主站系统的设计.docx

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主站系统的设计

主站系统的设计

4．1主站系统设计原则

主站系统的设计应遵循以下原则：

遵循国际标准，采用完全透明、开放的程序设计；系统应具有高度的可靠性、兼容性和可扩展性；人机界面友好、使用维护简单，具有易学易用的特点；系统功能齐全，具有模块化软硬件结构，配置灵活；采用分布式网络结构，可方便实现与其它系统互联，实现资源共享，数据源唯一。

4．2主站系统功能需求

A.主站系统是整个配网自动化监控和管理系统的核心，必须是具有高级

应用软件的完整系统，具备软硬件隔离的功能，而且系统软件的运行与网络硬件设备无关。

系统是一个实时和离线管理相结合的系统，将电网设备数据和用户数据、实时数据和历史数据、电网接线图和地理信息图、图形与数据结合在一起，要求具备很高的安全性和集成性。

主站系统不仅具备数据采集（遥信、遥测）、报警、事件顺序记录、事故追忆、远方控制（遥控）、远方调节（遥调）、计算、趋势曲线、历史数据存储和制表打印、事件记录等常规SCADA功能，还应具有配电网络运行、控制、故障诊断、故障隔离、网络重组等功能，支持无人值班变电站接口，实现馈线保护的远方投切、定值的远方设置和修改、线路的动态着色、AM/FM/GIS等功能。

整个系统主要包括配电网SCADA子系统、自动制图/设备管理/地理信息子系统（AM/FM/GIS、配网自动化（DA模块（完整的DA功能包括变、配电站自动化和馈线自动化）、配电管理系统（DMS、配网高级分析软件（PAS等内容。

B.整个系统采用开放式设计，能接入不同厂家的不同设备：

硬件平台：

支持多种基于RISC技术的服务器和工作站如：

IBM、HP、ALPHA系列、

SUN系列；支持Intel系列PC

操作系统内核：

POSIX/UNIX和WindowsNT操作系统。

主站服务器采用高实时性、高可靠性的UNIX操作系统，在调度工作站采用性能价格比高的PC机，安装

WindowsNT系统，也可采用UNIX工作站，但界面应与NT的工作站一致。

网络：

采用分流/冗余的双网机制，遵循ISO-OSI七层网络参考模型、TCP/IP、X.25、PPP等。

采用跨网解决方案，实时部分采用专用局域网，管理部分宜采用虚拟网络或路由器方式与现有的MIS网共用，在逻辑上应保证整个

系统的安全性、一致性和实时性。

地理信息系统基础平台：

SCADA/DM和AM/FM/GIS—体化设计。

系统将GIS作为支撑平台的一部分融入支撑平台，让整个配网自动化及配电管理系统共享GIS应用，即用一个一体化的图形系统作为配电系统的客户端应用，以便灵活应用和易于维护，而不是将GIS作为一个外挂的系统来考虑。

数据库:

关系型/SQL/CLIENT-SERVER体系结构，采用商用数据库和实时数据库相结合的数据库系统，同时满足对数据的可靠管理和电力系统对数据实时性的要求，SCADA勺历史数据库和DM救据库使用Oracle或SYBAS等。

图形人机接口：

X-WINDO系统；OSI/MOTIFWindowsNT

图形：

Open-GLX-WINDOWWindowsNT系统。

C.系统必须支持以下通讯规约

（1）新部颁CDT规约

（2）扩展CDC-8890TYPE-II

（3）U4F

（4）IEC-870-5-101

（5）DNP3.0

（6）应用层支持远动通讯协议IEC-870-5-104

（7）计算机数据通讯协议IEC60870-6TASE.2（ICCP）

D.主站系统必须符合国际和国内的相关标准，支持互联网技术，具有良

好的人机操作界面，支持色彩丰富的画面，具备很高的系统安全和保密性。

E.系统提供可靠的安全管理机制，采用分层、分级的管理模式，与其它系统互联必须有可靠的安全隔离机制，安装必要的防火墙。

4.3主站系统硬件配置

4.3.1服务器和工作站

配网自动化主站系统需处理和存储的数据是海量的，包含了大量的实时信息和种类繁多的管理信息，因此应采用数据处理能力强、安全性和可靠性高的服务器系统，而各客户端应采用界面友好的工作站。

因此，我们设计时使用RISC结构的小型机作为主站系统的服务器（UNIX操作系统），调度工作站选用UNIX工作站或NT工作站，配电管理系统工作站使用INTEL构架的高端图形工作站，采用NT操作系统。

这种选择既考虑了UNIX的处理能力、安全性、可靠性，也兼顾了NT的易用性和通用性。

具体的配置方案如下：

1．服务器：

使用COMPAQES4档次的小型机作为数据服务器，采用UNIX操作系统,双机冗余配置，具有双机系统容错能力，做到一台服务器出现问题时，系统能平滑地由另一台服务器代替，服务器间使用RAID5方式磁盘阵列系统进行数据存储。

配置1台Web服务器提供Web服务，以实现系统内部的远程访问和浏览，不管是工作站还是PC机，只要安装了如IE或Netscape之类的浏览器软件，即可在浏览器窗口中看到系统的实时信息和图像。

该服务器还作为网关机以实现和其他自动化系统的信息交换，在网关机中安装防火墙软件。

2．工作站：

（1）调度员工作站：

2台，UNIX或NT工作站；

（1）SCAD数据处理工作站：

2台，UNIX或NT工作站；

（2）AM/FM/GIS工作站：

1台，UNIX或NT工作站；

（3）配电管理工作站：

1台，NT工作站；

（4）用户信息和电话报修工作站：

1台，NT工作站。

（5）系统维护和报表管理工作站：

1台，NT工作站。

其中，调度员工作站专供调度员用来对配电网运行状况进行监控，工作

站上的任务要具有权限管理功能，同时还要提供调度仿真和事故预演模块，以实现调度员在线培训功能，为防止调度员的误操作，系统还要提供调度员操作指导画面。

调度员可通过该工作站的画面，对整个配电网的各项参数进行监视和操作，一旦配电网发生故障，工作站应能自动推出报警画面及相关的接线图，并发出声光报警。

调度员站画面应具有漫游、无级缩放、分层分块显示、全局导航图等各项功能。

调度员工作站上应能显示地理接线图，并且地理接线图的生成应随GIS图形的变化自动生成；系统维护和报表工作站用来对系统进行维护，完成系统中各项数据的统计如电量统计、线损统计、负荷率统计、设备动作次数统计，同时还可以根据系统维护人员预先设定的报表格式完成报表的显示和打印输出功能。

系统提供周期打印和随机打印两种方式，启动方式可分为定时启动、人工启动和事件启动；

AM/FM/GIS工作站用来完成自动制图和设备管理工作；配电管理工作站负责配电网的运行管理、设备管理和安全管理等管理工作；

电话报修工作站（内插电话语言卡）将适当的投诉电话标签与数据库中的设备关联，分析结果可显示在平台的地理图和单接线图上，功能包括电话输入、电话分析、电话处理、电话回答、电话记录/报告等。

所有上面提到的功能和其它一些配电管理功能都可以在一个工作站上实现（实现电话报修要配置电话语音卡），实际应用时可以根据具体情况灵活配置，可以为某一项功能专门设立一台工作站，也可以几个功能共用一台工作站。

4．3．2网络设备

由于配网自动化主站系统的数据流量很大，为了能适应大数据流量的数据交换，使系统不致于因为数据量巨大而产生数据拥塞的现象，系统应选择高速以太网的数据传输方式。

遵循安全、可靠、先进、实用、可扩充和可维护等原则进行计算机网络的设计。

本方案中，主站计算机网络采用交换式双以太网结构，网络交换机选用

CISCO2924。

整个系统的网络结构采用高速以太网星形连结，把所有的服务器和工作站连接在一起，为消灭单点失效故障，采用双网冗余配置，双网既可热备份又可分流，大大提高了网络系统的可用性和安全性。

主站和子站之间的通信采用SDH2M+路由器的方式，使用CISCO2611路由器，主站与MIS系统以及其它自动化系统通过Web服务器（网关机），利用CISCO2924网络交换机（可扩展光纤接口）进行通信。

4．3．3外围设备

主站配置的外围设备如下所示：

（1）AO彩色喷墨绘图仪1台；

（2）A3激光打印机2台；

（3）A3扫描仪1台；

（4）GPS天文钟1台。

4．3．4UPS

UPS不间断电源系统作为配网中心计算机系统的应急电源。

可根据需要配置1〜2台UPS电源，正常运行情况下UPS处于热备用工作状态，当配网中心的计算机系统供电电源故障时，UPS通过自动切换装置在市电电压低于85%寸自动投入运行。

4．3．5组合大屏幕显示系统

组合大屏幕显示系统主要有的用途有：

（1）配网运行监视及调度；

（2）故障处理、事故分析；

（3）观看静态和实时的配网系统图及地理图；

（4）取代供电值班及配调的模拟盘；

（5）同时显示多个窗口内容；

（6）观察配电室视频信息；

（7）当系统配置GPS抢修系统后用来监视抢修车的行驶轨迹。

设计的组合大屏幕显示系统满足以下几条技术要求：

（1）DLP投影方式；

（2）实现无缝拼接（缝隙1mm；

（3）单屏尺寸为67英寸；

（4）单屏分辨率为1024X768;

（5）单屏亮度不小于750ANSI流明；

（6）组合屏规格为3（高）X4（宽）;

（7）系统控制方式为网络方式；

（8）灯泡寿命》8000小时。

4.4主站系统软件配置

4.4.1主站系统软件的结构

主站系统软件是基于开放式软件支撑平台，采用面向对象技术的配网管理软件，整个系统的所有功能都采用Client/Sever结构分布于网络中，网络中任何一台机器都可在线同时访问到系统中的所有功能，实现完全意义上的功能分布，系统软件结构图如图16所示。

图16主站系统软件结构图

4．4．2操作系统

在计算机操作系统的高档应用领域存在着UNIX和NT两种流行的操作系统。

UNIX网络操作系统有着悠久历史，经过众多专家的改进，具有良好的网络管理功能，整个系统性能稳定、可靠，但支持软件不够丰富，且界面呆板主要用于事物处理及数据处理的关键领域。

NT网络操作系统是系统软件领域的后起之秀，其除具有丰富的网络管理能力外，还有良好的用户图形界面和非常丰富的支持软件，但其可靠性略逊于UNIX。

由于配网自动化系统对主站系统的可靠性要求很高，本方案中服务器采用UNIX操作系统平台，工作站则根据需要采用UNIX或NT操作系统平台。

4．4．3支持软件平台

1．分布式实时运行环境及其管理软件平台其基础是分布式实时运行环境，用来完成各种数据信息的交换，进行定时器管理、时钟管理、分布式诊断信息管理和打印设备及打印队列管理等工作。

2．数据库系统软件

数据库系统软件可采用大型商业数据库如Oracle，Sybase等，数据库访问语言采用满足ANSI标准的SQL查询语言和C/C++语言函数API接口。

实时数据库、历史数据库、商用数据库三者之间相互独立通过软件数据总线实现数据联结，使系统满足配网自动化的实时性要求，充分利用了商用数据库的数据管理能力，同时通过三个数据库之间的数据冗余性，提高了重要数据的可靠性，三个数据库采用统一的数据显示界面，便于操作。

采用面向对象的设计方法，以电力系统中各种设备为对象进行设计，便于电力系统模型的建立和高级应用软件的计算和处理。

3．GIS平台

GIS（地理信息系统）是融计算机图形和数据技术于一体，储存和处理空间信息的技术，它将地理位置和相关属性有机地结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足供电企业设备管理和维护的要求，借助其独有的空间分析能力和可视化表达，进行各种辅助决策。

因为市电业局目前尚未建设GI