调度主站系统的硬件架构

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摘要 本文结合调度主站系统，分析了在配电自动化主站中的核心地位，讨论了调度计算机系统的典型配置，详细阐述了各类设备的主要功能及要求。

关键词 电力系统；配电自动化主站；硬件构成

中图分类号TM727 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0068-02

0 引言

配电管理自动化主站计算机系统是配电自动化系统的一个子系统，它完成信息处理和加工任务，是整个配电自动化的核心。调度计算机系统主要由计算机硬件、网络、各类软件和通信设备组成。配电自动化主站系统的核心是计算机系统。

1 调度计算机系统的配置

目前的配电自动化主站系统的普遍采用分布式的计算机网络。分布式系统是把系统的各项功能分散到多台计算机中去，各台计算机之间用局域网相连并通过局域网高速交换数据。人机联系处理机以工作站方式接在局域网上。目前调度自动化系统普遍采用的模式是单机单网典型配置和双机双网典型配置。

单机单网系统当一台设备出现故障时，调度主站的运行被迫中断，因此可靠性不高。该模式的主站往往用在对可靠性要求不高的系统中，或管理的系统规模较小。一般重要的配电网，因调度主站系统实现对电力系统的监视控制，而配电网对可靠性要求很高，要求配电调度主站，运行要求为7×24小时运行模式，系统一旦启动，要求长期稳定运行，当电力系统出现故障或异常，主站系统应在尽可能短的时间内将异常信息报告给调度员或系统维护人员。

分布式系统采用标准的接口和介质，把整个系统按功能分解分布在网络的各个节点上，提高了系统整体性能，降低了对单机的性能要求，提高了系统的安全性和可靠性，且系统的可扩充性增强。

调度主站设备分为3类：计算机设备、网络设备、通信设备，其它还包括调度显示屏幕、UPS 电源、调度电话交换机等。

计算机网络中的工作站分为三类：前置工作站、服务器、Web服务器、工作站。工作站包括：调度员工作站、维护工作站，转发工作站等，为人机联系设备。

网络设备主要指调度交换机。

通信设备包括传输设备和接入设备。

2 各类设备的功能

2.1 人机联系设备

配电网管理采用配电调度自动化系统后，要求调度人员利用这一系统全面、深入和及时地掌握配电网的运行状况，做出正确的决策和发出各种控制命令，以保证配电系统的安全、经济运行。

为了能够完成上述各项任务，调度自动化系统必须能够实现人机对话。调度自动化主站系统中的人机联系设备就是为了实现人机对话而设置的，它是配电调度自动化系统中操作人员和计算机之间交换信息的输入和输出设备。

这类设备分为通用和专用两种。通用的人机联系设备是指供配电调度计算机系统管理和维护人员、软件开发所使用的控制台、打印机等。

专用的人机联系设备是指专门供配电调度人员用以监视和控制配电系统运行的人机联系设备，调度员工作站。非交互型的调度模拟屏和计算机驱动的各类记录设备及其它设备等。

2.2 服务器

调度系统的核心设备。接收前置机的信息，并进行处理和存储，根据建立的电网模型进行各种分析计算，各种信息发送到调度员工作站。接收调度员工作站的命令，并转发到前置机。系统运行时，涉及到大量的实时性要求很高的数据的存储和处理。而数据库系统是实现有组织、动态地存储大量电网数据，方便多用户访问的系统。以上任务的完成必须有一套快速、完善的数据库管理系统提供服务。因此，设备上运行两套数据库系统，实时数据库和历史数据库。

实时数据库必须具有联网功能，以便管理全网分布式的数据，保证全网数据的一致性。一般实时数据库管理系统都是各自开发的，速度虽然可以保证快速实时的需要，但接口标准化程度低，不能完全符合各种通用的数据库接口国际标准，这样的系统是比较封闭的。

调度系统的各种配置信息：配电网的基本信息，基本管理信息。以及历史记录等信息用历史数据库存储。历史数据库选择商用数据库。

调度自动化系统的数据库分为实时数据库和历史数据库。实时数据库主要用于实时数据的储存，由于其对实时性要求较高，一般采用专用的数据库。历史数据库主要用于对历史数据的储存，一般采用商用数据库。实时数据库管理系统与商用数据管理系统有机地结合起来，使用户在使用时根本感觉不到有两套数据库管理系统的存在，做到了完全透明。

2.3 Web服务器

将调度的各类信息，通过建立的Web服务程序，和服务器通信得到系统的各类数据。的信息和调度员工作站得到的信息一致。

2.4 前置机

调度自动化主站系统的数据采集与处理子系统，常称为前置机（Front-end Processor）系统。前置机系统是各配电子站和变电站远动信息和主站进行信息交换的关口。

接收现场配电子站和变电站自动化的信息、是前置机的主要功能。由于系统中的配电子站和变电站自动化系统可能是不同厂家、不同型号的产品。前置机对不同厂家的设备送远动信息时，可能采用不同的规约。

2.5 调度大屏和调度模拟屏

先进的配电自动化管理中心，设置有调度大屏。大屏分为投影式，和显示器式两种方式。先进的调度大屏可将，任意一台工作站或多台的信息完整的显示在大屏上。最简单的大屏的信号来自一台调度员工作站。

传统调度模拟屏在调度控制台对面的墙壁上，用以集中宏观地显示整个电力系统的运行情况。模拟屏一般采用各种模型元件组成系统的单线图。其中的断路器、隔离开关是用灯光的颜色表示其分合位置，在事故跳闸时相应的断路器图形闪光。在各线上还镶嵌有电流或功率的指示仪或数字显示器。这样，整个电力系统当前的结构状态、运行参数及潮流分布都能一目了然。模拟屏与彩色屏幕显示器配合使用，给调度人员提供了极大的方便。

2.6 GPS时钟设备

GPS设备通过一定方式接在前置机上。GPS得到卫星时钟信息和前置机进行对时，前置机和主站其它计算机实现对时，前置机和所接的配电子站实现对时。

2.7 安全隔离设备

系统对外通信的连接设备。特殊的通信方式。

2.8 交换机

用于各种计算机信息的交换。

2.9 通信接入设备

包括路由器、调制解调器、光通信接入设备等。主要完成与调度厂站端的通信。

3 结论

配电网自动化系统是一个涵盖面广，用于运行管理配电网的综合自动化系统，其中包含了配电网中的变电站、馈线网路及用户管理、监控、运行优化等功能的系统。因此，其硬件构成也相对复杂，涉及领域较多。如何保证硬件架构有序的运行对于电网安全可靠运行有着至关重要的作用。

参考文献

[1]刘东，丁振华，滕乐天.配电自动化实用化关键技术及其进展[J].电力系统自动化，2004.