OCS与OMS交互技术研究

赵莹,王瑞殿

(1.云南电力调度控制中心,昆明 65001；2.南京南瑞集团公司信息通信技术分公司,南京 211100)

OCS与OMS交互技术研究

赵莹1,王瑞殿2

(1.云南电力调度控制中心,昆明 65001；2.南京南瑞集团公司信息通信技术分公司,南京 211100)

介绍在建设OS2系统时对跨安全区的数据和服务交互进行了研究,在确保现有安全区架构不变的前提下,在OCS与OMS系统中分别部署了高速数据总线和通用服务总线,通过建立具备接收及广播内部消息、接收及发送报文消息的代理服务器来实现运行总线的跨区访问。系统通过实时数据交互,静态安全分析、灵敏度分析等服务调用和一体化运维管理子系统的建设验证了该跨区访问方法,实现了OCS与OMS的互动。

OSB；通用服务总线；高速数据总线；跨区访问

1 前言

一体化电网运行智能系统主要分为一体化电网运行智能系统 (OCS,operation control system)和一体化电网运行管理系统 (OMS,operation management system),分别部署在生产大区与控制大区,Ⅰ/Ⅱ区与Ⅲ区之间使用网络隔离装置实现物理隔离,正向隔离装置支持TCP/UDP单项报文传输,而反向隔离装置只支持带签名的E语言等格式化文本传输。安全区的划分使得各区之间的数据通信无法直接跨区进行,因此,各应用系统不能直接采用服务调用的方式进行应用集成,而必须通过符合正反向隔离装置来进行间接的集成,将必要的数据进行跨区共享对总线的实现就显得非常重要。

OSB总线作为连接一体化电网智能系统各功能模块的逻辑总线,其包括高速数据总线和通用服务总线,是提供横向和纵向互联的基础设施,是各级电网运行系统内部及相互间互联互通的载体。高速数据总线是为实时类应用提供高效可靠的进程间通信机制、访问接口以及总线管理功能的总线系统；服务总线是对各种企业服务的智能化的集成和管理中介,实现被集成的各个企业服务之间的数据汇总、数据整合以及信息共享。

2 OSB总线跨区交互

电网调度体系同时需要OMS系统和OCS系统提供支撑,OMS系统应用需要OCS系统应用综合产生的历史实时数据信息进行运行管理统计分析,OCS系统应用需要OMS系统应用产生的发供电计划、电网模型数据、稳定限额等信息管理数据。为完成 OCS与 OMS的双向交互,目前在OCS与OMS中分别部署了OSB总线。

其中 OSB总线包含实时高速总线和服务总线。

高速数据总线作为OSB总线的重要组成部分,实现进程间 (计算机间和内部)的高速数据通信,具有消息发送、接收、订阅、发布等功能,以接口函数的形式提供给各类应用；高速数据总线基础功能包括报文传输方式、发送和接收机制,报文传输方式：为适应各种应用对实时性和可靠性的不同要求,高速数据总线支持基于TCP协议的传输方式、基于UDP协议的广播传输方式、基于UDP协议的组播传输方式等多种传输方式。

SOA服务总线实现服务在线注册与发布、服务查询、服务统一管理、服务同步处理；并支持异构环境中的服务、消息以及基于事件的交互,并且具有适当的服务级别和可管理性,提供对标准数据交换、服务的支持。

2.1 高速数据总线交互

由于隔离装置只允许数据单向传递的特性,为实现总线跨安全区的报文传输,需要增加安全区的报文转发程序,部署在每个安全区中与网络隔离装置相联的服务器上 (以下简称中转服务器)。安全区Ⅰ与安全区Ⅲ之间为实现信息交互,高速数据总线既需要能将安全Ⅰ区中的内部节点报文消息发至安全Ⅲ区中的内部节点又需要能将安全Ⅲ区中的内部节点报文消息发至安全区Ⅰ中的内部节点。

主要功能包括四部分：

1)安全区Ⅰ的正向中转服务器功能；2)安全区Ⅲ的正向中转服务器功能；3)安全区Ⅲ的反向中转服务器功能；4)安全区Ⅰ的反向中转服务器功能。见图1所示：

2.1.1 安全区Ⅰ正向中转服务器功能

1)接收内部节点的广播消息,包括心跳消息 (保持活跃)、加入通道消息以及离开通道消息等,以维护自己现场内的节点、进程信息；

图1 高速数据总线跨区交互图

2)在内部节点中广播本节点信息,特殊标示中转节点信息,以让其他节点获知中转服务器的存在；

3)接收内部节点需要转发给安全区Ⅲ的报文消息 (该报文消息可能是发送到安全区Ⅲ的某个节点的,发送源根据发送接口中的参数以及逻辑确定是否需要发送给中转服务器),放在共享内存 (设为SHM1)中；

4)发送需要发送给安全区Ⅲ的报文消息,该消息取自于 (3)中提到的共享内存SHM1。2.1.2安全区Ⅲ正向中转服务器功能

1)接收内部节点的广播消息,包括心跳消息 (保持活跃)、加入通道消息以及离开通道消息等,以维护自己现场内的节点、进程信息；

2)在内部节点中广播本节点信息,特殊标示中转节点信息,以让其他节点获知中转服务器的存在；

3)接收从安全区Ⅰ正向中转服务器发送过来的报文消息,放在共享内存 (设为SHM2)中,与安全区Ⅰ正向中转服务器应具有的功能方案的第 (4)项对应；

4)将接收到的报文消息按照目的节点发送给内部的节点,消息取自于 (3)中提到的共享内存SHM2。

2.1.3 安全区Ⅲ反向中转服务器应功能

1)接收内部节点的广播消息,包括心跳消息 (保持活跃)、加入通道消息以及离开通道消息等,以维护自己现场内的节点、进程信息；

2)在内部节点中广播本节点信息,特殊标示中转节点信息,以让其他节点获知中转服务器的存在；

3)接收内部节点需要转发给安全区Ⅰ的报文消息 (该报文消息可能是发送到安全区Ⅰ的某个节点的,发送源根据发送接口中的参数以及逻辑确定是否需要发送给中转服务器),将报文消息转换为格式化文本形式,并放在反向隔离装置提供的指定目录处；

4)发送需要发送给安全区Ⅰ的报文消息,该消息取自于 (3)中提到的反向隔离装置提供的指定目录。

2.1.4 安全区Ⅰ反向中转服务器应具有的功能如下：

1)接收内部节点的广播消息,包括心跳消息 (保持活跃)、加入通道消息以及离开通道消息等,以维护自己现场内的节点、进程信息；

2)在内部节点中广播本节点信息,特殊标示中转节点信息,以让其他节点获知中转服务器的存在；

3)接收从反向安全区Ⅲ发送过来的格式化文本消息,将格式化文本转换回原报文格式并放在共享内存 (设为SHM3)中；

4)将接收到的报文消息按照目的节点发送给内部的节点,消息取自于 (3)中提到的共享内存SHM3。

2.2 通用服务总线交互

服务总线交互见图2所示：

图2 管理区调用生产区服务示意图

分别在生产区OCS系统和管理区OMS系统中部署一台服务器,以三区向一区请求服务为例,实现步骤如下：

1)OMS中某应用向OMS服务总线发起请求,OMS服务总线将请求发送给OCS总线在三区的客户端；

2)OCS服务总线客户端接收到服务请求后,根据业务线对请求参数进行必要的处理；然后将请求序列化为字符串后通过ftp协议上传到文件服务器的请求缓存区。反向隔离装置实时监听文件服务器的请求缓冲区。

3)反向隔离装置监听到管理信息大区的文件服务器的请求缓存区有文件时,读取后反序列化为http请求并将请求放到生产控制大区的文件服务器的请求缓存区,同时删除请求数据 (避免重复扫描)；

4)OCS在一区的服务总线根据http请求调用该区的应用服务；

5)生产控制大区的web应用响应给该区的消息总线；

6)OCS的服务总线将响应序列化为字符串后通过ftp协议上传到生产控制大区的文件服务器响应缓冲区；

7)正向隔离装置监听到生产控制大区的文件服务器的响应缓存区有文件时,读取后反序列化为http请求并将请求放到管理信息大区的文件服务器的响应缓存区,同时删除响应数据 (避免重复扫描)；

8)OCS在三区总线的客户端将响应数据返回给OMS的服务总线,OMS总线将数据返回给调用客户端。

3 OCS与OMS互动

3.1 数据交互

OCS系统实时库中目前存储了 SCADA、WAMS、水调、继电保护故障信息、安稳等系统的历史实时数据,目前已通过正向隔离器装置以镜像库形式提供给OMS系统使用。OCS系统中的电网模型、图形按照正向隔离器装置的传输方式,通过文件代理接口传送至OMS系统。

OCS与OMS间涉及到调度日报计算、发电曲线展现、调度指挥信息化平台发电曲线调整、电压考核、网损统计、南网数据中心配套负荷数据交换等模块的数据交换。实时数据由OCS通过E格式文件转发至实时数据前置机指定位置,收到数据文件后,由实时数据加工程序对E格式文件进行分析处理,并根据厂站对应关系库中的关系记录,将厂站转换成OMS相关功能中所能识别的编码,以及目标端所需要的数据结构,再由数据分发功能对按目标端的数据要求,分发入库或保存为指定格式的数据文件。

3.2 服务交互

OCS通过服务发布的方式将相关服务发布到总线注册中心,OMS可通过服务总线调用OCS系统中调取潮流断面、静态安全分析、灵敏度分析等服务。

基于OSB实时总线实现实时告警服务功能,建立一直在线可用的事件与告警服务,统一处理各类应用的报警事件,并根据配置的告警方式发出告警。告警服务提供各类事件和报警的定义,处理以及具体告警信息的管理功能。

在系统建设过程中,还实践了一体化全景模型运维互动功能,OMS系统利用基础支撑平台通用的业务流引擎,开发了一体化全景模型运维管理子系统,该系统实现的目的在于尝试OMS作为电网模型建立、电网参数维护的源端,通过规范化的流程管理,将电网模型维护成果送给OCS进行运用,达到电网模型的 “源端维护、全局共享”。

4 结束语

在一体化电网运行智能系统中,通过电网OS2系统的建设,充分实践了运行服务总线在不同的隔离区进行信息交互的方式,并展现出了OCS与OMS的互动效果。系统的建设方式为最终实现一个 “横向协同、纵向贯通”的一体化电网运行管理系统提供了论证。

[1]林峰,胡牧,蒋元晨,等.电力调度综合数据平台体系结构及相关技术 [J].电力系统自动化,2007,31(1)：61-64.

[2]邴晓燕,邵贝恩.基于SOA的企业应用跨安全域访问控制[J].清华大学学报 (自然科学版),2009,49(7)：35-38.

[3]孙浩然,田业.二次系统跨安全区数据传输方法及其在负荷预测中的应用 [J].电网技术,2011,6(19)：50-53.

Research and Application on Operation Control System and Operation Management System

ZHAO Ying1,WANG Ruidian2
(1.Yunnan Power Dispatch And Control Center,Kunming 650011；2.Information Technology&Communication Company,NARI Group Corporation,Nanjing 211100)

Yunnan Power Grid had full study on the interactive data and services which are in the different security zone.Ensure there is not any changing in the existing structure of the safety zones,we both build High-speed Data Bus and Universal Service Bus in OCS and OMS,then we arrange some proxy servers which can receive and broadcast inside information,send and receive packets messages to realize the interaction between different safety zones.On the project,we build some functions to validate the cross-access methods,like real-time data exchange,and some service calls including static security analysis,sensitivity analysis and so on, we also construct an integrate maintenance management subsystem.They all prove and confirm the interaction of OCS and OMS.

Operation Service Bus；Universal Service Bus；High-speed Data Bus；cross access

TM73

B

1006-7345(2014)02-0060-04

2013-11-30

赵莹 (1983),女,工程师,云南电力调度控制中心,主要从事调度自动化及信息化工作 (e-mail)three-9@163.com。

王瑞殿 (1986),男,助理工程师,南京南瑞集团公司信息通信技术分公司,主要从事电力调度管理信息化项目管控工作(e-mail)ruidianwang@126.com。