新型配电自动化主站系统架构的研究

戴朝辉 丁凯

摘 要：配电自动化是提高供电可靠性、供电质量和供电能力，实现配电网高效经济运行的重要手段。当前，建设新型的面向智能电网的配电自动化系统是配网自动化的发展方向，而配电自动化主站是配电自动化系统的核心组成部分。本文就是从配电自动化主站的层次和架构方面对新型配电自动化主站进行简要的论述。

关键词：新型配电自动化主站；层次与架构

新型配电自动化主站系统采用分层分布式系统结构，充分利用成熟的网络管理技术、数据库中间件、面向对象以及应用组件技术，遵循IEC 61970的公用信息模型（CIM）和组件接口规范（CIS），在基本的SCADA应用的基础上，能够集成馈线自动化（FA）、配网调度作业管理、配网高级应用软件（DPAS）、WEB浏览服务等各种应用分析软件，满足配电网运行状态监视、实时数据采集、监控及应用分析需求。整个主站系统分为基础平台层（操作系统层和硬件层）、支撑平台层（平台服务和数据总线）和应用功能层。

从系统运行的体系结构看，配电自动化主站系统是由硬件层、操作系统层、支撑平台层和应用层共四个层次构成。其中，硬件层包括服务器，PC等在内的各种硬件平台以及其它硬件设备，操作系统层包括UNIX、LINUX各种操作系统。

系统中的支撑平台层在整个体系结构中处于核心地位，支撑平台可归纳为集成总线层、数据总线层、公共服务层等三层，集成总线层提供各公共服务元素、各应用系统以及第三方软件之间规范化的交互机制，数据总线层为它们提供适当的数据访问服务，公共服务层为各应用系统实现其应用功能提供各种服务，比如图形界面、告警服务等。

集成总线层提供公共服务、各应用系统以及第三方软件之间规范化的交互机制，是系统内部以及与第三方软件之间的集成基础。

集成总线层首先遵循IEC 61970的组件化原则，既可以支持与第三方独立系统的集成，也支持第三方应用集成到本系统内，同时作用于系统中各内部组件的集成，从而将各种组件有机地集成到一起构成整个系统；集成总线层同时也遵循IEC 61968标准，建立基于消息的信息交换机制。IEC 61968标准的目标是针对独立的应用系统之间的集成，而不是应用系统内部各组件之间的集成，它定义了系统之间接口参考模型（IRM）以及一整套消息格式及语义。通过实现消息中间件完成不同应用系统之间的消息代理、传送功能，从而提供了异构环境下独立应用系统之间的松耦合机制。

总而言之，集成总线层起到了关键性的粘合剂的作用，既提供了系统内部各公共服务元素与各应用系统之间的规范化的交互机制，又提供了第三方软件紧密集成到本系统内的有效机制，同时也提供了系统本身与第三方独立系统之间规范化集成的合理途径。

数据总线层由实时数据库、动态信息数据库（选项）、商用数据库以及相应的数据访问中间件等构成。商用数据库用来存放非实时和偶然同步的数据，动态信息数据库提供历史数据服务，具有可靠性高、容量大、接口标准、安全性好等特点。依托底层的集成总线层构成的分布式实时数据库，保证了实时数据的同步。

公共服务层指为应用软件提供显示、管理等服务的各种工具，公共服务偏向于通用的工具，而不像应用软件则是偏向于解决业务领域的问题。在服务设计时对各应用的需求进行分析、归纳、总结，从而设计出各种满足应用需求的公共服务层，如图形工具，报表工具，权限服务，告警服务，WEB服务，系统管理，配网分析应用服务，流程服务，表单定制等

应用系统层可包括DSCADA、DA、配网分析应用、智能化应用、模型管理、电网仿真培训等，它们在由集成总线、数据总线和公共服务的支撑下完成各自的应用功能，并有机地集成在一起，成为一个一体化的系统。

综上所述，新型配电自动化主站通过以上层次与架构，利用符合IEC61968标准的信息交互总线将配电自动化系统、调度自动化系统、GIS地理信息系统、CIS营销管理系统、PMS生产管理系统等有效集成，突出了“信息化”、“自动化”、“互动化”的特点，实现对整个电网的智能化管理和应用。

[参考文献]

[1]陈堂，赵祖康，陈星莺，胡大良.配电系统及其自动化技术.中国电力出版社，2003年.

[2]孟祥忠，王博.电力自动化技术.中国林业出版社，2006年.