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一、文獻(xiàn)探討

1.1國外調(diào)度自動化系統(tǒng)的相關(guān)研究

在1965年紐約大停電事故中，由于自動化設(shè)備的缺陷，主要由于電網(wǎng)調(diào)度信息采集系統(tǒng)及人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)的不完善，造成了范圍從加拿大的多倫多地區(qū)到紐約州附近5個州的大片地區(qū)停電，時間長達(dá)13.5小時，使人們認(rèn)識到電的重要性，認(rèn)識到了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要性，從此大力加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的建設(shè)。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)包含工業(yè)控制技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等。工業(yè)控制技術(shù)是自動化技術(shù)應(yīng)用的一個方面，分開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩種，在電網(wǎng)調(diào)度自動化中，這兩種控制技術(shù)同時采用。在子站內(nèi)的自動化設(shè)備，多采用閉環(huán)控制的方式，如繼電保護(hù)設(shè)備;主站對子站的監(jiān)控，現(xiàn)在采用開環(huán)控制方式[2]。在早先的主站系統(tǒng)中，采用中央主機(jī)模式，主機(jī)的負(fù)擔(dān)較重，現(xiàn)在在主站，采用以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)模式，適應(yīng)了電網(wǎng)調(diào)度自動化多種應(yīng)用的需要，擴(kuò)展性好。在子站設(shè)備中，采用工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)，在一條線路上既傳輸數(shù)據(jù)信號又提供電源，能夠適應(yīng)了發(fā)電廠、變電站內(nèi)的強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境。在電網(wǎng)調(diào)度自動化中，監(jiān)控中心和各子站之間的通信，最早采用的是電力載波及明線傳輸，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，逐步采用微波、特高頻等通信手段。現(xiàn)在的系統(tǒng)中，以光纖環(huán)網(wǎng)作為主，以載波、微波為輔的通信手段，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度。

1.2國內(nèi)調(diào)度自動化系統(tǒng)的相關(guān)研究

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)是第四代了。最初是70年代基于專用計算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，然后是80年代基于通用計算機(jī)的EMS系統(tǒng)，進(jìn)而發(fā)展到90年代基于RISC/UNIX的開放式分布式EMS/DMS系統(tǒng)（國家電力調(diào)度通信中心、福建、山東、西北、寧夏、湖北、湖南、安徽等單位引進(jìn)的SCADA/EMS,電力科學(xué)研究院和東北電力集團(tuán)公司合作開發(fā)的CC-2000系統(tǒng),電力自動化研究院開發(fā)的RD-800系統(tǒng)、OPEN-2000系統(tǒng)、SD-6000系統(tǒng)等）,第三代系統(tǒng)已發(fā)展了十幾年。隨著計算機(jī)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的飛速發(fā)展以及電力市場的要求,第四代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)發(fā)展起來,該系統(tǒng)的主要特征是采用JAVA、因特網(wǎng)、面向?qū)ο蟮燃夹g(shù),綜合考慮電力市場環(huán)境中的安全運(yùn)行及商業(yè)化運(yùn)營的要求。在如今的調(diào)度自動化系統(tǒng)中，硬件配置越來越高，開放式的調(diào)度自動化系統(tǒng)越來越普遍；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的呼聲也越來越高，分布式潮流，分布式網(wǎng)絡(luò)分析等在應(yīng)用研究之中；同時利用高速網(wǎng)方便地對無人值班變電站進(jìn)行“遙視”以及上下級調(diào)度之間的可視電話和可視調(diào)度都是可實(shí)現(xiàn)的；調(diào)度人員對于基于圖形的快捷方便的調(diào)度的要求使調(diào)度自動化系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展[3]；面向?qū)ο蠹夹g(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)也為調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)支撐；人工智能技術(shù)在一些分析軟件中的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展了調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能；Internet技術(shù)將為調(diào)度自動化系統(tǒng)人機(jī)界面的完善做出很大的貢獻(xiàn)；電力市場的發(fā)展為調(diào)度自動化系統(tǒng)提出了新的要求；調(diào)度自動化系統(tǒng)和其它系統(tǒng)如何集成，以及SCADA/MIS/EMS等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享問題如何改善，數(shù)據(jù)的冗余量如何減少的問題[4]；GPS技術(shù)在新一代調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用都是現(xiàn)在需要研究的課題。

二、方案設(shè)計

2.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)是一個通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、工業(yè)自動化控制技術(shù)等對電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等過程進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理的系統(tǒng)。它作為一個集成的信息系統(tǒng)，軟件在其中起著非常重要的作用，所以，應(yīng)按照軟件工程的觀點(diǎn)分析和組織系統(tǒng)，即按照抽象和信息隱藏、模塊化和局部化的原則來設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能模塊有安全監(jiān)視(SCAAD)、自動發(fā)電控制(AGC)、網(wǎng)絡(luò)分析(NA)和計劃、調(diào)度員培訓(xùn)模擬D(TS)及配電自動化(AD)等幾個部分。包括以上全部功能的系統(tǒng)稱為能量管理系統(tǒng)(EnergyManagementSystem)，簡稱MES。在電力系統(tǒng)中采取按電壓等級分級管理和調(diào)度的模式。我們研制的屬于地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，具有的主要功能有安全監(jiān)視(SCAAD)、網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計、調(diào)度員潮流、電壓無功優(yōu)化和調(diào)度員培訓(xùn)模擬(DTS)等，并非具備完整的EMS功能。本章主要討論電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件組成、軟件功能模塊等[5]。

2.2系統(tǒng)功能設(shè)計

本系統(tǒng)由RTU或變電站監(jiān)控系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度中心兩部分組成。各個變電站、發(fā)電廠內(nèi)的RTU或監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集當(dāng)?shù)仉姎庠O(shè)備的各種電氣信息，如每條線路、變壓器的電流、電壓、功率和保護(hù)、位置信息等，并上傳至電網(wǎng)調(diào)度中心。電網(wǎng)調(diào)度中心將接收到的信息經(jīng)過SCAAD系統(tǒng)處理，經(jīng)調(diào)度人員判斷后下發(fā)各種控制命令，以實(shí)現(xiàn)對所轄整個電網(wǎng)的控制。站端RUT的組成及工作流程原來的老變電站都采用RTU的形式，隨著技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在的新建變電站全部采用綜合自動化的形式采集現(xiàn)場信息。其它輔助設(shè)備有UPS電源、GPS時鐘等。根據(jù)完成功能的不同，變電站RTU或綜合自動化系統(tǒng)可分為信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)和人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。

2.3實(shí)時系統(tǒng)的開發(fā)方法

信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)的作用是收集各種反映電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時信息，并根據(jù)運(yùn)行需要將有關(guān)信息通過遠(yuǎn)動裝置傳送到主站或調(diào)度中心。這些信息既包括反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的各種電氣量，如頻率、電壓、功率等，也包括某些與系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)的電氣量，如反映周圍環(huán)境的溫度、濕度等。這些信息既可以是由遠(yuǎn)動裝置所在變電站直接收集的，也可以是來自下一級控制中心的有關(guān)信息。所傳送的既可以是直接采集的原始信息，也可以是經(jīng)RUT加工處理過的信息。信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)同時接收來自主站和上一級調(diào)度中心根據(jù)運(yùn)行需要而發(fā)出的操作、調(diào)節(jié)和控制命令。并將該命令按一定規(guī)律轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)裝置的操作或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。由信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)收集到的信息通過信息傳輸子系統(tǒng)傳送給主站或上級調(diào)度中心。信息處理子系統(tǒng)是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它所完成的主要工作有狀態(tài)估計、運(yùn)行狀態(tài)分析計算等。人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)的作用是將經(jīng)加工處理的信息通過各種信息輸出設(shè)備提供給運(yùn)行人員，運(yùn)行人員對控制設(shè)備進(jìn)行操作或發(fā)出命令，來實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的控制。電網(wǎng)調(diào)度中心從體系結(jié)構(gòu)上來分析，主要有兩種:集中冗余式控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)。我們采用的森式控制系統(tǒng)。集中冗余式控制系統(tǒng)雖然具有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗，并且在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了很大的作用，但由于集中冗余式控制系統(tǒng)所固有的特性，造成計算機(jī)負(fù)載較高、在故障時控制系統(tǒng)雙機(jī)切換對時間的要求嚴(yán)格、瓶頸效應(yīng)隨著信息量的增加而逐步突出、系統(tǒng)擴(kuò)展困難等缺點(diǎn)，因此它已逐步退出電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，被分布式控制系統(tǒng)所取代。電網(wǎng)調(diào)度中心設(shè)備有CSADA處理系統(tǒng)、地調(diào)(配調(diào))處理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)高級應(yīng)用系統(tǒng)、調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)、程序員工作站、數(shù)據(jù)記錄管理系統(tǒng)、通信處理工作站、下行切換柜、前置機(jī)、GPS時鐘等。此處GPS時鐘提供系統(tǒng)對時功能。

2.4實(shí)時數(shù)據(jù)倉庫的具體實(shí)現(xiàn)方案

在本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)種類較多，主要的數(shù)據(jù)有實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、未來數(shù)據(jù)和通道數(shù)據(jù)等。本章主要討論這些數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、組織和獲取等。

1實(shí)時數(shù)據(jù)

在本系統(tǒng)中最重要的數(shù)據(jù)是實(shí)時數(shù)據(jù)。實(shí)時數(shù)據(jù)是指能正確、及時地反映當(dāng)時電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)。我們采用對數(shù)據(jù)區(qū)分優(yōu)先級，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)插入傳送以及改善通道質(zhì)量，提高傳送速率等手段以滿足實(shí)時性的要求。

2歷史數(shù)據(jù)

歷史數(shù)據(jù)是反映了過去電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)。這些歷史數(shù)據(jù)是根據(jù)不同要求從實(shí)時數(shù)據(jù)中提取出來的。

3未來數(shù)據(jù)

未來數(shù)據(jù)亦稱規(guī)劃數(shù)據(jù)或預(yù)報數(shù)據(jù)，他是描述未來某戶時刻或某_運(yùn)行式的電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。我們以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過負(fù)荷預(yù)測技術(shù)而獲得的。

4人工置入數(shù)據(jù)

人工置入數(shù)據(jù)是由操作者本人輸入的數(shù)據(jù)，用以彌補(bǔ)實(shí)時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)和未來數(shù)據(jù)的不足，或糾正其認(rèn)為不當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。

三、研究結(jié)果與分析

3.1多協(xié)議通信協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)中電網(wǎng)調(diào)度中心和子站設(shè)備通過載波、微波、電纜、光纖等通信介質(zhì)來傳輸和交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可分為上行和下行兩部分。上行數(shù)據(jù)是指子站向電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)送的實(shí)時信息，下行數(shù)據(jù)是指調(diào)度中心向子站發(fā)送的控制、調(diào)節(jié)命令。在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中主要采用兩種基本的通信規(guī)約，循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約和問答式遠(yuǎn)動規(guī)約。循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約適合于點(diǎn)對點(diǎn)的遠(yuǎn)動通道結(jié)構(gòu)(即星型結(jié)構(gòu))及以循環(huán)字節(jié)同步方式傳送遠(yuǎn)動信息的遠(yuǎn)動設(shè)備與系統(tǒng)。它在地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中被廣泛采用。問答式遠(yuǎn)動規(guī)約規(guī)定了電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCAAD)中主站和子站(遠(yuǎn)動終端)之間以問答方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。它適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為點(diǎn)對點(diǎn)、多個點(diǎn)對點(diǎn)、多點(diǎn)共線、多點(diǎn)環(huán)形和多點(diǎn)星形網(wǎng)絡(luò)配置的遠(yuǎn)動系統(tǒng)中。循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約本規(guī)約采用可變幀長度、多種幀類別循環(huán)傳送，變位遙信優(yōu)先傳送，重要遙測量更新循環(huán)時間較短，區(qū)分循環(huán)量、隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息，以滿足電網(wǎng)調(diào)度安全監(jiān)控系統(tǒng)對遠(yuǎn)動信息實(shí)時性和可靠性的要求。規(guī)定主站與子站間進(jìn)行以下信息的傳送:a.遙信;b.遙測;c.事件順序記錄(SOE);d.電能脈沖計數(shù)值;e.遙控命令;f.設(shè)定命令;g.升降命令;h對時;i.廣播命令;j復(fù)歸命令;k子站工作狀態(tài)。信息按其重要性有不同的優(yōu)先級和循環(huán)時間，以便實(shí)現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》和《遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件》所規(guī)定的要求和指標(biāo)。幀結(jié)構(gòu)，其中，同步字按通道傳送順序分為3組EB90H，即1110、1011、1001,0000，在控制字中，有控制字節(jié)、幀類別、信息字?jǐn)?shù)、源站址、目的站址、校驗碼等字節(jié)。1EC87-5-101規(guī)約IEC87-5-101規(guī)約是針對工EC870一5基本標(biāo)準(zhǔn)中的FTI.2異步式字節(jié)傳輸幀格式，對物理層、鏈路層、應(yīng)用層、用戶進(jìn)程作具體的規(guī)定和定義。它規(guī)定了SACAD系統(tǒng)中主站和子站之間以問答方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸袷健㈡溌穼拥膫鬏斠?guī)則、服務(wù)原語、應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用數(shù)據(jù)編碼、應(yīng)用功能和報文格式。它適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為點(diǎn)對點(diǎn)、多個點(diǎn)對點(diǎn)、對點(diǎn)共線、多點(diǎn)環(huán)形和對點(diǎn)星形網(wǎng)絡(luò)配置的遠(yuǎn)動系統(tǒng)中。通道可以是雙工或半雙工。其服務(wù)原語如下:REQ:請求原語(REQUESTPRIMITIVE)由用戶發(fā)出在鏈路層啟動一次傳輸過程。ON:確認(rèn)原語(CONFIMRPRIMITIVE)由鏈路層發(fā)出以結(jié)束原已啟動的傳輸過程。IND:指示原語(工NDICATIONPRIMITIVE)由鏈路層向用戶發(fā)出通知，希望傳輸數(shù)據(jù)給服務(wù)用戶，或者觸發(fā)某些服務(wù)用戶進(jìn)程RESP:響應(yīng)原語(RESPONDPRIM工TIVE)由用戶發(fā)出，以數(shù)據(jù)響應(yīng)來完成一個己啟動的傳輸過程。典型的服務(wù)原語的內(nèi)容為:參數(shù)、條件和用戶數(shù)據(jù)。服務(wù)原語的內(nèi)容如下:—用戶數(shù)據(jù)—否定/肯定認(rèn)可或響應(yīng)原語—數(shù)據(jù)流控制—訪問控制—重傳次數(shù)—鏈路層狀態(tài)(重新啟動條件)—傳輸服務(wù)原語(功能碼如SEND/CONFIRM)。

3.2分布式數(shù)據(jù)處理

ORACLE數(shù)據(jù)庫用戶自行安裝ORACLE。建議使用OARCLES.0.5.以上版本，程序是在該版下測試過。先在ORACLE數(shù)據(jù)庫中建數(shù)據(jù)庫空間(在此定為SQLSCAAD)，根據(jù)提供的腳本建數(shù)據(jù)表。運(yùn)行BSCadaforOARCLE.exe程序。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)置:在“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)置”TAB頁中設(shè)置:A:系統(tǒng)路徑:該路徑為CSADA的運(yùn)行全路徑名。B:數(shù)據(jù)源:OELDB數(shù)據(jù)提供程序，目前可選范圍只有三種，對ORACEL可選選第一種或第三種配置OLEDBProviderforODBCDriverOLEDBProviderforSQLServerOLEDBProviderforOracleC:輸入數(shù)據(jù)源/服務(wù)器名稱，如果OELDB數(shù)據(jù)源為ODCB數(shù)據(jù)源則輸入ODCBDNS名稱，如果OELDB數(shù)據(jù)源為ORACEL則輸入ORACLE的服務(wù)名稱。D:輸入數(shù)據(jù)庫名稱。(根據(jù)數(shù)據(jù)庫空間在此可定為SQLSCAAD)E:輸入數(shù)據(jù)庫登錄的用戶名和密碼。F:點(diǎn)擊“設(shè)置應(yīng)用生效”按鈕，使上述設(shè)置生效。然后開始更新廠站索引表:在以下情況下需更新廠站索引表，a.第一次運(yùn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序;b.從未更新過廠站索引表;c.每次修改SCADA廠站點(diǎn)信息后。轉(zhuǎn)換實(shí)時數(shù)據(jù):實(shí)時數(shù)據(jù)可以定時(周期在1-30秒可調(diào))或者人為地手動轉(zhuǎn)換一次。轉(zhuǎn)換歷史數(shù)據(jù):歷史數(shù)據(jù)可以定時(周期為5分鐘)或者人為地手動轉(zhuǎn)換某一時間段的歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)分歷史采樣數(shù)據(jù)(采樣周期為5分鐘)和當(dāng)天的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換報警記錄:在SCADA系統(tǒng)中報警數(shù)據(jù)存于ACCESS數(shù)據(jù)庫中，位于SCAAD系統(tǒng)目錄下的ACCESS子目錄，以月為單位存放。轉(zhuǎn)換到SQLServer7.0(DB2)中時，為了統(tǒng)計方便，報警數(shù)據(jù)按年為單位存放。轉(zhuǎn)換過程中的問題:當(dāng)廠站索引表正在轉(zhuǎn)換過程當(dāng)中，更新索引表按鈕將變成無效，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束。同理，當(dāng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫正在轉(zhuǎn)換過程中(無論手動還是自動)，手動轉(zhuǎn)換按鈕將變成無效，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，當(dāng)歷史庫數(shù)據(jù)正在轉(zhuǎn)換過程中(無論手動還是自動)，手動轉(zhuǎn)換按鈕將變成無效，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束。當(dāng)上述轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行中時，狀態(tài)欄將會有相應(yīng)的文字指示。

3.3人機(jī)界面設(shè)計及系統(tǒng)集成

采用100M/1000M雙以太網(wǎng)。服務(wù)器采用ES25服務(wù)器，工作站為DS15，分別用于實(shí)時數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的UNIX操作系統(tǒng)，歷史數(shù)據(jù)庫采用大型商用關(guān)系ORACLE數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)采用開放式、分布式體系結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和數(shù)據(jù)通信服務(wù)器可隨時將實(shí)時數(shù)據(jù)送給SCADA服務(wù)器（或?qū)CADA功能分布到數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和數(shù)據(jù)通信服務(wù)器），SCADA服務(wù)器處理后的實(shí)時數(shù)據(jù)采用組廣播方式同步有關(guān)服務(wù)器和工作站，應(yīng)用、歷史數(shù)據(jù)管理等服務(wù)器采用客戶/服務(wù)器方式。高級應(yīng)用軟件是在面向?qū)ο蟮闹纹脚_上開發(fā)完成的，與SCADA一起構(gòu)成了一體化的系統(tǒng)。具有以下主要特點(diǎn)：1、軟件系統(tǒng)充分利用了豐富的軟件資源和各種服務(wù)，采用一體化、系統(tǒng)化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)一和界面統(tǒng)一。人機(jī)界面系統(tǒng)，統(tǒng)一風(fēng)格設(shè)計，其中和實(shí)時系統(tǒng)有關(guān)的畫面，如：廠站圖和全網(wǎng)潮流圖，采用和SCADA系統(tǒng)完全一致的畫面集，為調(diào)度員實(shí)時對比和分析數(shù)據(jù)提供了非常方便的手段。統(tǒng)一的界面符合調(diào)度人員的使用習(xí)慣，不必花費(fèi)更多的時間學(xué)習(xí)，所有操作基本上都在廠站或系統(tǒng)圖上點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)，簡單方便。結(jié)合調(diào)度生產(chǎn)實(shí)際的需要，各軟件提供了方式靈活多樣的輸出方式，數(shù)據(jù)文件、表格畫面、單線圖、曲線等形式的輸出結(jié)果均可以快速打印輸出，較好地滿足了調(diào)度生產(chǎn)的實(shí)際需要。軟件提供了與現(xiàn)場實(shí)際相一致的系統(tǒng)圖和廠站圖，潮流結(jié)果可以快速地在圖上顯示出來，直觀、高效，實(shí)用性強(qiáng)。軟件數(shù)據(jù)流設(shè)計合理，整套軟件的數(shù)據(jù)維護(hù)、畫面維護(hù)集中在一個數(shù)據(jù)庫、一個畫面集上完成，保證了各功能軟件數(shù)據(jù)模型的一致性和完整性，也是軟件的維護(hù)工作量減到最低限度。各模塊軟件算法先進(jìn)，輸出結(jié)果及精度滿足了實(shí)用要求。電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件主要包括如下幾個軟件模塊：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)測、短路電流計算等模塊。應(yīng)用軟件能夠達(dá)到實(shí)用，在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中發(fā)揮應(yīng)有的作用，專業(yè)技術(shù)人員掌握系統(tǒng)的維護(hù)和開發(fā)至關(guān)重要。任何應(yīng)用軟件系統(tǒng)都不可能完全適用于實(shí)際的應(yīng)用要求。軟件能否在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)用戶實(shí)際要求不斷修改完善，是軟件系統(tǒng)能否真正實(shí)用化的關(guān)鍵之一。而這些修改與調(diào)試工作主要依靠應(yīng)用軟件的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn).

3.4、EMS新技術(shù)和發(fā)展趨勢

隨著計算機(jī)領(lǐng)域計算機(jī)硬件技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Intemet技術(shù)的發(fā)展，以及電力企業(yè)電力市場化進(jìn)程的不斷加快,作為適應(yīng)電力企業(yè)新的業(yè)務(wù)(電力市場)和一體化建設(shè)(EMS／TMR／TMS或EMS／TMR／DMS)需求的EMS系統(tǒng)支撐平臺和EMS應(yīng)用軟件必然采用如下新的技術(shù)：

3.4.1、CORBA中間件平臺技術(shù)

CORBA技術(shù)作為對象管理組織(OMG)推出的軟件系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，自九十年代初提出第一版以來，作為解決分布式異構(gòu)環(huán)境下應(yīng)用系統(tǒng)互連和互操作的標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)被眾多的廠家和用戶所接受，并成為新一代EMS系統(tǒng)應(yīng)用軟件互操作和與其它系統(tǒng)進(jìn)行透明操作和數(shù)據(jù)共享的軟件平臺標(biāo)準(zhǔn)。由于CORBA獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、獨(dú)立于編程語言、獨(dú)立于軟硬件平臺，因而成為目前最有生命力的跨平臺技術(shù)。特別是OMG組織1998年公布了CORBA2.3版之后，CORBA技術(shù)日臻完善。目前CORBA3.0版本已經(jīng)推出并應(yīng)用于眾多的中間件產(chǎn)品中。遵循CORBA標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的EMS中間件平臺，能夠更容易滿足企業(yè)自動化系統(tǒng)一體化應(yīng)用集成的需要。

3.4.2、公用信息模型(CIM)

為使EMS應(yīng)用軟件之間的交互正確無誤，需要對交換的數(shù)據(jù)信息達(dá)成一致，即提供標(biāo)準(zhǔn)的元數(shù)據(jù)級的模型和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口(APIs)。國際電工委員會近十年逐漸完善了能量管理系統(tǒng)的應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)和模型定義工作，并號召EMS生產(chǎn)廠家積極采用(兼容)該標(biāo)準(zhǔn)。在IEC61970的CIM部分給出了電力對象的確切定義和域描述。CIM定義為提供用于電、水、氣工業(yè)的生產(chǎn)、傳輸、分配、市場和零售系統(tǒng)相互操作和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)對象。在電力行業(yè)，CIM定義了電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對象模型，用于電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)工程、規(guī)劃、管理、運(yùn)行和商務(wù)等應(yīng)用的開發(fā)和集成，它提供了描述電力對象及其關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)。CCAPI的CIM部分提交給IEC形成了IEC61970的三個部分。在IEC61970中，CIM用統(tǒng)一建模語言(UMD描述，對象用公共類、屬性及對象間的關(guān)系來描述，對象之間的靜態(tài)關(guān)系有：聚集、歸一化和關(guān)聯(lián)。為方便起見，CIM被劃分為許多子系統(tǒng)或包，包括：核心包、拓?fù)浒㈦娋W(wǎng)包、保護(hù)包、量測包、負(fù)荷模型包、發(fā)電包、域包、能量計劃包、備用包、資產(chǎn)包和SCADA包等。各個EMS應(yīng)用內(nèi)部可以有各自的信息描述，但只要在應(yīng)用程序(或構(gòu)件)接口語義級上基于公共的信息模型，不同廠商開發(fā)的應(yīng)用程序或不同系統(tǒng)的應(yīng)用軟件間就可以以同樣的方式(如XML)訪問公共數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)正確的信息交換。公用信息模型的采用將使EMS真正走向開放和標(biāo)準(zhǔn)化，使企業(yè)的自動化系統(tǒng)一體化平臺的建設(shè)有了共同遵循的國際標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.3、可視化技術(shù)

隨著計算機(jī)技術(shù)和電網(wǎng)安全分析技術(shù)的發(fā)展，可視化的在線監(jiān)控軟件已經(jīng)成為調(diào)度員和電力市場交易員的迫切需求，可視化技術(shù)的應(yīng)用，可以將傳統(tǒng)的用數(shù)字、表格等方式表達(dá)的離線信息，轉(zhuǎn)換為通過先進(jìn)的圖形技術(shù)、顯示技術(shù)表達(dá)的圖形信息，例如潮流的可視化技術(shù)、電壓穩(wěn)定的可視化技術(shù)、暫態(tài)穩(wěn)定安全域的可視化技術(shù)、負(fù)荷預(yù)測的可視化技術(shù)、電力市場電量競價計劃的可視化安全分析技術(shù)等，將電力系統(tǒng)的潮流、電壓穩(wěn)定域、不穩(wěn)定區(qū)域和暫態(tài)穩(wěn)定域用形象直觀的可視圖形表達(dá)，能夠更加滿足運(yùn)行人員監(jiān)視、控制的需要。

3.4.4、電力市場交易與安全分析一體化的技術(shù)

隨著電力市場的發(fā)展，EMS作為電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)的一個有機(jī)組成部分，除了承擔(dān)傳統(tǒng)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制任務(wù)外，其EMS應(yīng)用軟件作為電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)的有機(jī)組成部分將更多的承擔(dān)電力市場交易的電網(wǎng)安全分析任務(wù),從而改變了傳統(tǒng)EMS的工作領(lǐng)域，要求對眾多的EMS應(yīng)用軟件的接口和分析技術(shù)進(jìn)行重新設(shè)計，即EMS／電力市場應(yīng)用軟件的統(tǒng)一設(shè)計，分別實(shí)施。電力市場交易與安全分析一體化的設(shè)計為安全、經(jīng)濟(jì)的電力市場的開展提供了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.4.5、Internet信息服務(wù)技術(shù)

Internet不但為遠(yuǎn)程維護(hù)提供了全新的手段，而且將傳統(tǒng)的電網(wǎng)參數(shù)和實(shí)時SCADA的數(shù)據(jù)瀏覽擴(kuò)展到AGC功能、EMS應(yīng)用功能(狀態(tài)估計、安全分析、最優(yōu)潮流等)的瀏覽，使得EMS應(yīng)用軟件的實(shí)用化水平的提高得到了進(jìn)一步的保證，延伸了EMS系統(tǒng)的對外窗口，進(jìn)一步提高了EMS系統(tǒng)的服務(wù)水平。同時，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高和網(wǎng)絡(luò)速度的加快，網(wǎng)上遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)將會得到進(jìn)一步的發(fā)展，Internet將會提供更全面的信息服務(wù)。