动化系统的不同应用基于软总线无缝应用的集成;具有跨界操作能力界面得益于Qt界面,数据源的设计也利于图形的应用维护与使用;镜像代理系统对物理隔离设备的信息共享与透明传输,完美解决了SCADA系统在III区的应用与SCADA系统的安全防护。
参考文献
[1] 冯鸿.小议电力系统自动化综合应用平台设计[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2012,29(6):269.
[2] 覃智君,李如琦,阳育德等.建立层次化电力系统自动化综合实验的教学改革与实践[J].世界华商经济年鉴·高校教育研究,2009,(5):31-32.
[3] 郑文杰,吴金霞.论电力系统自动化综合应用信息平台设计与实现[J].中国科技博览,2012,(28):582-583.
[4] 蒋宏图,袁越.电力系统自动化综合应用信息平台设计与实现[J].电力自动化设备,2009,29(5):113-116.
关键词:电力系统;综合应用;信息平台
一、构建实时平台
(一)遵守IEC61970/61968CIM的模型
IEC61970/61968CIM的模型展现了一个有关电力信息系统的全方位逻辑视图,它通过提供一项准确的方式,即通过属性、对象类及它们之间相互关系,以此表现电力系统资源。CIM是 IEC61970/61968CIMD的重點,其诠释了覆盖在所有面向电力系统模式的应用。从IEC61970/61968CIMD诞生到现在,其在工业界产生了特别重要的影响力。信息平台也遵守IEC61970/61968CIMD的标准,其在面对电力自动化的应用上也起到支撑的作用,其实现了资源的统一建造模型,建立了通用的数据字典模型。
(二)实现CIMD的继承(Generalization)关系
有两种方法实现继承关系:第一,构建两者储存间的关联,即在派生中仅仅储存固有的关联与属性,而从基类继承的关联与属性仍然不变。第二,派生类的扩充,可用基类的关联与属性实现,派生类中储存派生类固有关联与属性、派生类从基类遗承的关联与属性。
考虑到互为类的建构简繁关系,譬如基类的概念发生了变化,则课采用方法一来改变基类的概念,这种属于容易维护的一类。而如果用办法二来改变基类及其所有的派生类的概念,则属于难于维护的情况。
从是否方便查找数据上考虑,如需要查询某个派生类对象的继承的关联和属性,办法1则较为麻烦,因为当关联与属性非间接继承继承是,应首先从派生类中查明在基类中的方位,再通过基类得到数据。但办法2却便利,可在派生类当中直接查的数据。
数据字典颗自动生成CIM实时数据库,且其不会发生经常的结构变化,所以,这里维护类结构难易程度可不予考虑,重要的是访问速度。综合分析以上因素,可选择办法2得到类之间的继承关系。
(三)应用管理模式的分组
电力自动化的主战系统的分层设计在应用方面得到推广,在分层基础上,本文设计了信息平台的分组管理模式,见图1。
信息平台包含了图1的数据总线层与公共服务层,且都是在C/S机制的基础上设计了电力实时监控的主战系统,系统的每个节点可通过广义的软总线实现数据的访问和共享。图2所展示的结构模式在配电自动化、调度自动化及电能量集抄等系列系统中应用非常广泛。
按应用分组的设计的提出推翻了主站系统设计的模型,从而实现了调度自动化、电能集抄及配电自动化等系统的集成。此种设计理念实现了信息平台支撑应用的一体化设想。因配电自动化、电能量采集、调度自动化及负荷管理系统是大系统的重要部分,有统一的基层平台,在软线间实现系统间的信息交换,构成了电力系统应用上的统一平台。可见图3所示。此种分组设计,可实现应用无缝集成及按需扩展的能力。
二、图形包的跨平台设计
图形界面在监视、系统观察、操作等方面承担着重要的工作,以前在跨平台上面图形软件仅是图形上的格式,2套代码,在操作风格无法相同的情况下,跨平台界面的功能却相同,这增加了图形应用软件的开发难度,提高了开发成本和维护的困难。
Qt图形工具包作为一项图库工具,具有跨平台的CC++图形的用户界面。能够支持一切厂商的Unix及Windows平台,实现了图形系统的跨平台,同一套代码就能使各个操作系统平台上的操作风格和界面功能相同。图4是图形系统的设计模型。
模型采用图形核心算法、数据源及应用分离的理念,降低图形与应用间的耦合,使各个应用在图形系统上发挥更好。不同的应用使用相同图形界面,提高了系统的集成度。
三、安全隔离设备中的镜像代理
根据国家规定,I区实时系统需与III、IV系统隔离,但需保持数据的不丢失与单向,由此镜像代理系统诞生了。
见图5所示的系统结构,在安全III区放入镜像代理系统,I区系统服务器与镜像代理系统在数据库结构上相同,这等于I区主系统的镜像。依据电力系统二次安全防护的规定,需在镜像代理系统与I区间安装隔离装置,把I区的系统由安全隔离装置发到镜像代理系统上。镜像代理系统可接受系统参数、实时、历史数据事项,再将接收的信息发送给各应用。
同步软件的设计包含2部分,一组监测实时数据同步,在不同时段与镜像代理同步。二组负责实时文件、参数等数据的同步,立即发送实时产生的事项。在安全隔离装置故障下,第2组数据会建起缓存机制,在设备恢复后重新发送。需注意,因为考虑历史数据的的相同,所以必须I区的同步软件发送至镜像代理系统来保存。
四、运行实践
(一)××集控站的互为备用系统
××集控站的两个备用系统的硬件按一般配置,即双服务器双网络冗余配置,在一个系统瘫痪后另一个系统将完全承担集控站监控的空能,使其他集控站一样得到监控。见图6所示。
一般情形下,2个集控站的图形与参数一致,需在其中做接口实现,但基于DS3000集控站系统有不同方案,2个集控站其实是使用同一套监控系统,这两组运用,是用图形和参数的一致性来保证,不需另做接口实现。
(二) ××电力公司的一体化系统
调试运行后的××电力公司DS3000调度自动化系统,DS3000电能能采集管理系统也追加其中,通过分组的形式,这两个在不同时段的不同应用可在相同平台上实现,实现了无缝集成。
五、结语
综合应用信息平台的分组管理模式能实现自动化系统的不同应用基于软总线无缝应用的集成;具有跨界操作能力界面得益于Qt界面,数据源的设计也利于图形的应用维护与使用;镜像代理系统对物理隔离设备的信息共享与透明传输,完美解决了SCADA系统在III区的应用与SCADA系统的安全防护。
参考文献
[1] 冯鸿.小议电力系统自动化综合应用平台设计[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2012,29(6):269.
[2] 覃智君,李如琦,阳育德等.建立层次化电力系统自动化综合实验的教学改革与实践[J].世界华商经济年鉴·高校教育研究,2009,(5):31-32.
[3] 郑文杰,吴金霞.论电力系统自动化综合应用信息平台设计与实现[J].中国科技博览,2012,(28):582-583.
[4] 蒋宏图,袁越.电力系统自动化综合应用信息平台设计与实现[J].电力自动化设备,2009,29(5):113-116.