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电力数据网传输模式研究

杨新波  
【摘要】: 电力调度数据网是电力生产实时信息传输的网络,其传输的主要信息是电力调度实时数据、生产管理数据、通信监测数据等,是电力指挥安全生产和调度自动化的重要基础,在协调电力系统发电、送电、变电、配电、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥着关键的作用。电力调度数据网传输系统正是完成这一任务的专门系统,一套良好的传输系统将为上述目标的实现提供极大的帮助。在电力系统的其他系统(比如GIS系统、MIS系统、配网自动化系统、实时报警短信系统)或上一级调度系统中,需要用到调度自动化系统中这些实时的或历史的数据,为了保证SCADA系统的安全,则需要由SCADA系统提供各种安全的接口(数据传输模式),向其他系统传输需要的数据。 从上面可以看出数据传输在电力系统的安全运行中的重要性,而数据传输的模式又决定了数据传输系统的性能,只有选择了正确的数据传输模式,才能极大地提高数据传输系统的性能(数据传输的容量、实时性、安全性、方便快捷性等)。 本文对四种数据传输模式—远动通讯规约、动态链接库、共享内存以及WebServices,进行了介绍,分析了各自的特点(优点、缺陷等),提出了改进的措施,并给出了在具体应用中的实例。 远动通讯规约规定了数据通信的帧格式和传输规则口,影响到远动通信的质量。在实际的数据传输中,要根据要传输数据的容量、种类以及传输所用通道的通讯性质等多种因素的综合考虑来选择不同的规约,可提高数据的实时性、准确性以及数据类型的可扩展性。动态链接库在不同操作系统中的调用方式以及程序编制方式不尽相同,这是其优点也是其缺点。动态库接口函数提供的数据一般不能放置在栈中,否则使用接口的程序不能得到正确的数据;接口函数提供给接口调用程序的数据大小一般是动态的,需要本着谁申请谁释放的原则来正确释放这些动态内存,以防造成内存的泄露;动态库接口函数的编写也要注意其状态返回,以防造成在接口函数内部堵塞。共享内存是系统中最快、最有用的IPC方法。使用共享内存可以以较小的开销获取较高的性能,是进行大数据量数据快速交换的最佳方案。有多个方向同时更新共享内存中的数据时,则需要某种安全机制以及数据写入顺序的安排,确保数据的准确性、安全性。Web Services是实现系统之间的集成和互操作性的最简单的机制,可以使数据的传输跨越防火墙,并且把数据转换为XML格式,便于不同软件厂商利用不同编程语言编写的软件进行相应处理。对每一种模式的改进,都在许多实际的工程当中进行了验证。 本文中的四种数据传输模式已成功应用到某地区电力系统数据传输系统中,并且取得了较好的效果:在综合自动化系统内部,采用了IEC103规约,保证了基本电力数据的传输,也保证了保护信息的传输;不同变电站/综合自动化系统向控制中心传输数据,选择了不同的规约,保证了数据的传输。在各个控制中心之间,建有数据平台,向各个控制中心传输需要的数据,采用了共享内存和动态链接库的数据传输模式:各个SCADA/DMS/EMS系统的软件厂商根据统一的动态链接库接口函数,访问各自系统的共享内存,保证了数据格式的一致性和提高了数据的传输效率。在某几个控制中心EMS系统中,利用WebService模式在电力系统发生故障时(包括开关变位、保护动作信息等)把这些信息通过短信网站发送到指定工作人员的手机;也定时把电力系统中的某些重要数据(如系统的负荷总加、各个变电站的负荷等)通过短信网站发送到指定工作人员的手机中。这样不管相关的工作人员身在何方,都能及时掌握系统的运行情况,保证了电力系统的安全运行。


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