專利名稱：一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置的制作方法
技術領域：
一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置
技術領域：
本實用新型屬于電網(wǎng)調(diào)度決策的計算分析模塊的應用技術領域，涉及一種基于智 能化設計的平臺的應用軟件系統(tǒng)的設計。
背景技術：
現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，促使用電需求急速增長，電力系統(tǒng)變得日益龐大和復雜，同 時其發(fā)生故障的概率也在增加，尤其是發(fā)生故障的連鎖反應時，停電時間長、范圍大，對社 會的政治、經(jīng)濟和人們的日常生活都會產(chǎn)生無法估量的嚴重后果。電力系統(tǒng)的運行人員迫 切需要高效的電力系統(tǒng)安全分析系統(tǒng)來幫助他們分析電網(wǎng)運行的方式，分析當前系統(tǒng)運行 的安全水平，以提高安全水平，為事故處理提供相應的對策，防患于未然。而隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大以及電力市場的不斷放開，交易的規(guī)模將不斷擴大， 相應地對電網(wǎng)的靜態(tài)安全分析的要求不斷提高。關于靜態(tài)安全分析的算法和相應成型的分 析系統(tǒng)紛紛推出，但主要都是進行簡單的事故開斷，利用直流法、分布系數(shù)法、補償法等等 精度較低的算法進行安全評估。針對一些工程上的電網(wǎng)實際情況的靜態(tài)安全分析系統(tǒng)目前 還沒有專門的研究。隨著電網(wǎng)結構越來越復雜，運行人員越來越希望知道當發(fā)生預想事故 以后系統(tǒng)的詳細運行情況，而且希望能夠提供合理的安全對策和減少因故障帶來的用電損 失的故障恢復方案。在計算機技術及軟件技術日益完善、在電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析理論十 分成熟的背景下，研制開發(fā)針對電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析實用化軟件系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實意 義。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決目前針對工程電網(wǎng)實際運行情況的靜態(tài)安全分析裝置 沒有專門研究的問題，提出一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置，并選擇了 實現(xiàn)該裝置功能的硬件和軟件環(huán)境。本實用新型的技術方案本實用新型提供的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置，采用地區(qū)電網(wǎng) 調(diào)度決策支持系統(tǒng)的硬件環(huán)境以及支撐平臺和數(shù)據(jù)平臺，其中硬件部分按照功能可將其 分為計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊、實時監(jiān)測與控制模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、網(wǎng)絡安全設 備、調(diào)度員工作站、維護工作站等幾個部分，且以上各個系統(tǒng)的選型時均選用符合模塊化設 計、遵循國際標準的產(chǎn)品(包括產(chǎn)品的各種接口)；系統(tǒng)的軟件采用的是當前最為流行的 WINDOWS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Oracle以及先進的支撐平臺及應用軟件。其中，由計算機網(wǎng)絡和 數(shù)據(jù)采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)通過與通訊服務器通訊送至實時監(jiān)測與控制模塊進行各 種處理與變換；所有的相關數(shù)據(jù)和參數(shù)都被存儲到歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，最后，運行電網(wǎng)高級 應用軟件的機器作為終端工作站兼做客戶機，通過人機對話窗口給運行方式人員、調(diào)度員 提供一個手段，超前研究電網(wǎng)的潛在不穩(wěn)定因素。上述所說的計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊(也稱作數(shù)據(jù)接口模塊)主要采用的是RTU服務器，其中運行數(shù)據(jù)接收發(fā)送程序的機器叫做前置機，前置機直接同通訊服務器通 訊，把由通訊服務器匯集起來的通道信息接收，并進行必要的處理，前置機一般冗余配置兩 臺。本系統(tǒng)前置機做RTU服務器，接受來自于0PEN2000的遙測遙信數(shù)據(jù)和來自于子站的 故障信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉發(fā)至服務器，前置機與0PEN2000間為100M以太網(wǎng)連 接，放置于自動化機房。上述所說的實時監(jiān)測與控制模塊(也稱作數(shù)據(jù)管理模塊)采用的是SCADA服務 器，前置機預處理的通道信息送到SCADA服務器里進行更進一步的處理，進行YC的工程變 換、越限處理、統(tǒng)計處理等，對Tt進行對位處理、報警處理等，SCADA服務器一般冗余配置兩臺。上述所說的歷史數(shù)據(jù)存儲模塊的數(shù)據(jù)庫服務器安裝的是商用數(shù)據(jù)庫服務器即歷 史服務器。歷史服務器負責把系統(tǒng)的所有YCjX、通道、廠站、接點的參數(shù)存儲到硬盤上，負 責把所有的歷史數(shù)據(jù)存儲到硬盤上，歷史服務器一般冗余配置兩臺。上述所說的高級應用軟件系統(tǒng)指的是靜態(tài)安全分析軟件模塊，同時，它又由網(wǎng)絡 拓撲、預想事故集選擇、正確備自投選擇、潮流計算、安全評估、安全對策、恢復方案以及結 果顯示等功能模塊組成。本實用新型的工作原理本實用新型所設計的電網(wǎng)靜態(tài)安全分析系統(tǒng)的工作原理為由計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù) 采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)通過光纖接口與通訊服務器通訊送至實時監(jiān)測與控制模塊進 行各種處理與變換；所有的相關數(shù)據(jù)和參數(shù)都被存儲到歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，最后，運行電網(wǎng) 高級應用軟件的機器作為故障信息輸出模塊，可從存儲模塊中調(diào)用處理數(shù)據(jù)供給運行方式 人員、調(diào)度員決策手段，調(diào)度員通過人機對話窗口可以超前研究電網(wǎng)的潛在不穩(wěn)定因素。本實用新型的優(yōu)點和有益效果本實用新型采用電網(wǎng)的靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計1、實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) 基于共享內(nèi)存；2、支持權限管理；3、支持冗余配置；4、支持多種數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)類型；5、提 供方便靈活的數(shù)據(jù)庫建立手段，提供數(shù)據(jù)庫模式定義工具；6、提供圖、庫、模一次性輸入數(shù) 據(jù)的手段，保證三者數(shù)據(jù)的同步性和一致性；7、支持實時數(shù)據(jù)庫與商用關系型數(shù)據(jù)庫的連 接，提供基于SQL的人機界面和編程接口，支持數(shù)據(jù)庫全局的訪問；8、支持數(shù)據(jù)庫的并發(fā)訪 問，保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性和完整性；9、提供數(shù)據(jù)庫輸入校驗功能，保證數(shù)據(jù)庫的準確 性、規(guī)范性以及相互關系的合法性；10、發(fā)現(xiàn)錯誤時，提供錯誤信息；11、具有數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù) 修改記事功能；12、提供靈活的數(shù)據(jù)庫編輯、瀏覽和其它常規(guī)工具；13、提供標準的數(shù)據(jù)字 典，以保證命名、編碼的唯一性；14、友好的人機維護界面；15、提供研究態(tài)數(shù)據(jù)庫，用于檢 驗生成后的數(shù)據(jù)庫在投運前的安全性、相關性和一致性，和用于程序、數(shù)據(jù)的測試；16、提供 方便手段，滿足未來應用對數(shù)據(jù)庫的擴充需求；17、備用機投入運行后，自動恢復數(shù)據(jù)，保持 主備機一致；18、服務器和工作站的操作系統(tǒng)統(tǒng)一采用WINDOWS操作系統(tǒng)通用、完整，具有 實時應用環(huán)境，支持中文字符的編輯、顯示和打印，提供拼音、區(qū)位、五筆等多種漢字輸入方 式，支持TCP/PI通訊協(xié)議。

圖1為本實用新型“一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置”的整體硬件配置圖。圖2為本實用新型“一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置”的軟件 實現(xiàn)流程圖。
具體實施方式實施例采用電網(wǎng)的靜態(tài)安全分析裝置的配置圖(見圖1)。按照功能可將該系統(tǒng)的整體硬 件結構分為數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、核心算法模塊和故障信息輸出模塊幾個部分。其 中，核心算法模塊的軟件實現(xiàn)流程圖(見圖2)充分說明了靜態(tài)安全分析模塊的工作原理和 過程。由計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)采用RTU服務器接收并由前置機做 必要的預處理，再通過光纖接口與通訊服務器通訊送至實時監(jiān)測與控制模塊進行各種處理 與變換，進行YC的工程變換、越限處理和統(tǒng)計處理等，對作進行對位處理、報警處理等；所 有的相關數(shù)據(jù)和參數(shù)都被存儲到歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，歷史服務器負責把系統(tǒng)的所有YCJX、 通道、廠站、接點的參數(shù)存儲到硬盤上，負責把所有的歷史數(shù)據(jù)存儲到硬盤上；最后，運行電 網(wǎng)高級應用軟件的機器作為故障信息輸出模塊，可從存儲模塊中調(diào)用處理數(shù)據(jù)供給運行方 式人員、調(diào)度員決策手段，超前找到并研究電網(wǎng)的潛在不穩(wěn)定因素。上述所說的裝置整體硬件配置圖(見圖1)包括有前置機兩臺、SCADA服務器兩臺、 歷史服務器冗余配置兩臺、運行電網(wǎng)高級應用軟件的PAS服務器三臺。其中，兩臺前置機互 為備用作為各種信息來源的核心部件，不僅且與SCADA服務器通過專用網(wǎng)段相連接；還與 歷史服務器以及PAS服務器也相連，同時也與連接至各個變電站網(wǎng)絡交換機相連接。上述所說的靜態(tài)安全分析軟件實現(xiàn)流程圖(見圖2、包含有靜態(tài)安全分析模塊本 身，同時它又由網(wǎng)絡拓撲、預想事故集選擇、正確備自投選擇、潮流計算、安全評估、安全對 策、恢復方案以及結果顯示等功能模塊組成。
權利要求1.一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置，該裝置采用地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度決策 支持系統(tǒng)的硬件環(huán)境以及支撐平臺和數(shù)據(jù)平臺，其中硬件部分按照功能包括，計算機網(wǎng)絡 和數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測與控制、歷史數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡安全設備、調(diào)度員工作站、維護工作站； 其中，由計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集部分采集來的實時數(shù)據(jù)通過與通訊服務器通訊送至實時監(jiān) 測與控制進行各種處理與變換；所有的相關數(shù)據(jù)和參數(shù)都被存儲到歷史數(shù)據(jù)存儲。
2.根據(jù)權利要求1所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置，其特征在于 計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊采用的是RTU服務器，其中運行數(shù)據(jù)接收發(fā)送程序的機器叫做 前置機，前置機直接同通訊服務器通訊，把由通訊服務器匯集起來的通道信息接收，并進行 必要的處理，前置機一般冗余配置兩臺；本系統(tǒng)前置機做RTU服務器，接受來自于0PEN2000 的遙測遙信數(shù)據(jù)和來自于子站的故障信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉發(fā)至通訊服務器， 前置機與0PEN2000間為100M以太網(wǎng)連接，放置于自動化機房。
3.根據(jù)權利要求2所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置，其特征在于 實時監(jiān)測與控制模塊，采用的是SCADA服務器，所說的前置機預處理的通道信息送到SCADA 服務器里進行更進一步的處理，SCADA服務器一般冗余配置兩臺。
4.根據(jù)權利要求1所說的基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置，其特征在于 所述的歷史數(shù)據(jù)存儲部分也叫歷史服務器，安裝的是商用數(shù)據(jù)庫服務器；歷史服務器負責 把系統(tǒng)的所有YC JX、通道、廠站、接點的參數(shù)存儲到硬盤上，負責把所有的歷史數(shù)據(jù)存儲到 硬盤上，歷史服務器一般冗余配置兩臺。
專利摘要一種基于通信系統(tǒng)的模塊化電網(wǎng)靜態(tài)安全分析裝置。本實用新型屬于電網(wǎng)調(diào)度決策的計算分析模塊應用領域。該裝置采用地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的硬件環(huán)境以及支撐平臺軟件和數(shù)據(jù)平臺軟件，其中硬件部分可分為計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測與控制、歷史數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡安全設備、調(diào)度員工作站、維護工作站等幾個部分；裝置還采用了WINDOWS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Oracle以及先進的支撐平臺及應用軟件。由計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)采集模塊采集來的實時數(shù)據(jù)通過與通訊服務器通訊送至實時監(jiān)測與控制模塊進行各種處理與變換；相關參數(shù)都被存儲到歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，最后，運行電網(wǎng)高級應用軟件的機器作為終端工作站兼做客戶機，通過人機對話窗口給運行人員、調(diào)度員提供一個處理手段。
文檔編號H02J13/00GK201898376SQ201020527220
公開日2011年7月13日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者于洋, 劉欣, 劉進華, 周宣征, 周雪松, 崔立強, 朱毅然, 李超, 谷月, 谷海青, 馬幼婕 申請人:天津理工大學