基于智能电网调度控制的系统数据总线技术

ElectronicDesignEngineering2020年3月Mar.2020基于智能电网调度控制的系统数据总线技术

王飞鸣，肖建毅，杨永娇，曾朝霖，占力超

（广东电网有限责任公司信息中心广东广州510000）

摘要：目前在我国工业领域数据总线技术普遍应用，作为信息传输技术具有了信息传递速率、稳定性、系统可拓展性等多方面优势特点，本文基于探讨系统数据总线技术应用于智能电网调度控制工作，通过分析总线的主要架构包括功能、结构及功能需求，探索在智能电网调度控制中生产管理、自动化输电网调度、采集用电信息、营销管理、调度管理等方面，均运用系统数据总线技术。结合应用实例相发现在消息总线能够实时采集数据发送指令，在服务总线能够远程推送共享多级调度故障信息，在消息邮件能够支持省地调度及多业务同时运行。总而言之采用系统数据总线技术，满足了智能电网调度控制系统功能需求，满足了多方面业务特点，并且提供重要的技术支撑，可以在智能电网调度控制控制实践中运用。

关键词：智能电网；调度控制；系统数据总线技术；多级共享中图分类号：TN11

文献标识码：A

文章编号：1674-6236（2020）05-0139-04

DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2020.05.030

Systemdatabustechnologybasedonsmartgriddispatchingcontrol

WANGFei⁃ming，XIAOJian⁃yi，YANGYong⁃jiao，ZENGChao⁃lin，ZHANLi⁃chao

（InformationCenterofGuangdongPowerGridCo.，Ltd.，Guangzhou510000，China）

Abstract:Atpresent，databustechnologyiswidelyusedinindustrialfieldinChina.Asaninformationsystemextensibility，etc.Basedonthediscussionoftheapplicationofsystemdatabustechnologyin

transmissiontechnology，ithasmanyadvantages，suchasinformationtransmissionrate，stability，smartgriddispatchingandcontrolwork，themainstructureofthebusisanalyzed.Includingthefunction，structureandfunctionrequirements，thispaperexplorestheapplicationofsystemdatabussoon.Combinedwithapplicationexamples，itisfoundthatthemessagebuscancollectdataandsendinstructionsinrealtime，pushandsharemulti⁃levelschedulingfaultinformationremotelyintheserviceaword，theapplicationofsystemdatabustechnologymeetsthefunctionalrequirementsofsmartgridtechnicalsupport，whichcanbeusedinsmartgriddispatchingandcontrolpractice.智能电网调度控制系统在目前运行中，存在诸多数据传输业务场景，随着社会发展电网技术业务的随之进步，实现了愈来愈强大的智能电网调度控制系统功能，且多类应用也沉陷了多样复杂化特性。数据总线技术运用于智能电网调度控制系统收稿日期：2019-08-12

稿件编号：2019080

technologyinsmartgriddispatchingcontrol，productionmanagement，automatictransmissionnetwork

dispatching，acquisitionofelectricityinformation，marketingmanagement，dispatchingmanagementandbus，andsupportprovincialschedulingandmulti⁃servicesimultaneousoperationinthemessagemail.Indispatchingandcontrolsystem，satisfiesvariousbusinesscharacteristics，andprovidesimportantKeywords:smartgrid；dispatchcontrol；systemdatabustechnology；multi⁃levelsharing

中，往往需要对数据传输功能需求加以满足，并解决数据通信中存在的多样化及复杂性特点[1]。根据目前电力二次系统的安全防护设计理念，能够发现需要迫切解决的重点问题就是数据传输效率较低[2]。因为在控制智能电网中的调度控制系统功能，会直接对数据传输效率及质量造成影响，所以本文提出

作者简介：王飞鸣（1986—），男，湖北十堰人，硕士，工程师。研究方向：分布式计算、微服务。

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《电子设计工程》2020年第5期

将系统数据总线技术运用于智能电网调度控制中，实现横向集成、纵向贯通技术支撑，对于智能电网调度控制系统运行中，多级中心数据广域范围共享这一需求充分满足。

以IEC61968及IEC6170标准展开[5]，针对存在的个别特殊信息类型，在系统建模以及信息传输过程中，可以基于信息拓展这一功能对于存在的无法适用既有信息格式这一问题有效避免。

1总线技术架构

1.1总线主要功能总线依照IEC61968/61970标准完成整体架构，1.3.2总线日志及数据库总线信息传输具备了对应信息记录及交互功

能，且与之对应日志数据库之间，满足了管理、维护以及纠错功能的便捷化实施，且采用信息管理系统将原本的电网调度配网、营销、生产管理多种系统功能实现了全面整合，在具体的控制过程中，对于差异化指令信息数据类别还可满足自动化同步需求，有着比较明显的配电管理流程及信息化集成特征[3]。对于调度控制过程中通过运用总线技术，可以确保不同调度系统的传输内部信息的稳定可靠，同时还能够对系统内部网络、硬件及操作系统信号干扰问题有效避免，对原本的繁琐信息传输彻底改变，形成了标准统一化信息传播渠道。也在一定程度上对调度控制的环节逻辑保证性，提升整个系统具备的拓展性。1.2总线系统结构智能电网调度控制系统以电力系统安全分区需求，一般情况下主要运用双总线系统结构，划分的三部分包括：安全I/II区总线、安全III/IV区总线、安全

防护隔离区（见图1）[4]

。如图所示在双总线结构的前两个区域之间不存在相关性，有着较大相似性架构各自，实现的跨区域连接主要运用数据传输通信实现。双总线架构体系内将SG186系统总接口预留出来，能够整体调用并整合上级调度控制业务。设置双总线安全防护隔离需要基于总线跨区域传输前提下，安全I/II区总线、安全III/IV区总线两个区域有着较高的信息传输效率，但是对于信息的反向传输则有着较高的控制标准并了传输速率。

图1智能电网总线系统结构

1.3总线功能要求1.3.1信息模型总线内部数据、标识具有一致性标准化特点，电

-140网调度控制工作开展中产生的业务信息传输，-

应当

对于产生的重复信息这一问题有效避免，缓解信道传输压力问题，能够对总线传输速率充分提升。

1.3.3数据采集及传输智能电网调度作为始终处于动态化发展过程，

因此产生了较高的数据采集传输实时准时性需求，所以系统总线需要能够对自动化系统，所采集有关的数据信息实时接收，因此要具备较好的数据信息高传输特性，转变系统自动采集的实时数据为标准模型完成传输处理[6]。

1.3.4安全机制对于信息的传输过程中应当保障安全控制，来

实现对总线的安全保证，包括了身份认证、权限分配、加密传输多种安全功能，并针对存在的信息传输异常情况实时警报及安全防护。

1.3.5功能设计消息总线能够为应用程序采用消息原语方式提

供的功能，包括了注册、撤销、订阅、撤销、发布、接收功能，如表1所示。不同的消息原语使用情况，如图2所示。

表1

消息总线原语

开发模型

消息原语

功能详情Message注册MessageInit撤销注册订阅/发布

MessageExit

订阅MessageSubscribe撤销订阅Message发布MessageSend

UnSubscribeReceive接收

图2消息总线原语使用情况

王飞鸣，等基于智能电网调度控制的系统数据总线技术

2服务总线

2.1概述智能电网调度控制系统主要运用于，生产区和上下调度区域之间的实时数据频繁交互，为了对系统高效性、安全性、统一性以及实时性这些功能需求予以实现，本文提出运用服务总线技术。基于SOA（面向服务架构）系统机构，对交换数据所需的处理及通信技术方法加以屏蔽，运用安全标签、调度证书功能，对于层端之间的数据通信安全性有效保证，实现了系统服务的分布部署，借助服务原语满足服务访问、响应、管理的数据交互统一所需[7]。

2.2服务总线结构对于服务总线结构主要划分三部分，包括服务管理中心、客户端、服务端三大接口（见图3），其中服务管理中心接口主要是为了实现对服务注册相关信息的收集，提供相应的服务信息定位、查询及实时监控；客户端接口则是为了服务的定位、请求、订阅多功能；服务器接口则满足了服务注册、分发及发布功能需求[8]。

图3服务总线结构

2.3功能设计为了对于智能电网调度控制系统的数据交互方式统一这一需求充分满足，注册管理服务总线服务信息，内部封装在服务过程中的访问、应答相关信息，这一方法能够替代数据交换所需的应用处理及底层通信技术，针对服务访问及服务应答满足抽象服务的同时，提出不同的两类服务模型需求框架：一为请求/响应、二为订阅/发布两大模型。应用程序经由服务原语与不同的系统业务需求相结合从而运用

两大模型。

3消息邮件

3.1概述消息邮件通信基于文件基础上实现，主要涵盖了两类文件包括头文件、附件文件，一封邮件主要由一个头文件和多个附件文件组成，实现智能电网调度控制系统的信息交互，可以采用发送、接收邮件方

式。其中头文件作为关键的邮件信息传输载体，更具有了唯一标识特性，包括了地址的发送、接收、以及文件类型的传输多种内容，与E语言规范相符。而附件文件则作为数据消息的主要传输内容，涵盖了电网业务所需的数据信息内容。

3.2功能设计设计消息邮件功能需要以网络邮件服务为依

据，主要满足以下四大功能：

送、接收、1）收发和管理邮件功能，读取、下载、删除、管理地址簿以及用户管能够实现对邮件的发

理多项功能；

务能够满足负载均衡，2）多机热备功能，并保障邮件服务中的数据、对于同一区域之间的邮件服操作实时同步，以及数据状态的一致性；

控制系统的横向路由、3）邮件路由功能，纵向路由两大功能。其中前者

该功能能够满足智能电网调度主要可以满足跨区域不同生产管理区域的横向路由转发，后者则可以满足上下级管理调度的纵向路由转发。那么两个路由功能的本次结合，便能够满足智能电网调度控制系统网络传输中的消息邮件纵横全面；探测这两大功能，4）反向功能，该功能主要包括了反向传输、其中前者能够对于跨越隔离设备反向

之间实现信息邮件传输；后者则可以对于正反方向隔离设备间满足信息邮件传输监控，对于任何出现

的邮件传输异常情况均能够实时报警。

4应用测试实例

4.1消息总线对于智能电网调度控制系统的运行，数据采集运用、处理运用过程中，产生的消息可以运用消息总线技术实时传递，运用消息总线对数据处理应用，发送相应的遥测和遥信指令所获的实时数据过程，即数据采集。运用消息总线对数据采集应用，发送对应的遥控指令即实时处理过程。

通过运用消息总线技术能够满足数据通信及信息交换的速率高效所需，同时还满足一旦出现意外电网情况，即可实时触发在线稳定分析这一功能。实现监控分析电网的母线、线路、联变具体运行情况，将其视为电网事件并经由消息总线，发出对应警报信息，并触发运行状态估计、静态分析、在线预警功能，能够向调度控制系统操作人员实时反馈电网的主要运行情况。

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《电子设计工程》2020年第5期

4.2服务总线目前在智能电网调度控制系统中广泛运用了服务总线，并运用订阅/发布模式实现了刷新画面这一功能服务，能够实时运用服务总线对遥测及遥信数据推送画面，以便动态化刷新画面。并运用远程服务接口推送警报信息，实现多级调度故障信息共享。

4.3消息邮件对于智能电网调度控制系统，运用消息邮件功能能够对于系统横纵贯通，实现了对非实时跨区域以及不同机构之间产生的数据信息实时传输。譬如在某地区智能电网调度控制系统的数据传输平台中，可以运用消息邮件同步生产、管理各区域的信息数据，同时也能够同步更新数据库。目前已经实现了在32个地区之间的统一调度，满足多系统运行（见表2）。

表2

消息邮件应用

部署范围

支撑业务

12OMS3OMS、4OMS、调度计划、调度计划、新能源、新能源、自动化、自动化、工作流工作流5OMS、6OMS、调度计划、调度计划、新能源、新能源、自动化、工作流7OMS、OMS、调度计划、自动化、工作流调度计划、新能源、自动化、工作流8OMS、调度计划、新能源、新能源、自动化、自动化、工作流工作流109

OMS、新能源、、调度计划、调度计划、新能源、自动化、新能源、自动化、调度计划

数据传输平台工作流5结束语

在本次研究中提出数据总线技术运用于智能

电网调度控制系统中，发现满足了电网跨区域多级调度中心的纵横共享所需，并且提供了集成贯通技术支撑。运用了消息总线、服务总线、消息邮件等技术，建立了数据统一实时传输共享机制，与智能电网调度控制系统的数据传输特点相结合，发现能够在消息总线能够实时采集数据发送指令，在服务总线能够远程推送共享多级调度故障信息，在消息邮件能够支持省地调度及多业务同时运行，满足了智能电网调度控制系统功能需求。

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