长春西郊集控站技术建议书.docx

1、长春西郊集控站技术建议书长春供电公司220KV西郊集控站监控系统（招标编号：JNZB-06078-06/第一包） 投标文件（技术建议书）国电南瑞科技股份有限公司二零零六年九月 南京目 录第一章 前言 11.1 OPEN2000总体描述 11.2 OPEN2000遵循标准 11.3 OPEN2000的环境要求 2第二章 OPEN2000体系结构 42.1系统设计原则 42.2 硬件结构及设备选型 52.2.1 硬件结构 52.2.2 设备选型 72.3 体系结构 82.4 系统接口 92.5 数据流程 102.5.1实时数据的数据流程 102.5.2控制命令的数据流程 112.5.3历史数据的数

2、据流程 112.5.4模型数据的数据流程 112.6 OPEN2000的关键技术 112.6.1实时与商用数据库相结合的数据库管理系统 112.6.2冗余机制 112.6.3智能建模 112.6.4友善的界面 122.6.5先进可靠的前置子系统 122.6.6安全防护 122.6.7系统扩展和升级 122.6.8系统备份 13第三章 系统软件和支撑软件 143.1概述 143.2系统软件 143.2.1操作系统 143.2.2诊断测试 163.3.3应用开发工具 163.3支撑软件 173.3.1数据库及数据库管理子系统 173.3.2网络管理子系统 213.3.3图形管理子系统 233.3.

3、4分布式系统管理子系统 253.3.5故障自动切换及手动切换 263.3.6系统资源监视 283.3.7 设备监视 283.3.8 系统时间和日历管理 283.3.9 诊断 293.3.10报表及其管理 293.3.11权限管理 303.3.12历史数据服务 333.3.13人机接口 343.3.14 软件开发 40第四章 SCADA应用软件 414.1概述 414.2数据采集和处理 414.2.1 数据采集 414.2.2 数据通信 424.2.3 数据处理 454.2.4 数据计算和统计考核 484.3 控制和调节 504.3.1遥控和遥调 504.3.2调度员操作 524.4事件和告警处

4、理 524.4.1 事件定义 534.4.2 告警定义 534.4.3 告警处理 544.5网络拓扑着色 544.6趋势记录 554.7事件追忆 574.7.1事件追忆的主要功能 574.7.2重演功能 584.8历史数据回放功能(历史曲线及潮流) 584.9 SOE功能 58第五章 系统主要性能指标 605.1信息量规模 605.2系统可用性及可靠性 605.3 系统响应时间 615.4 主要性能指标 61第六章 系统硬件和软件配置 63第七章 工程计划建议 65第八章 设计联络会、培训及验收 67第九章 第九章 售后服务保证 709.1质量保证 709.2保证期内的技术服务 70第一章 前

5、言1.1 OPEN2000总体描述国电南瑞科技股份有限公司非常感谢吉林省电力公司及长春供电公司对本公司的信任与支持，使本公司能够荣幸地成为220kV西郊变站计算机监控系统主站的投标单位。为了做好这次投标工作、从而为吉林省的生产建设贡献力量，本公司决定以新一代具有标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN-2000作为我们的投标系统，将最新的标准与技术、最好的产品奉献给吉林电力。为此，本公司组织了强大的技术专家队伍，仔细研读了招标书，进行了认真的分析与讨论，根据本公司产品的技术特点编写了本技术建议书，希望能够藉此让吉林省电力公司及长春供电公司的领导、专家充分了解我们的系统、共享调度自动化领域

6、新的发展与成果。作为90年代推出的基于RISC/UNIX的开放式分布式能量管理系统优秀代表之一的OPEN2000于1999年通过江苏省科技成果鉴定，2000年获江苏省科技成果一等奖。投产以来，在保持其技术先进性的同时，紧跟当前科技发展和电力改革的新形势，不断总结经验，在运行中日趋完善，陆续增加了不少新功能，在产品系列化、质量控制、用户服务等方面也做了大量工作，深受各方好评。经过多年努力和发展，OPEN2000已成为性能稳定、功能强大、为广大用户熟悉和喜爱的成熟产品，具有十分强大的生命力，在国内已拥有可观的用户相当广阔的市场前景。本技术建议书与投标文件的“长春供电公司220kV西郊变集控站计算机

7、监控系统投标文件（招标技术规范书的确认表）”共同构成投标文件的技术部分。1.2 OPEN2000遵循标准OPEN2000遵循以下国际组织的有关标准： ISO 国际标准化组织标准 IEEE 电子与电气工程师协会标准 IEEE 802.x系列局域网通讯标准 IEC 国际电工技术委员会标准 IEC 61970标准 IEC 60870-5系列问答式RTU规约，如常用的101、103、104等 IEC 60870-6-102 TASE2协议 ITU 国际电信联盟推荐标准 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 13730-2002 地区电网调度自动化系统 GB/T 1382992 远程终端通用技术条件

8、DL 中华人民共和国电力行业标准 DL451-91 循环式远劝规约 DL476-92 电力系统实时数据通讯应用层协议 DL 516-93 电网调度自动化系统运行管理规程 DL 5002-91 地区电网调度自动化设计技术规程 DL 5003-91 电力系统调度自动化设计技术规程 其它通用的工业标准，如： 操作系统采用UNIX，符合开放系统的POSIX标准 SQL语言符合ANSI标准 GUI符合X-Window和MOTIF标准 C/C+和FORTRAN语言符合ANSI标准 网络通讯采用工业标准的TCP/IP协议1.3 OPEN2000的环境要求OPEN2000主站正常工作的外界环境条件一般为：(1

9、) 机房环境 温度：1530； 湿度：20%80%； 大气压力：86 kPa106 kPa, 70 kPa106 kPa； 无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动冲击源； 计算机机房的接地和静电防护应符合GBJ 50174的有关规定； 计算机机房的平均照度应不小于500 lx； 计算机机房的消防及安全应符合现行国家标准的有关规定。(2) 机房供电主站应配置两路独立的交流电源： 额定电压：220V，允许偏差 15%10%； 频率：50Hz，允许偏差0.5Hz； 谐波：5%。注意：如满足上述环境要求有困难请在定货时特别说明。第二章 OPEN2000体系结构2.1系统设计原则随着

10、电力系统和计算机技术的不断发展，能量管理系统只有在标准化、技术先进性、方便实用性等方面取得长足的进步，才能适应电力工业的飞速发展和电力改革的需求，也才能确立市场上的优势，所以我们在OPEN2000的设计中确定了如下原则： 标准化原则OPEN2000遵循最新的国际标准，如：操作系统遵循IEEE POSIX 1003.0工作组定义的开放性，提供基于标准图形用户界面的编辑和生成工具及调用接口；提供各数据库的访问接口；提供标准的网络通信应用层协议和应用函数及调用接口；支持用户应用软件程序的开发等；继续发挥在原有标准执行上的优势，如IEC 60870-5系列等，同时关注将来会对系统产生影响的标准，如IE

11、C 61850等； 软硬件平台无关性原则OPEN2000支持包括ALPHA、SUN、IBM、HP以及PC在内的各种软硬件平台； 技术先进性原则OPEN2000采用更多的先进技术，如商用数据库技术、面向对象的分析、设计和编程技术及基于INTERNET的WEB技术、JAVA技术等，这些新技术使系统具有更高的性能、更强的功能、更大的应用范围以及更好的实用性； 实用、方便性原则继续发挥原有调度自动化产品在实用、方便性方面的优势，并进一步提高； 简单、易维护性原则OPEN2000朝着功能越来越强大，而使用、维护越来越简单的方向努力，向用户提供完善的数据一致性自动检测工具、运行状态自动检测工具、自动修复工

12、具、手动修复工具等； 可靠、可用性原则OPEN2000在系统可靠性方面继续下功夫，一方面提高程序本身的可靠性，另一方面开发高效的切换机制，从而提高系统的可用性指标； 安全性原则OPEN2000开发中也更多地关注系统及网络安全方面的相关技术，如防火墙、物理隔离、入侵检测、安全加固等，根据国调中心的要求实施相应的安全解决方案； 产品系列化原则OPEN2000应形成系列化产品，以满足不同规模和类型的用户（从地调到县调，从地调加集控站到独立的500KV、220KV变电站等）对调度自动化的需求。2.2 硬件结构及设备选型OPEN2000是一套适应新形势和新要求、采用新技术和新标准、面向调度员和操作员、注

13、重安全防护能力的新一代能量管理系统。硬件上，OPEN2000由服务器和工作站通过分区安全防护的局域网构成，服务器通常包括冗余配置的数据采集、数据通信和数据管理等数据服务器以及SCADA、AGC、PAS和DTS等应用服务器。软件上，OPEN2000由支持平台和应用软件通过符合国际标准的接口构成，支持平台包括系统平台、数据库管理系统管理、图形、报表、告警和WEB等两层，应用软件包括SCADA、PAS和DTS等。功能上，OPEN2000包括通用功能和专用功能两部分，通用功能是支撑平台软件提供的对每个应用都适用的功能，如告警处理、WEB浏览、权限管理、历史数据和图形显示等，专用功能亦称应用功能，是针对

14、某个应用的具体功能。2.2.1 硬件结构OPEN2000整个系统分布在三个安全区中，分别为安全区、安全区和安全区，主系统位于安全区，DTS子系统位于安全区，WEB子系统位于安全区，如2-1图所示。安全区与安全区之间使用防火墙，安全区与安全区之间设置正向与反向专用物理隔离装置隔离。具体系统配置须根据不同用户的情况和需求，进行系统设计。图2-1 典型配置硬件结构示意图主系统包括双冗余局域网子系统、数据服务器子系统、数据采集与通讯子系统、各种应用服务器与工作站等。(1) 局域网子系统OPEN2000采用冗余的双交换式以太网结构，重要用户可采用具备三层交换功能的企业级或部门级交换机，一般用户采用中档交

15、换机即可，重要的服务器还可通过1000M速率接入，构成功能分布的开放系统，该网络结构设计有如下特点： 无论是单网故障，还是网上节点内的单点网络故障都不影响系统功能。采用双网还能方便地进行硬件设备升级； 使用VLAN技术，可以划分出相对独立的VLAN用于数据采集子系统、DTS子系统甚至其它应用系统，让用户的投资得到最充分的利用。既避免了配置多台工作组级交换机的投资，又充分利用了主交换机的高性能和可靠性； 主干交换机最好具备三层交换功能，可以实现各（子）系统之间的高效率地互相通信（以交换的线速而非路由的低速）； 网络设计具有较大的扩容空间，便于今后系统进一步扩容和增加新的应用系统。(2) 商用数据

16、库服务器商用数据库服务器一般配置两台高档RISC服务器，还可配置磁盘阵列，数据库可选择ORACLE、SYBASE等。(3) 应用服务器SCADA、PAS等应用服务器一般各配置一对或一台中高档RISC服务器，支撑平台提供冗余服务器之间的高效切换。(4) 工作站从系统的可靠性、安全性和维护成本等因素考虑，建议选用RISC工作站。(5) 数据采集与通讯子系统数据采集与通讯子系统是整个系统的数据来源与控制通道，其组成包括双局域网、数采通讯服务器（即数据采集服务器、前置机）、串行通讯设备、路由器等。双局域网既可以采用主交换机的VLAN网段，也可以配置独立的工作组交换机。数采通讯服务器一般配置中高档RIS

17、C服务器，可以配置2-4台，一般配置2台即可。由于串行通道的收发与网络通道的收发本质是相同的，从传统通道与网络通道的无缝集成与平滑过渡来说，也应该统一处理。串行通讯设备包括通道板、切换装置、终端服务器或路由器等，终端服务器用于传统远动串行通道接入，路由器则用于与网络RTU、上下级控制中心之间的通讯。(6) DTS子系统DTS子系统可再细分为DTS服务器、教员服务器、学员服务器、学员工作站等设备，可根据实际需求配置相关的服务器和工作站硬件。按照国调中心关于二次安全防护的要求，DTS子系统与主系统相对独立，其间应使用防火墙隔开。(7) 安全WEB子系统按照国调中心关于二次安全防护的要求，WEB子系

18、统与主系统相对独立， 在安全区配置一到两台WEB服务器。在安全区与安全区之间布置正向与反向专用物理隔离装置，正向隔离用于从内向外的通讯，传送实时数据、历史数据及图形文件等，反向隔离用于从外向内的通讯，传送计划值等。(8) 其它设备系统可通过串口或网络连接各种外设，包括针打、喷墨打印机、激光打印机、绘图仪、扫描仪等。系统支持各种模拟屏及大屏幕投影显示器，负责实现OPEN2000和它们的接口，并满足下列功能要求： 可采用MMI工作站直接对模拟屏进行操作，通过串口方式或网络方式驱动模拟屏接口； 采用TCP/IP网络方式，连接大屏幕投影系统； 支持X11协议，并将RGB方式作为备用接入方案； 可在系统

19、中任一调度员工作站、演示工作站上，完成对大屏幕投影系统画面的显示控制； 支持画面在大屏幕投影上的无缝拼接，开多层窗口，并实现所有图形、画面满屏显示和多鼠标控制。2.2.2 设备选型2.2.2.1 服务器结点目前，具有64位字长采用UNIX操作系统的RISC服务器和工作站已大量运用于企业的关键业务系统，电力行业也不例外。OPEN2000系统的服务器是数据采集和处理的关键结点，在整个系统中具有十分重要的作用，故采用64位RISC服务器。由于其所承载的应用和电力系统的实时监控密切相关，所以在选择供应商时非常慎重。OPEN2000可选用当今国际知名计算机供应商SUN、IBM或HP系列的64位产品（RI

20、SC服务器及RISC工作站）。这类系列产品起点高（是首先选用64位CPU的RISC计算机厂家）、支持异构网络的互连，并能从硬件上支持以太网双网或多网运行，支持标准商用数据库和自行开发的实时数据库，亦可集成其它符合国际标准的第三方实时数据库，以保证数据传输处理的高效性和数据的一致性。2.2.2.2 数据采集与通信子系统数据采集与通信子系统是OPEN2000和外部系统进行信息交换的枢钮和桥梁，是SCADA/EMS的基础。随着电网和计算机通信技术的迅猛发展和调度自动化系统的不断进步，对该子系统的实时性、可靠性、大容量提出了越来越高的要求，OPEN2000数据采集与通信子系统除数据采集服务器选用64位

21、RISC服务器外，终端服务器建议选用CHASE、MOXA等产品。串行通讯设备则用为电力系统专门设计的MODEM、光电隔离、切换设备等。其它如光端机、10M/E1转换器等可选用进口或国产经过运行考验证明是可信的品牌。2.2.2.3 网络设备OPEN2000是面向网络的分布式、开放式系统，网络设备不仅将系统内的硬、软件资源连接成一个整体，还通过网络与上下级调度自动化系统及其它系统进行信息交换实现信息共享。网络设备的性能对整个系统的可靠性、综合能力及性能指标起着关键的作用。OPEN2000主要选用国际知名公司品牌的网络设备，包括路由器、交换机等，构成多个以双网冗余结构为主的LAN，并通过网关、路由器

22、等连成MAN/WAN。此外，根据国家和行业有关规定，网络安全装置全部选用经安全部门认证的国产设备。2.3 体系结构从系统运行的体系结构看，OPEN2000是由硬件层、操作系统层、支撑平台层和应用层共四个层次组成。其中：1）硬件层包括IBM、SUN、HP和PC等各种硬件设备；2）操作系统层包括Tru64 UNIX、IBM AIX、SUN Solaris和各种WINDOWS操作系统；3）支撑平台层指为应用软件提供的数据库管理系统、图形工具、系统管理等服务的各种工具，它偏向于通用的工具，而不像应用软件偏向于解决具体业务领域的问题。系统中的支撑平台层在整个体系结构中处于核心地位，其设计是否合理将直接关

23、系到整个系统的结构、开放性和集成能力。OPEN2000具有功能全面、设计周密的各种公共服务，包括实时图模库一体化的图形管理工具、报表工具、数据通信服务、WEB服务和系统管理等等；4）应用系统层包括SCADA、AGC、PAS、DTS等所有电力系统应用软件，还可以包括配电管理系统等，它们在支撑平台的支撑下完成各自的应用功能，并有机地集成在一起，成为一个一体化的大系统。OPEN2000的体系结构如下图2-2所示。图2-2 OPEN2000体系结构图2.4 系统接口OPEN2000是遵循国际标准具有良好开放性的系统，在系统设计时就考虑到第三方系统/软件接口的要求，在实际应用中也有与第三方软件接口的丰富

24、经验，这为用户对于EMS系统应用功能的扩展和信息的综合利用提供了最大的方便。用户既可以选择各种应用模块/应用系统与OPEN2000集成，也可以将OPEN2000的信息提供给其它系统，与之共享，让OPEN2000在充分发挥其主业功能同时也取得最大的附加效益。OPEN2000目前提供的接入方式有多种，既包括符合规范的标准接入方式（基于IEC 61970的组件接口方式、基于IEC 61970的CIM/XML接口方式）,也包括非标准接入方式（基于数据库的接口方式、基于文件的接口方式和基于专用通信协议的接口方式）。基于数据库的接口方式双方通过数据库交换数据是较常见的方式，双方约定好数据库的数据结构，一方

25、将数据写入数据库中，另一方从数据库中将数据读出。双方还需约定好一定的时间顺序，以免出现一方尚未写入另一方就去读之类的时间配合问题。也可以在数据库中设立相应的标志表明是否有新的数据写入，以免双方在标志使用上的冲突。这种方式适用于两种情况，一是频率不高的尤其是定时的交换数据的情况，二是不断传送实时数据而不需要双方的时间配合的情况。基于文件的接口方式与基于数据库的接口方式类似，双方通过文件交换数据也是较常见的方式，双方约定好一定的时间顺序和数据文件的格式，一方将数据写入文件中，另一方从文件中将数据读出。这种方式适用于频率不高的尤其是定时的交换数据的情况，但不适用于传送实时数据。基于专用通信协议的接口

26、方式双方通过专用通信协议的接口方式是最常用的方式，双方约定好专用通信协议并按照此专用通信协议进行双方的通信，从而实现双方的交互。这种方式具有较大的适用范围，既可用于不定时的数据交换，也可用于实时数据传送。2.5 数据流程在OPEN2000中存在着许多不同类型的数据，典型的数据类型包括从各厂站和其它调度中心收集的实时数据、运行操作人员向各个设备发出的控制命令、系统维护人员生成系统时建立的电网模型数据、各个应用软件对实时数据进行分析和计算后产生的运行结果、用于调度员培训的模拟电网数据以及在当前电网基础上人工设置的用于分析过去或未来运行方式的研究态数据等。这些数据的数据流程各不相同。图2-3给出了O

27、PEN2000数据流程示意图。该示意图中的服务器可以是物理存在的服务器，也可以是逻辑上的服务器（多个应用驻留在一套物理服务器中）。图2-3 OPEN2000的数据流程示意图2.5.1实时数据的数据流程实时数据是指表征现场设备状态的电流、电压、有功、无功和开合位置等数据，同时还包括这些设备异常和故障时的时间和报警信息。设备状态信息的获取分全数据方式和变化数据方式。实时数据流如图2-3中实线1所示。2.5.2控制命令的数据流程控制命令的执行可分为带返校确认和顺序控制两种，前者是典型的操作模式，后者一般用于批量控制。控制命令的主要流程如图2-3中虚线2所示。对于带返送校核命令的返送校核信息，其数据流

28、方向与命令方向相反。2.5.3历史数据的数据流程历史数据包括对实时数据进行采样按时间先后保存的数据、各种操作记录、越限记录数据、SOE及PDR数据等。历史数据保存在数据管理服务器中，其它服务器和工作站如需要可进行下装。历史数据的流程见图2-3点划线3。2.5.4模型数据的数据流程模型数据是指用户生成系统时定义的电气设备及其属性、设备之间的电气连接关系等静态数据。模型数据和实时数据共同构成各个应用运行的数据环境。因此，模型数据的维护非常重要，其数据流程如图2-3双点划线4所示。2.6 OPEN2000的关键技术2.6.1实时与商用数据库相结合的数据库管理系统OPEN2000 采用实时数据库与商用

29、数据库相结合的数据库管理系统，其中既有商用数据库管理系统又有实时数据库管理系统，但两者是完全统一的，由一个全网统一的数据库管理系统对实时数据库和商用数据库进行统一管理。数据存储对用户完全是透明的，他们所看到的只是一个综合的数据库管理系统，无需区分商用数据库和实时数据库。2.6.2冗余机制高可靠、高性能的冗余技术是OPEN2000的一个重要特征，OPEN2000将基本的双机热备技术扩展到多机热备技术及冷备自启技术等，大大提高了可靠性指标； OPEN2000还率先开发了“1+N” 软件功能动态重构处理（简称“1+N”）、集群方式数据采集处理功能（前置机按口值班）和双系统冗余后备技术，又将可靠性提高

30、了一大步，这一技术已在现场取得了良好的运行效果。2.6.3智能建模OPEN2000的一个重要特点就是其独创的图模库一体化技术，经过几年的发展，形成了一整套先进的图形制导工具，作图的同时可在图形上录入数据库，使作图和录入数据同步完成，自动建立图形上的设备和数据库中的数据的对应关系，这种被称为“图模库一体化”的技术还可以根据接线图上的连接关系自动建立整个电网的网络拓朴关系，大大简化了EMS系统的工程化工作和维护工作。结合图模库一体化技术，OPEN2000提供了先进的图形应用切换技术和统一建模技术，避免了为每种应用分别绘制一套图形、建立一套数据模型的做法，它为用户带来的好处不仅体现在系统的快速生成上

31、，更给日后的运行维护工作带来了极大的便利，它显著地降低了出错概率，大幅度减轻了维护人员的劳动强度，提高了劳动效率。2.6.4友善的界面OPEN2000的界面设计充分体现科技以人为本的思想，与传统的基于UNIX风格的界面相比，OPEN2000的界面更接近于Windows的界面风格，并且引入了在传统UNIX界面中没有或较难以实现的拖拽（Drag & Drop）、智能向导、在线帮助等技术，这些技术使OPEN2000变得更加简单易用，不需要频繁地查询使用手册，也不需要记住每个功能的操作步骤，一切操作都是以最自然、最易接受的方式展现在使用者的面前。2.6.5先进可靠的前置子系统前置子系统是整个调度自动化系统中的数据采集、数据通信与数据处理的中心，也是与外部系统数据及信息交换的桥梁。OPEN2000的前置子