基于通訊模塊的DMS技術(shù)發(fā)展對(duì)策

劉 禹

南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院，江蘇南京 210044

在現(xiàn)代DMS中，處于高級(jí)應(yīng)用平臺(tái)上的自動(dòng)繪圖AM、設(shè)備管理FM、和地理信息系統(tǒng)GIS等部分層次分明，卻又聯(lián)系廣泛，在集成化的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上各司其職[1]。本文以一些高層應(yīng)用軟件為例來(lái)分析其內(nèi)部層次結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)把握其模塊間的通訊與交互情況。

1 DMS模型的高層體系結(jié)構(gòu)

類(lèi)似于輸電網(wǎng)絡(luò)中的PAS軟件，DPAS軟件就是DMS模型中的高層部分。自動(dòng)繪圖和設(shè)備管理系統(tǒng)可以智能的標(biāo)明有各種電力設(shè)備和線(xiàn)路的街道地理位置圖，是配電網(wǎng)管理維修電力設(shè)備以及尋找和排除設(shè)備故障的有利工具。而地理信息系統(tǒng)則是計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)支持下采集、存儲(chǔ)、管理、檢索和綜合分析各種地理空間信息，以多種形式輸出數(shù)據(jù)與圖形產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2]，包括AM/FM/GIS在內(nèi)的許多高級(jí)應(yīng)用軟件將影響到配電工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)。

作者認(rèn)為：對(duì)其依托的高級(jí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和層次布局應(yīng)該充分應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的層析模型，參考業(yè)已成熟的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的布局方式，遵照使用的功能之間的邏輯關(guān)系，面向?qū)ο螅鄬臃植肌Ｌ貏e要注意接口的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)傳送的規(guī)范性，真正實(shí)現(xiàn)模塊自檢的智能化。作者就目前常見(jiàn)的高層應(yīng)用平臺(tái)中各個(gè)應(yīng)用軟件的布局特點(diǎn)給出如下意見(jiàn)，供讀者參考：

采用分布式多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，把系統(tǒng)模糊的分割成數(shù)據(jù)服務(wù)層，組件層，應(yīng)用層三個(gè)較為獨(dú)立的部分。按照信息的流動(dòng)方向逐層對(duì)各個(gè)功能子系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分，以復(fù)用方式把具有相同或相似的部分封裝在同一個(gè)集成的模塊中，形成所謂的復(fù)用性功能組件。最后利用已有的獨(dú)立數(shù)據(jù)服務(wù)層和可復(fù)用組件來(lái)逐個(gè)拼裝子系統(tǒng)，這是各個(gè)高級(jí)應(yīng)用軟件布局的基本思路。

當(dāng)今GIS的體系構(gòu)成上越來(lái)越重視組件化的方法。從適配性上看如果系統(tǒng)主要運(yùn)行微軟操作系統(tǒng),并且其地域分布上不是很廣的話(huà),那么COM/DCOM或許是比較合適的。CORBA和EJB則適用于異構(gòu)的、大規(guī)模的分布式系統(tǒng)[4]。在組成GIS系統(tǒng)時(shí)，合理選配組件十分關(guān)鍵。

一些GIS組件盡管實(shí)現(xiàn)了與通訊組件，自動(dòng)繪圖組件，設(shè)備管理組件之間的數(shù)據(jù)上的互聯(lián)互通，但是未能很好的實(shí)現(xiàn)與DMS/SCADA等生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)圖模共享問(wèn)題。當(dāng)前，在我國(guó)的很多電力企業(yè)中，常常采用基于一些中間件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與溝通的方法[5]，減少了不同系統(tǒng)之間軟件開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)溝通等方面的困難，但是仍然存在數(shù)據(jù)圖形格式上不一致等諸多弊病。可以看出，要把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的最新技術(shù)與電力生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，投入資金對(duì)看似成熟的系統(tǒng)模塊連接方式進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)與加工才是解決此問(wèn)題的根本途徑。

2 基于通訊模塊的DMS發(fā)展對(duì)策

配電網(wǎng)內(nèi)部電力設(shè)備隨地理情況復(fù)雜的分布，在管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上顯然是采用分層設(shè)計(jì)，分層控制，功能集成，通信互補(bǔ)的基本理念。以覆蓋全部配電網(wǎng)設(shè)備為基本考慮，以信息資源利用為重要手段，以配電網(wǎng)調(diào)度/生產(chǎn)指揮為應(yīng)用主體，以提高配電網(wǎng)管理水平為主要目的[5]。由于DMS系統(tǒng)功能多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其監(jiān)控的對(duì)象范圍差別很大一般要采用多個(gè)獨(dú)立的自動(dòng)化系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。在完成了對(duì)其中低高多個(gè)層次的分析之后，自然可以給出對(duì)當(dāng)前不完善的DMS系統(tǒng)的一些考慮：

DMS系統(tǒng)在接入來(lái)自不同應(yīng)用平臺(tái)，具有不同數(shù)據(jù)格式和通訊規(guī)約的外部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源時(shí)需要開(kāi)發(fā)不同的接口。這一缺陷往往導(dǎo)致DMS系統(tǒng)整體維護(hù)工作量大大上升。有人提出了基于 IEC61970/IEC 61968 標(biāo)準(zhǔn)中抽象組件的接口功能，為DMS 系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)。[6]該網(wǎng)關(guān)成為外部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源與DMS進(jìn)行交互通訊的重要途徑，通過(guò)提供分布式的計(jì)算環(huán)境和安全有效的軟件包為應(yīng)用軟件運(yùn)行提供一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行平臺(tái)。

配電網(wǎng)自動(dòng)化各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享與交互是DMS完善過(guò)程中的最重要的問(wèn)題，特別是GIS應(yīng)用程序與配電SCADA子系統(tǒng)之間[4]。然而，要構(gòu)筑能完全適用于電力行業(yè)的AM/FM/GIS共享平臺(tái)，形成一定的通訊標(biāo)準(zhǔn)目前看還很有難度。這就直接導(dǎo)致了功能模塊的難擴(kuò)展性，容易形成自動(dòng)化孤島。模塊之間統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的缺失是最終集成的最大障礙。要解決這一問(wèn)題，就必須首先完善新一代的IEC61970規(guī)范擴(kuò)展模型，優(yōu)先解決好其中的接口標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，高度集成化，功能多樣化，檢測(cè)，控制智能化的配電管理系統(tǒng)正在我國(guó)飛速發(fā)展。作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，配電DMS的層次結(jié)構(gòu)還正在經(jīng)歷重大演變。具體層次結(jié)構(gòu)正向著細(xì)化，交互的方向發(fā)展。這也恰恰告訴我們，在進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃或二次更新時(shí)，不能僅僅就功能性缺陷進(jìn)行改良，而應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)模塊間通信方式，接口標(biāo)準(zhǔn)和不同模塊的數(shù)據(jù)格式做好頂層設(shè)計(jì)，不斷優(yōu)化層次結(jié)構(gòu)，逐步改造和完善配電綜合管理系統(tǒng)。

[1]顧錦汶，羅玉孫 配電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[C].全國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化高級(jí)論壇論文集，97-102.

[2]楊成月，李沛川，吳夢(mèng)泉，趙光，盧娟.基于組件技術(shù)的配電AM/FM/GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪通報(bào)，2004(1).

[3]徐孝忠，嚴(yán)鈺君，楊玉山.配電管理系統(tǒng)（DMS）中GIS與SCADA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[J].科技通報(bào)，Vol.25 NO.6.

[4]姚建國(guó)，周大平，沈兵兵，丁峰，趙京虎，朱紅，張子仲，張瑞鵬.新一代配電網(wǎng)自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，Vol.30 No.8 Apr.25，2006.

[5]顧建煒，蘇毅方，周浩,劉理峰.DMS系統(tǒng)互聯(lián)公共通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].繼電器，Vol.36 No.3 Feb.1，2008.