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[摘 要]调度自动化系统在电网中极其重要，因此建立灾备系统具有必要性。本文探讨了依靠无线安全隔离与加密装置和主站系统，并利用无线电力专网构建灾备系统的必然性和现实可行性。
[关键词]调度自动化、灾备、APN专网、安全隔离、数据加密
中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0087-02
电网调度自动化系统是电网运行指挥中枢，负责监视和控制电力系统的发电、输电和配电设备的安全运行，对电力系统的安全稳定运行起着重要作用。近几年，特大自然灾害的频频发生，对电网调度自动化系统造成损害，使得电网监控和调度中断、电网运行失去控制，对区域电网造成极大的影响。灾难事件的发生为保证不间断的电网监控和调度，迫切需要建立电网调度自动化灾备系统。
基于以上原因，本文探讨了构建移动式应急调度自动化系统的可行性，并提供了具体的设计方案。
1 系统架构
移动调度系统包括无线安全隔离与加密主站和子站装置和移动调度服务器及移动工作站SCADA三部分。
具体系统架构设计如下图所示：
子站无线安全隔离装置负责接收和转发站内数据，主站无线安全隔离装置接收子站数据，并将数据存入移动调度服务器，同时转发给调度主站使用。主子站隔离与加密装置通过3G无线APN专网互联，支持串口和以太网两种接入方式。移动工作站上可以运行精简SCADA，数据来源于移动调度服务器。
2 系统功能
站端的无线安全隔离装置接收站内远动管理机或者采集终端发出的数据，经过压缩、加密后通过3G通讯通道发送出去，主站端的无线安全隔离装置将3G数据经过解密、解压后转发给移动调度服务器，并将服务器上的数据转发给移动工作站。
2.1 无线安全隔离与加密装置
1）子站无线安全隔离与加密装置
小水电采集终端或者站内远动管理机通过串口、以太网两种方式接入子站安全隔离装置，兼容ModBUS、Dl451-91（部颁CDT）、101、104等标准电力规约。数据经过压缩、加密之后通过3G无线专网发送到主站安全隔离装置。
2）主站无线安全隔离与加密装置
主站安全隔离装置与子站装置之间进行点对点的通信，接收来自3G无线专网的数据，经过解密、解压后，将数据通过以太网传送给移动调度服务器，同时可为地调主站前置机提供串口、以太网接口，将数据上送给地调SCADA使用。
2.2 移动调度服务器
移动调度服务器主要进行数据的处理和提供应用程序的调用支持。
移动调度服务器上布置了前置（fes）服务程序和SCADA程序，以及实时数据库和历史数据库。
前置服务程序（fes）用于处理厂站端不同规约下上送的运行数据，并通过内部总线传递给SCADA程序。
SCADA程序将fes上送的数据经过预设的方式处理后，更新实时数据库，并写入历史数据库，提供给各前台应用程序调用（主要是图形显示器）。
2.3 移动工作站
移动工作站主要提供远程查看数据的功能，是所构建的灾备SCADA系统的前台界面和人机交互窗口。
移动工作站通过无线、经由主站安全隔离与加密装置向移动调度服务器发起请求，成功建立链接并接收移动调度服务器发送过来的数据，生成实时厂站运行图和各种需要的图形显示界面（精简版SCADA）。
移动工作站可移植性强，可方便迅捷的在不同的移动工作站（PC）上实现功能。
3 系统技术说明
3.1 系统技术指标
a.至少接入64站点的通信；
b.同分站点的通讯同时兼容实现移动、联通等不同服务商的GPRS/3G网络无线通信；
c.兼容固网网络通信；
d.为了防止输入数据堵塞，采用2路网络输入，可以实现分组通信，也可以实现互相备份通信；
e.输入网络包数据内部，能够解析各种电力规约；
f.采用TCP/UDP方式同每个站维持连接，可以设置每5分钟、10分钟、20分钟等维持心跳包；
g.通道忙、堵塞、断开等，均可以缓存数据，稍后连续尝试；
h.网络传输采用数据加密功能，实现数据安全性。
i.各个站点上传数据，进入数据库存储，维持实时数据库更新；
j.同主站SCADA系统连接，采用隔离串口协议转换装置、每个隔离串口接口板可以实现64路串口输入输出，分别对应64个站点、同主站SCADA系统连接。
k.实时数据库供其他系统（如精简SCADA）查询访问、实现64路连接。
3.2 系统设备参数
3.2.3 其它
本方案中移动调度服务器采IBM3850x5服务器，采用主备服务器双机热备的方式保障系统的安全稳定运行。
移动式工作站采用联想 ThinkpadW520笔记本电脑配置、完善精简SCADA系统。
4 总结
APN专网的移动式应急调度自动化系统作为现有电力调度自动化系统的一种应急、补充手段，二者平时独立工作，移动式应急调度自动化系统处于收集和监控状态，当现有的电力专网通信系统发生故障或者发生自然灾害情况导致现有电力调度自动化系统出现故障不能对变电站进行实时监控及调度，可启动APN专网下的移动式应急调度自动化系统实现对变电站远动信息实时监控，以保证电网系统运行安全。
随着国家电网和南方电网对于保障电力系统安全稳定运行给予越来越高的重视，提出越来越高的要求，灾备应急调度系统的建立已经刻不容缓了。建立灾备应急调度系统是对于电网调度自动化系统的有力补充，为电网调度的安全稳定提供了重要保障。 本文介绍的灾备调度自动化系统具有成本低、安装方便、可扩展性优秀、数据安全可靠等多项优点，十分适合作为灾备调度自动化系统的推广方案，为保障电网安全稳定运行提供支持。
参考文献
[1] 《基于无线3G制式的移动式应急灾备调度自动化系统建设 技术规范书》.
[2] 《地区电网调度自动化系统》GB/T13730-2002.
[3] 《地区电网调度自动化设计技术规程》DL/T5002-2005.
[4] 《电力调度自动化系统运行管理规程》DL516-2006.
[5] 《能量管理系统应用程序接口（EMS-API） 第301部分：公共信息模型（CIM）基础》DL/T 890.301-2004/IEC61970-301：2003.
[6] 《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第401部分：组件接口规范（CIS）》DL/Z 890.401-2006/IEC 61970-401 TS：2005.
[7] 《能量管理系统应用程序接口（EMS-API） 第501部分：公共信息模型的资源描述框架（CIM RDF）模式》DL/T 890.501-2007/IEC 61970-501：2006.
[8] 《电力企业应用集成配电管理的系统接口》DL1080/IEC61968.
[9] 《地/县级调度自动化主站系统技术规范》Q/CSG 11005-2009.
[10] 《电力二次系统安全防护规定》（国家电力监管委员会令第5号）.
[11] 《电力二次系统安全防护总体方案》（国家电监会电监安全[2006] 34号）.
[12] 《DL634.5.101-2002远动协议南方电网实施细则》（调自[2007]1号）.
[13] 《DL634.5.104-2002远动协议南方电网实施细则》（调自[2007]1号）.
[14] 《南方电网电力二次系统安全防护技术实施规范》（调自[2008]19号）.
[15] 《数据中心技术规范 公共信息模型交换》.
[16] 《中国南方电网继电保护故障信息系统主站-子站通信与接口规范》.
[17] 《南方电网主网调度自动化系统电气主接线图绘制规范》.
[18] 《中国南方电网公司110千伏及以下配电网规划指导原则》（南方电网生 [2009]4号）.
[19] 《贵州电网公司调度机构技术支持系统发展规划》（2011-2020）.
[20] 《贵州省地区电网调度自动化系统技术标准》（主站规范）》.
[关键词]调度自动化、灾备、APN专网、安全隔离、数据加密
中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0087-02
电网调度自动化系统是电网运行指挥中枢，负责监视和控制电力系统的发电、输电和配电设备的安全运行，对电力系统的安全稳定运行起着重要作用。近几年，特大自然灾害的频频发生，对电网调度自动化系统造成损害，使得电网监控和调度中断、电网运行失去控制，对区域电网造成极大的影响。灾难事件的发生为保证不间断的电网监控和调度，迫切需要建立电网调度自动化灾备系统。
基于以上原因，本文探讨了构建移动式应急调度自动化系统的可行性，并提供了具体的设计方案。
1 系统架构
移动调度系统包括无线安全隔离与加密主站和子站装置和移动调度服务器及移动工作站SCADA三部分。
具体系统架构设计如下图所示：
子站无线安全隔离装置负责接收和转发站内数据，主站无线安全隔离装置接收子站数据，并将数据存入移动调度服务器，同时转发给调度主站使用。主子站隔离与加密装置通过3G无线APN专网互联，支持串口和以太网两种接入方式。移动工作站上可以运行精简SCADA，数据来源于移动调度服务器。
2 系统功能
站端的无线安全隔离装置接收站内远动管理机或者采集终端发出的数据，经过压缩、加密后通过3G通讯通道发送出去，主站端的无线安全隔离装置将3G数据经过解密、解压后转发给移动调度服务器，并将服务器上的数据转发给移动工作站。
2.1 无线安全隔离与加密装置
1）子站无线安全隔离与加密装置
小水电采集终端或者站内远动管理机通过串口、以太网两种方式接入子站安全隔离装置，兼容ModBUS、Dl451-91（部颁CDT）、101、104等标准电力规约。数据经过压缩、加密之后通过3G无线专网发送到主站安全隔离装置。
2）主站无线安全隔离与加密装置
主站安全隔离装置与子站装置之间进行点对点的通信，接收来自3G无线专网的数据，经过解密、解压后，将数据通过以太网传送给移动调度服务器，同时可为地调主站前置机提供串口、以太网接口，将数据上送给地调SCADA使用。
2.2 移动调度服务器
移动调度服务器主要进行数据的处理和提供应用程序的调用支持。
移动调度服务器上布置了前置（fes）服务程序和SCADA程序，以及实时数据库和历史数据库。
前置服务程序（fes）用于处理厂站端不同规约下上送的运行数据，并通过内部总线传递给SCADA程序。
SCADA程序将fes上送的数据经过预设的方式处理后，更新实时数据库，并写入历史数据库，提供给各前台应用程序调用（主要是图形显示器）。
2.3 移动工作站
移动工作站主要提供远程查看数据的功能，是所构建的灾备SCADA系统的前台界面和人机交互窗口。
移动工作站通过无线、经由主站安全隔离与加密装置向移动调度服务器发起请求，成功建立链接并接收移动调度服务器发送过来的数据，生成实时厂站运行图和各种需要的图形显示界面（精简版SCADA）。
移动工作站可移植性强，可方便迅捷的在不同的移动工作站（PC）上实现功能。
3 系统技术说明
3.1 系统技术指标
a.至少接入64站点的通信；
b.同分站点的通讯同时兼容实现移动、联通等不同服务商的GPRS/3G网络无线通信；
c.兼容固网网络通信；
d.为了防止输入数据堵塞，采用2路网络输入，可以实现分组通信，也可以实现互相备份通信；
e.输入网络包数据内部，能够解析各种电力规约；
f.采用TCP/UDP方式同每个站维持连接，可以设置每5分钟、10分钟、20分钟等维持心跳包；
g.通道忙、堵塞、断开等，均可以缓存数据，稍后连续尝试；
h.网络传输采用数据加密功能，实现数据安全性。
i.各个站点上传数据，进入数据库存储，维持实时数据库更新；
j.同主站SCADA系统连接，采用隔离串口协议转换装置、每个隔离串口接口板可以实现64路串口输入输出，分别对应64个站点、同主站SCADA系统连接。
k.实时数据库供其他系统（如精简SCADA）查询访问、实现64路连接。
3.2 系统设备参数
3.2.3 其它
本方案中移动调度服务器采IBM3850x5服务器，采用主备服务器双机热备的方式保障系统的安全稳定运行。
移动式工作站采用联想 ThinkpadW520笔记本电脑配置、完善精简SCADA系统。
4 总结
APN专网的移动式应急调度自动化系统作为现有电力调度自动化系统的一种应急、补充手段，二者平时独立工作，移动式应急调度自动化系统处于收集和监控状态，当现有的电力专网通信系统发生故障或者发生自然灾害情况导致现有电力调度自动化系统出现故障不能对变电站进行实时监控及调度，可启动APN专网下的移动式应急调度自动化系统实现对变电站远动信息实时监控，以保证电网系统运行安全。
随着国家电网和南方电网对于保障电力系统安全稳定运行给予越来越高的重视，提出越来越高的要求，灾备应急调度系统的建立已经刻不容缓了。建立灾备应急调度系统是对于电网调度自动化系统的有力补充，为电网调度的安全稳定提供了重要保障。 本文介绍的灾备调度自动化系统具有成本低、安装方便、可扩展性优秀、数据安全可靠等多项优点，十分适合作为灾备调度自动化系统的推广方案，为保障电网安全稳定运行提供支持。
参考文献
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[12] 《DL634.5.101-2002远动协议南方电网实施细则》（调自[2007]1号）.
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[14] 《南方电网电力二次系统安全防护技术实施规范》（调自[2008]19号）.
[15] 《数据中心技术规范 公共信息模型交换》.
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[19] 《贵州电网公司调度机构技术支持系统发展规划》（2011-2020）.
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