调度自动化前置系统配置方式探讨

张 烨，倪玮强，刘雅倩

（国网沧州供电公司电力调度控制中心；河北沧州 061001）

调度自动化前置系统配置方式探讨

张 烨，倪玮强，刘雅倩

（国网沧州供电公司电力调度控制中心；河北沧州 061001）

前置系统是电力调度自动化系统的重要组成部分，主要承担了调度自动化系统主站端与厂站端之间实时数据通信处理任务，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等基本任务。随着调度监控人员对厂站实时信息准确性和实时性要求的不断提高，调度自动化前置系统在快速性、灵活性、稳定性等方面也有了更高的要求。文中从前置系统的配置方式入手，详细论述了现有条件下优化前置系统配置的方法，开拓了前置系统配置的新思路。

前置系统；调度自动化；实时信息；配置方式

1 概述

随着电网规模的发展壮大和“大运行”建设的深入开展，电力系统集约化程度不断提高，调度监控人员对厂站实时信息的准确性和实时性要求越来越高。如何提高调度自动化系统实时信息的准确性和实时性是摆在自动化专业技术人员面前的一个具有实际意义的问题。特别是光纤通信技术和网络技术的发展和应用，厂站的通道条件已得到了明显的改善，那么另一个制约自动化信息传输的瓶颈显现了出来［1］，那就是调度自动化前置系统。

调度自动化主站系统的数据采集与处理子系统，习惯上被称为前置系统。前置系统［2］作为电力调度自动化系统中实时数据输入输出的中心，主要承担了主站与厂站之间实时数据通信处理，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等基本任务，是各厂站远动信息进入主站系统的关口。随着厂站接入信息数量的增大和厂站通道接入模式的增多，前置系统数据处理的延时，严重影响了调度自动化系统信息传输的实时性。寻求一种更为科学的前置系统配制方法，优化前置系统配置是解决这个问题的唯一出路。

2 现状分析

目前，地区级调度自动化前置系统多采用双机冗余工作模式［3］，两台前置机需要同时在线工作，厂站接入有两种模式，专线模式和网络模式。前置采集网络上同时传输串行数据和网络数据（如图1所示）。

专线通道采集的数据通过终端服务器接入两台前置机进行数据处理，调度数据网通道采集的数据经数据网交换机直接接入两台前置机。这种配置方案虽实现了节点的冗余配置，但随着厂站接入数量、通道数量、信息数量的增大已显示出一定的弊端。

就目前而言，地区级调度自动化系统接入厂站数量在150个以上，且全部厂站均具备专线、网络双通道配置，还有一部分厂站具备三通道配置，总通道数量超过350个。几十万个数据需要全部经过前置系统同时进行处理，厂站信息上传滞后等现象时有发生。一旦数据量过大造成前置系统瘫痪，后果将不堪设想。

图1 双机冗余前置系统配置方式

根据以上分析得出，双机冗余前置系统配置方式已经在一定程度上制约了调度自动化系统的发展，因此一种新的前置系统配置方式——集散化四前置配置方式进入了我们的视野。

3 集散化四前置配置方式分析

3.1 硬件配置

硬件上采用四台前置机并列接入的配置方式，对串行数据和网络数据进行分流，前置系统采用集散化控制的方式。包括数字通道、模拟通道在内的专线通道通过终端服务器连接到前置机A和前置机B上，两台前置机互为主备。网络通道则通过调度数据网路由器、交换机直接连接到前置机C和前置机D上，两台前置机互为主备，不再做功能的交叉转移（如图2所示）。

3.2 软件配置

（1）配置主机。具体内容包括，安装操作系统以及前置子系统软件；配置前置应用参数、主机参数、网络参数；配置各前置节点间的内部通讯同步的功能，例如：4台前置机的实时数据的统一，每台机器将自己采集通道的数据向其它前置机器同步，同时用其它机器的数据同步来更新自己非直采通道的数据，最终达到4台前置机上厂站状态、通道状态、实时数据的统一以及与站端后台机通讯的同步性。

（2）配置前置机参数。将前置机个数配置为4台，依次将各台前置机的节点ID号、前置机号、接入终端服务器型号、网络参数等内容录入系统。

（3）在前置机A与前置机B上配置数字通道或模拟通道。需配置的具体内容包括：通道类型、规约类型、网络设备描述、端口号、波特率、校验方式、主站地址、RTU地址、工作方式等。

（4）在前置机C与前置机D上配置网络通道。需配置的具体内容包括：通道类型、规约类型、厂站远动机IP地址、校验方式、主站地址、RTU地址、工作方式等。

（5）配置前置机A和前置机B所使用的CDT规约或IEC101规约的版本细则。前置机C和前置机D所使用的IEC104规约的版本细则。

图2 集散化四前置配置方式

3.3 工作方式

（1）系统中配置的所有采集设备不再人为地被分成主用和备用，完全是根据各自的运行状态和负载情况进行动态的调整。

（2）摒弃设备的集中或成组冗余方案，而是将采集设备细化到设备内部的各个独立端口。不是所有厂站的专线通道同时在一台前置机上值班，而是将所有厂站的值班权分布到两台不同的机器上；终端服务器是按冗余方式配置的，每个终端服务器往往都有16个串行端口，不是让某一台终端服务器上的所有端口都同时值班，或者另一组终端服务器的所有端口都是备用，而是同样将值班权分配到不同终端服务器的不同端口上；通道有主通道和备通道之分，不是让所有的主通道都值班，或者是让所有的备通道都备用，而是让通道运行情况较好的通道值班，另一个运行情况较差的通道作为备用。

如某厂站有两条通道为主站提供实时数据，一条专线通道，一条网络通道，按照集散化四前置配置方式，如果网络通道通信质量较高，那么网络通道将被自动判断为值班通道，而专线通道则作为备用通道，网络通道连接了前置机C和前置机D，究竟哪台前置机会作为值班主机，系统会根据目前两台前置机的负载情况自动分配，若分配前置机D为值班主机，那么就由前置机D与其他应用服务器进行数据交互，而前置机A、B、C则作为备用前置机只负责接收数据。

3.4 优越性

按照厂站通道接入方式的不同对前置系统进行集散化控制，优化了网络拓扑结构，减少了各通道之间数据的干扰，提高网络可用率。与此同时对采集的实时信息进行有效的分流，减轻了前置系统的数据处理压力，减少了前置机处理数据的延时，提高了调度自动化系统的响应速度和实时数据的刷新时间实现了真正意义上的负载均担。

以厂站双通道接入自动化主站系统，瞬时数据处理量20万个为例说明。原有配置方式下，每台前置机需要处理的数据量为10万个左右。且一台前置机故障后，为了保证厂站数据不中断，另一台需承担所有的数据量。集散化配置后，A、B机接专线通道，C、D机接网络通道。正常工作模式下，每台前置机要处理的数据量仅为5万个左右，若一台前置机故障，其余前置机所承担数据量分别为10万个、5万个、5万个。若A、B或C、D前置机同时故障，一条通道中断，一条通道正常运行。另外两台前置机所承担数据量为每台5万个。A、C或B、D前置机同时故障，两通道均正常运行。另外两台前置机所承担数据量为每台10万个。极限情况下，三台前置机同时故障仍能保证厂站数据的正常处理与运行。

4 结束语

通过以上分析可以得出结论：前置系统集散化配置在优化了网络拓扑结构的同时，从根本上提高了前置系统对数据的响应能力和处理速度，提高了前置系统的可靠性，有力的解决了自动化信息传输的瓶颈问题。

采用集散化四前置配置方式更深远的意义在于它为我们开拓了一种前置系统配置方式的新思路，为今后全面打造地县一体化智能电网控制系统打下了良好的基础。

［1］ 张永健.电网监控与调度自动化［M］.北京：中国电力出版社，2005：232.

［2］ 蔡安铭.浅谈前置系统在调度自动化系统中的应用［J］.科技视界，2012（26）：415.

［3］ 柳永智，刘晓川.电力系统远动［M］.北京：中国电力出版社，2005：266.

Discussion on Configuration Methods of Front－end System of Dispatching Automation

ZHANG Ye，NI Wei－qiang，LIU Ya－qian
（Dispatching Control Center，State Grid Cangzhou Power Supply Company，061001，Cangzhou，Hebei，China）

Front－end System（FES）is an important part of the power dispatching automation system，mainly responsible for basic tasks such as real－time data communication processing between the master station and sub－station of dispatching automation system，information exchange，order delivery，organization and interpretation of the statute，channel encoding and decoding，timing synchronization，rational allocation of collecting resources.With the dispatcher and supervisor’s increasing requirements for accuracy and practicality of real－time information of the sub－stations，comes a higher requirement for the rapidity，flexibility and stability of the FES.Starting from the configuration of the FES，this paper discusses in details the methods optimizing the configuration of the FES under current conditions，explores a new way to the configuration of the FES.

front－end system；dispatching automation；real－time information；configuration methods

张铁壁）

TM734

A

1008－3782（2014）01－0021－03

2013－12－25

张 烨（1982－），女，河北省沧州市人，工程师，从事电力调度自动化工作，研究方向为调度自动化主站系统。