基于FIX组态软件的电网调度自动化系统

日期：2008-1-25~~标签：~~ （来源：互联网）

摘要介绍一种基于FIX工业组态软件的电网调度自动化系统FS2000的设计思想、总体结构、主要功能和技术特点。与传统的电网调度自动化系统相比，该系统具有更高的可靠性、灵活性、伸缩性和开放性，适用于各级电网调度自动化系统，亦适合于工业生产过程实时监控。该系统已经投入现场运行，实践证明该系统具有广阔的应用前景。 关键词调度自动化系统FIXSCADA0概述随着计算机、网络、数据库等相关技术的不断发展和完善，调度自动化系统得到了极大的发展，其结构也有了本质的变化，由原来的集中式发展到分布式，又发展到今天的开放式。为适应新形势的需要，在引入美国Intellution公司的工业组态软件FIX系统，并结合关系数据库（Oracle，MSSQLServer，Sybase，DB2等）应用的基础上，开发了一种新型电网调度自动化系统FS2000。该系统基于Windows NT操作系统平台，采用全分布模式的实时数据库和Client／Server模式相结合的方式。除了为用户提供完善的SCADA功能，还进一步集成了MIS系统和GIS系统功能，并提供了一个统一的环境，将各种功能融合在一起，为调度人员提供了更完整有效的信息，从而能够更好地面向电力生产和管理。1系统特点FIX是通用工业组态软件，具有很好的延续性和扩充性，用通用软件开发的应用程序，当现场硬件设备或用户需求发生改变时，只需少量的改动即可完成软件的更新和升级，这对于分期实施的工程十分有利。相对于传统电网调度自动化系统，FIX组态软件的电网调度自动化系统具有独特的优越性。1．1实时性FIX工业组态软件系统自带基于内存的实时数据库，可进行毫秒级数据扫描和更新，响应速度非常快，实时画面刷新速度几乎不受数据量的限制，数据处理无瓶颈，是其他系统无法比拟的。因此，基于FIX工业组态软件的FS2000具有良好的实时性。1．2伸缩性实现了资源（图形和数据）的完全共享，节点的增减完全向用户开放，无须繁杂的配置就可接受实时数据，而且不必修改源程序。整个主站可以小到只有一个节点而具备调度自动化系统全部的功能，大到有上百个节点而不影响系统的整体性能。所以该系统具有很强的伸缩性和实用性。1．3开放性基于FIX的ASDK，实现了节点和设备接入的无关性，每种类型设备的接入只需为FIX增加一个驱动程序，利用FIX支持的ASDK开发包可以发出任意数据传输规约的驱动程序。因此，FS2000具有良好的开放性，系统的设备添加和功能扩展方便易行。1．4稳定性包含四级双机热备：NT主备域控制器、双机热备前置机、双机热备SCADA服务器、双机热备历史数据库服务器，其中历史数据库还包含双机冗余磁盘阵列柜，保证了数据的安全可靠。FIX工业组态软件用于电网自动化彻底解决了传统调度自动化系统升级时面临的诸多问题，如历史数据库的再用、画面及配置参数的兼容、新程序升级所带来的不稳定等。FIX系统升级轻松自如，无后顾之忧，用户可即时获得升级系统并得到全面的技术支持。1．5可介入性该系统不象传统的调度系统那样封闭，从数据显示、数据定义直到数据的二次处理都给了用户创新的广阔空间。不管哪家厂商，只要符合部颁101通信规约，均可介入该系统。1．6安全性Windows 2000／NT的安全性保证了系统的安全使用，FIX及Oracle的安全机制保证了应用级的安全使用，确保系统安全、稳定、可靠地运行。1．7其他特点历史数据库选用Oracle系统（或其他的数据库系统如MSSQLServer，Sybase，DB2等），应用系统采用Client／Server模式，容易被用户所掌握。实时数据库选用集成度高、开放性好的工业组态软件FIX系统，其良好的开放式工业标准接口，使得它很好地与第三方软件紧密结合在一起。历史数据库采用高速入库机制将FIX和Oracle很好地衔接在一起。2系统总体结构电网调度自动化系统一般可以分为3个子系统，即变电站综合自动化（子站）子系统、前置机（通信）子系统、上位机子系统^〔1〕。电网调度自动化系统的功能也具体体现在这3个子系统中。变电站综合自动化子系统主要完成微机保护、原始数据采集、事故记录及故障录波、控制与操作闭锁、数据处理与记录、与远方调度中心（或操作控制中心）通信和人机联系等功能。它的功能相对独立和集中，主要在变电站端完成。前置机子系统在变电站与调度中心之间建立通信质量可靠的通道，并按照规范的远动传输协议进行调度中心与变电站之间的双向信息传输。上位机子系统将由各个变电站通过前置机子系统传输上来的信息进行处理，完成实时信息处理、历史信息统计、事故处理、人机界面和上级调度网之间的数据通信。前置机子系统和上位机子系统在调度端完成。FS2000电网调度自动化系统的总体结构如图1所示。

系统采用了双机热备前置机、双机热备SCADA服务器、双机热备历史数据库服务器，其中历史数据库还包含双机冗余磁盘阵列柜，保证了数据的安全可靠。上位机子系统由数据库服务器、Web服务器、调度平台和维护平台等组成。上位机子系统和前置机子系统通过全交互式快速以太网，实现企业内部的数据和信息共享。在数据传输时，前置机与子站系统之间的数据传输可以利用Modem、电力载波通信、微波通信或光缆通信等。Modem通信是一种比较经济实用的方法。首先，我国的电力网络建设还处于初期，并没有完善，没有现成的电力网络可以利用；其次，子站分布比较分散，离调度中心距离都比较远，如果采用网络进行通信，投资过大；而且，考虑到各个子站与前置机之间的数据传输量较小，采用网络的经济效益和网络利用率低。前置机通过多串口卡实现数据的采集和发送。系统具有良好的可扩充性，子站的扩充比较容易实现。3系统功能^〔1，2〕3．1数据采集数据采集由各种RTU完成，由子站系统进行集中管理和控制，并上传到调度中心。调度中心的前置机由通信服务器与各子站系统进行数据通信。3．2遥控与遥调采用面向画面对象的遥控模式，操作方便、快捷、灵活、直观。反送校验以确保操作准确无误。遥控操作的口令管理，保证遥控操作的安全性。另外闭锁条件防止了误操作的发生。可以实现对断路器分、合的远方操作，对补偿电容器投、切的远方操作，对有载调压变压器分接头的远方调节，部分保护的远方启动、闭锁及信号复归等。3．3图形工具FIX组态软件具备完整的作图及图形的在线浏览功能，应用该作图工具可灵活地作出一次接线图、厂站图等。图形可采用位图或自定义图元，并可方便灵活的与实时数据库的数据点进行连接。遥信量的实时值可方便地通过用户自定义的颜色在界面上直观动态的显示。升级版的FIX（又称Dynamics）还提供了丰富多彩的三维图库，并提供了图形的动画效果。此外，还内嵌了VBA功能，自动生成代码框架，并可直接对图元进行VB编程，使得系统的集成度和灵活性更高。此外还可以进行基于INTERNET／INTRANET技术实现WEB浏览，以实现远程监控。3．4数据库系统实时数据采用内存交换方式，效率极高，以满足大量数据的交换；动态历史数据采用文件式存储，方便快捷；静态历史数据存储于Oracle关系数据库中，安全可靠。历史数据库同时存储了如整点数据、报警数据、通道运行状态、调度员执行记录等重要信息，对于分析电网的运行情况提供了强有力的支持手段，并确保了责任的明确性。3．5计算与统计功能计算总加量、负荷率、合格率及有功、无功、电量，统计最大值、最小值、平均值等，能正确统计遥控、遥调次数和动作率，进行数据越限处理和处理计算遥信。3．6系统报表采用FIX的DDE功能、MSOffice的Excel宏调用作为报表编辑和生成的工具，对用户完全透明，可以很方便地生成各种报表及曲线，实现了SCADA数据与办公自动化的有机结合。也可使用FIX有效的报表生成系统生成用户所需的报表，为数据的二次处理提供了有力的支持。报表可以包含复杂的数据计算功能和数据分析功能。3．7打印功能系统支持各种常用主流打印机。可以自动打印遥测越限、开关变位、告警、事故等信息；定时或手动打印各类报表；打印接线图、数据库记录和事故记录。3．8模拟操作票系统提供全汉化的、丰富多彩的显示方式和监控手段，可以在实时画面上实现对开关遥控的模拟操作并能动态生成操作票，完全能够起到代替运行和操作人员手工开票的作用。4系统应用及展望FS2000已应用在电网调度自动化系统中，取得了满意的运行效果。相对于传统的电网调度自动化系统，基于FIX组态软件的电网调度自动化系统，基于FIX组态具有良好的可靠性、灵活性、伸缩性和开放性，适用于各级电网调度自动化系统，具有广阔的应用前景。

参考文献

1杨红成，钱利民．基于Intranet可组态的电网调度自动化系统〔J〕．电力自动化设备，2000，20（6）：29～322张敏．一种新型调度自动化系统．电力自动化设备〔J〕，1999，19（3）：42～43

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