浅谈前置系统在调度自动化系统中的作用

蔡安铭

（广东电网公司汕头供电局 广东 汕头 515041）

浅谈前置系统在调度自动化系统中的作用

蔡安铭

（广东电网公司汕头供电局 广东 汕头 515041）

作为电网调度自动化体系中的一个重要的组成部分，电网调度自动化系统的前置系统虽在许多方面起到了积极的作用，但在报文收发、遥信状态灯诸多方面存在许多问题。本文从介绍前置系统的硬件和功能，以及分析前置系统在运行中遇到的一些问题及解决方法，希望对日后电网运转及维护起到积极作用。

调度自动化；前置系统；可靠性

SCADA（数据采集与监控控制系统）在电力系统调度自动化中具有重要的地位，其前置系统（Front End System）作为调度自动化系统中实时数据输入、输出的中心，主要承担了调度中心与各所属厂站之间、与各个上下级调度中心之间、与其它系统之间以及与调度中心内的后台系统之间的实时数据通信处理任务，也是这些不同系统之间实时信息沟通的桥梁。信息交换、命令传递、规约的组织和解释、通道的编码与解码、卫星对时、采集资源的合理分配都是前置系统的基本任务，其它还包括报文监视与保存、站多源数据处理、为站端设备对时、设备或进程异常告警、维护界面管理等任务。

1 前置系统的硬件结构

SCADA系统中的实时数据来自前置系统，因此前置系统的可靠运行时SCADA系统正常工作的前提条件。为了保证前置机服务器的可靠性，通常选用工业控制机作为前置机服务器。工业控制机按工业环境中连续运行的标准设计、制造，对机器各部分做了防尘、防静电、加固等处理。并通过“看门狗”等硬、软件自恢复措施，使其运行的稳定性和可靠性很高。

SCADA系统通过前置机实现与N个RTU之间的双向通信。为了实现1对N的通信，前置机上要配置多路通信扩展板。假如一个多路通信扩展板可以完成8路全双工通信，则配置4块多路通道扩展板，就可以完成1对32的收发控制。8路通信扩展板上必须有8个串行口和一些相关控制电路。每一个串行口的接收信息来自解调器的输出，每一个串行口的发送信息送至解调器的输入。由于前置机服务器处于双机运行状态，一个解调器的输出应该同时接到两台前置机服务器中相对应的两个串行口上，以便使两台前置机服务器能够同时接受到某一个RTU送来的信息。但两台前置机中相对应的两个串行口的输出信息，必须通过切换控制再送给解调器，使得任何时候都只有一台前置机能够将下行信息经过解调器下发给RTU。

图1 FES子系统结构框图

2 前置系统的功能

1）前置系统要与众多的RTU进行信息交换，这些RTU可能会采用不同的远动通信规约。因此SCADA系统中前置系统的接收处理软件必须能够接收多种规约的远动信息。

2）前置系统在接收并出路各个RTU的远动信息之后，要将这些实时数据按网络协议以网络通信方式向全网广播，实现全网信息共享。SCADA系统中其他工作站上实时数据库中的信息有广播信息进行刷新。实时数据库的刷新法师可以采用每次扫描之后刷新一次，也可以差用遥信有变位和遥测值超过死区才刷新数据库的方法，为了保证系统的实时性，前置系统对喜用数据的扫描时间一般在5秒左右。

3）我国电力系统的调度采用分层管理方式，SCADA系统也按省调、地调、县调的分层结构进行规划。当下一级调度部门需要将本系统内的重要数据向上一级调度部门传送时，可以采用数据转发的方式。从SCADA喜用的接收数据中选取出上级调度部门所需要的数据，并按照指定的规约组装后向上级调度部门发送，这就是前置系统的数据转发功能。

4）前置系统应该具有接收调度工作站送来的遥控和遥调命令，并向RTU发送的功能。为了实现遥信变位的站间分辨率指标，必须在全系统内建立统一的时钟。部颁规约中建立系统统一时钟的方法是：前置系统首先按标准时钟源的时间向各个RTU发送“校时命令”，然后再向RTU发送“召唤子站时钟”命令，当接收到RTU的“子站时钟返送”信息后，计算出各个RTU的时钟校正值，最后向各个RTU发送“设置时钟校正值”命令，以此达到全系统时钟的统一。

5）前置系统要完成遥测值的归零处理，成系数，越限比较及一些统计、计算工作，对遥信的变位判别等。为了对运算中的参数进行修改，前置系统具有在线修改参数的功能。

6）前置系统还应具有直接显示串行口接收数据的功能，即直接显示RTU传送来的数字系列，以便监视RTU的运行状态，同时要对误码率进行统计。

3 前置系统现存问题和处理方式

前置系统是电力系统与SCADA系统的直接借口，同时也是EMS能量管理系统的主要部分，通过与终端设备的通讯实现信息机电能量的数据采集，进行实时数据的回报和远方调控。伴随着配调一体化的发展和需求量增加，无人值守变电站的数量统计继承要求，高可靠性和强大处理能力的前置系统变得更加重要。但在前置系统的实际应用中，仍存在许多问题：

1）系统正常运行时，发现某厂站通道告警、退出或收不到通道报文时（在此之前厂站通道运行正常），该如何处理？

RXD START ALARM 状态闪亮 亮 灭 信号接收正常闪亮 亮 闪亮 表示信号太弱或信号不对灭 亮 亮 表示无信号、通道断或RTU故障常亮 亮 亮 通道板坏或RTU故障灭 灭 灭 通道板坏或电源故障

出现这种情况是，需要对以下几个方面进行检查：

（1）查看该厂站通道板/光耦板上的指示灯。

（2）根据该厂站的通道类型，在测试柜上测量上行信号的质量

模拟通道

现在测试柜的测试孔上测量上行信号，可采用的数字万用表测量信号的中心频率，如若信号的中心频率不在标准的范围内，则厂站端的调制解调器有故障；

当通过听筒听到通道中有远动信号并伴有明显的噪声，则信道有故障，应通知通信部门处理；

如若用示波器查看不到信号波形，则有可能为通道故障，也有可能为RTU故障，需进一步查明。可在厂站端将该站通道的上下行短接，再查看波形，如果有波形则厂站RTU故障，否则通道故障，应通知通信部门处理；

如测试柜接收到正常信号，但通道板的RXD灯不亮，可能是通道板损坏，调换通道板后，若RXD仍不亮，应检查铜带测试柜至通道板之间的连线。

数字通道

用示波器查看有无信号波形和信号是否正常，正常的信号的幅值在正负10V至12V之间。如接收不到信号，信号未接入，通知通信部门处理。

2）在某厂站通道调试中，通道板信号接收正常，遥信状态正常，但所有的遥测数据出现异常，该如何处理。

通道板信号接收正常与遥信状态正常说明通道的通信是正常的，应查看遥测的点号是否与厂站端的转发表点号相符合，如不相符，应马上修改。如是相符合，查看该厂站通道规约的遥测起始地址设置是否与厂站端的设置相同。

此外自动化前置系统在实际应用中仍存在许多问题，我认为必须要保持一个高度的管理觉悟，才能对技术上的问题有所指导。

3 结束语

自动化前置系统是电网调度自动化的重要部分，笔者由前置系统的硬件入手，掌握并了解前置系统的主要功能以及时常出现的问题，并由此得出解决方法，只要在调度自动化前置系统中遵循相应的规范，加强创新意识，便可为电网的调度自动化系统数据收集和预处理奠定基础。

［1］金新颜.地区电网RTU远程维护系统的探讨[J].浙江电力，1999.

［2］柳永智，刘晓川.电力系统远动[M].2版.中国电力出版社，2006.

周娜］