新型配電自動化主站系統架構的研究

戴朝輝 丁凱

摘 要：配電自動化是提高供電可靠性、供電質量和供電能力，實現配電網高效經濟運行的重要手段。當前，建設新型的面向智能電網的配電自動化系統是配網自動化的發展方向，而配電自動化主站是配電自動化系統的核心組成部分。本文就是從配電自動化主站的層次和架構方面對新型配電自動化主站進行簡要的論述。

關鍵詞：新型配電自動化主站；層次與架構

新型配電自動化主站系統采用分層分布式系統結構，充分利用成熟的網絡管理技術、數據庫中間件、面向對象以及應用組件技術，遵循IEC 61970的公用信息模型（CIM）和組件接口規范（CIS），在基本的SCADA應用的基礎上，能夠集成饋線自動化（FA）、配網調度作業管理、配網高級應用軟件（DPAS）、WEB瀏覽服務等各種應用分析軟件，滿足配電網運行狀態監視、實時數據采集、監控及應用分析需求。整個主站系統分為基礎平臺層（操作系統層和硬件層）、支撐平臺層（平臺服務和數據總線）和應用功能層。

從系統運行的體系結構看，配電自動化主站系統是由硬件層、操作系統層、支撐平臺層和應用層共四個層次構成。其中，硬件層包括服務器，PC等在內的各種硬件平臺以及其它硬件設備，操作系統層包括UNIX、LINUX各種操作系統。

系統中的支撐平臺層在整個體系結構中處于核心地位，支撐平臺可歸納為集成總線層、數據總線層、公共服務層等三層，集成總線層提供各公共服務元素、各應用系統以及第三方軟件之間規范化的交互機制，數據總線層為它們提供適當的數據訪問服務，公共服務層為各應用系統實現其應用功能提供各種服務，比如圖形界面、告警服務等。

集成總線層提供公共服務、各應用系統以及第三方軟件之間規范化的交互機制，是系統內部以及與第三方軟件之間的集成基礎。

集成總線層首先遵循IEC 61970的組件化原則，既可以支持與第三方獨立系統的集成，也支持第三方應用集成到本系統內，同時作用于系統中各內部組件的集成，從而將各種組件有機地集成到一起構成整個系統；集成總線層同時也遵循IEC 61968標準，建立基于消息的信息交換機制。IEC 61968標準的目標是針對獨立的應用系統之間的集成，而不是應用系統內部各組件之間的集成，它定義了系統之間接口參考模型（IRM）以及一整套消息格式及語義。通過實現消息中間件完成不同應用系統之間的消息代理、傳送功能，從而提供了異構環境下獨立應用系統之間的松耦合機制。

總而言之，集成總線層起到了關鍵性的粘合劑的作用，既提供了系統內部各公共服務元素與各應用系統之間的規范化的交互機制，又提供了第三方軟件緊密集成到本系統內的有效機制，同時也提供了系統本身與第三方獨立系統之間規范化集成的合理途徑。

數據總線層由實時數據庫、動態信息數據庫（選項）、商用數據庫以及相應的數據訪問中間件等構成。商用數據庫用來存放非實時和偶然同步的數據，動態信息數據庫提供歷史數據服務，具有可靠性高、容量大、接口標準、安全性好等特點。依托底層的集成總線層構成的分布式實時數據庫，保證了實時數據的同步。

公共服務層指為應用軟件提供顯示、管理等服務的各種工具，公共服務偏向于通用的工具，而不像應用軟件則是偏向于解決業務領域的問題。在服務設計時對各應用的需求進行分析、歸納、總結，從而設計出各種滿足應用需求的公共服務層，如圖形工具，報表工具，權限服務，告警服務，WEB服務，系統管理，配網分析應用服務，流程服務，表單定制等

應用系統層可包括DSCADA、DA、配網分析應用、智能化應用、模型管理、電網仿真培訓等，它們在由集成總線、數據總線和公共服務的支撐下完成各自的應用功能，并有機地集成在一起，成為一個一體化的系統。

綜上所述，新型配電自動化主站通過以上層次與架構，利用符合IEC61968標準的信息交互總線將配電自動化系統、調度自動化系統、GIS地理信息系統、CIS營銷管理系統、PMS生產管理系統等有效集成，突出了“信息化”、“自動化”、“互動化”的特點，實現對整個電網的智能化管理和應用。

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