安防之家讯：cript>网络化能量管理系统的研究周明 任建文 杨以涵 徐开理 宋怡强 刘志雄 莫有光关键词 能量管理系统 网络通信技术 可视化图形技术 面向对象编程技术
分类号 TM734STUDYONENERGYMANAGEMENTSYSTEMbaseDONNETWORKZhouMing,RenJianwen,YangYihan,XuKaili
(NorthChinaUniversityofElectricPower,071003,Baoding,China)
SongYiqiang
(NationalElectricPowerDispatchingCenter,100761,Beijing,China)
LiuZhixiong,MoYouguang
(SanshuiElectricPowerBureau,518100,Sanshui,China)Keywords EMS networkcommunication visualfiguretool object-orientedprogrammingtechnology0 引言
90年代初，一些单位引进了国外先进的基于工作站的分布式能量管理系统(EMS)，促进了国内分布式调度自动化系统的发展及EMS的应用研究［1，2］。但在引进时考虑到资金和国情，往往只购进基本的SCADA功能，其他的一些分析应用软件(即所谓高级应用功能)，如调度员潮流、事故判断、调度操作仿真、MIS等，都迫切需要再开发、研究。
本文在广东三水电业局引进西门子的基于SUN工作站的SCADA系统基础上，利用网络和计算机通信技术、人工智能和可视化图形技术以及面向对象的编程技术［3，4］，进行了下列几方面的开发，旨在拓展和延伸现有SCADA系统功能，且在充分利用现有系统功能的情况下，对SCADA系统向网络化EMS升级进行了有益的探索。1 系统组成
三水电业局能量管理系统(简称三水EMS)是在引进的SUNSparc工作站的基础上进行网络扩充的，主要由3部分组成：SpectrumSCADA工作站、WindowsNT服务器和若干台微机(参见图1)。图1 三水EMS组成
Fig.1 ConfigurationofSanshuiEMS运行于SCADA工作站上的实时数据接口系统完成实时数据的采集、分发和传送，通过TCP/IP传输协议将工作站与WindowsNT及MIS联接起来。通过LAN接口可以扩展多台客户机，建立调度楼内的局域网，实现分散安装，调度、运行、管理等功能协调一致的调度自动化系统。还可以通过Modem及电话线，建立调度中心与变电站当地控制系统之间的拨号网联系，弥补由于通信通道限制的缺陷，实现调度中心和变电站当地信息共享和互补，建立调度中心与变电站之间的广域网联系，为建立企业内部的Intranet系统奠定了基础。
目前联网运行方式是：SCADA工作站可扩展5个链路，即除了带WindowsNT服务器和MIS两个链路外，还有3个链路备用。从理论上讲一台WindowsNT服务器所能带的链路数取决于操作系统配置，并兼顾CPU速度和功能两方面，目前开放5个链路。在线事故判断、SCADA系统、调度员潮流、调度操作仿真、操作票系统，这些应用软件可以分别占用1个链路，也可组合在一二个链路上(图1给出的是分占链路的情形)。
从软件方面，工作站和WindowsNT服务器都可增加联接链路；从硬件方面，可增加微机数量，扩大网络容量。2 系统功能及实现
2.1 SCADA工作站
SCADA工作站上实时数据接口与管理服务器由3个进程组成。
a.实时数据采集进程：连续查询实时SCADA数据库，将所有实时数据发往微机网络，根据需要可设置历史数据缓存区。
b.网络通信管理进程：监视和管理其他计算机的联接请求，并转发数据；与变电站当地控制系统建立拨号网络联系，采集或提供数据。
c.数据库管理进程：采用关系型数据库管理技术开发，负责从实时SCADA数据库中摘录和配置所需的数据项，并提供离线调试数据平台。
2.2 WindowsNT服务器
WindowsNT上的数据接收与转发网络服务器完成下列功能。
a.保持与实时SCADA数据库的不间断联系；
b.接收工作站上发来的数据报文，并进行正确的报文解释和数据定位，进行必要的数据缓存，以满足不同客户机的数据要求；
c.监视和管理下位机：接纳管理员授权的客户机的链接，并响应客户机的请求，监视客户机的链接情况，管理员也可根据系统情况终止与某一客户机的链接；
d.与变电站当地控制系统建立拨号网络联系；
e.提供客户机的请求服务；
f.数据库管理：保持WindowsNT服务器上的数据库与实时SCADA数据库的映射关系，同时根据需要，还可以增加一些中间量，例如在较低电压等级刀闸信息传送通道不畅时，尝试通过拨号网络获取信息。
2.3 应用软件功能
a.可视化的作图工具。直观地绘制系统图、厂站接线图、二次保护压板图等。图符的状态可根据表达式的值而定，例如：三水系统10kV刀闸信息暂未传到调度中心，10kV刀闸状态可根据对应开关状态确定。
b.在全图形上实时显示遥测量的数值、开关状态；在具备操作权限和操作逻辑正确的条件下，可直接在图上操作开关、刀闸、二次压板、调整出力和变压器分接头等。
c.具有实时报警信息显示功能。
d.网络拓扑分析及实时故障判断专家系统。该系统在建立网络拓扑结构知识表示及数学模型的基础上，利用实时开关变位信息和保护动作信息，进行网络拓扑分析和分层推理，确定故障元件，并将分析结果以多媒体方式显示。
e.除具有调度员操作仿真功能外，针对大量无人值班变电站的出现，设立集控站方式的操作票及仿真系统。能自动开倒闸操作票，也能在图形上手工开操作票，且在图形上进行模拟操作。操作逻辑（包括一次和二次逻辑）、操作术语、打印格式等都可由用户维护。可与防误闭锁装置连接，真正达到训练人员和防止误操作的目的。3 结语
a.在原有工作站SCADA系统基础上，开发出一个性能价格比优良的SCADA/EMS系统，在建立网络化的EMS方面进行了有益的探索。建立了集EMS和MIS于一体的局域网络，为建立企业内部的Intranet系统奠定了基础。
b.扩充性能好：可以根据发展需要不断扩充、更新，增加硬、软件，系统扩充方便。
c.开放性和用户可维护性好。在微机网络上开发的SCADA系统及其他应用软件在数据结构、界面等方面与实时SCADA系统保持良好的映射关系和一致性。在图形制作与维护、数据库建立与维护等方面采用了“所见即所得”的可视化编程技术，用户使用与维护方便。
d.采用了网络编程、多进程、多线程、可视化编程等多项新技术，使系统具有良好的兼容性。从系统构造、开发到实施全过程均保持了很好的通用性和普遍性，系统移植和再开发容易。作者简介：周 明，女，1967年生，讲师，主要从事人工智能、EMS方面研究。
任建文，男，1962年生，博士，副教授，主要从事人工智能、电力系统自动化方面研究。
杨以涵，男，1927年生，教授，博士生导师，从事人工智能、电力系统自动化、电力市场等方面研究。
作者单位：周 明 任建文 杨以涵 徐开理(华北电力大学电力系 071003 河北保定)
宋怡强(国家电力调度通信中心 100761 北京)
刘志雄 莫有光(三水市电力工业局 518100 广东三水)参考文献
1 王明俊，傅书逖，吴玉生.面向对象设计的开放式能量管理系统.北京：中国电力出版社，1997
2 于尔铿，刘广一，周京阳，等.能量管理系统(EMS)：第14讲 能量管理系统(EMS)技术展望.电力系统自动化，1998，22(2)
3 张小平，王 伟.面向对象的程序设计及其在EMS软件中的应用.电力系统自动化，1998，22(5)
4 罗玉孙，姜 彬，叶 周，等.EMS人机界面的分布式和面向对象管理.电力系统自动化，1997，21(9)1998-11-11收稿。
