面向对象的电力调度自动化通信系统研究论文_崔力民1,武传金1,侯建明1,薛宇2,尹香2

(1.国网新疆电力公司信息通信公司 830002;2.南京南瑞集团公司信息通信技术分公司 210003)

摘要:近年来,我国的变电站逐渐向着自动化、智能化的方向发展。在本文中,将就面向对象的电力调度自动化通信系统进行一定的研究。

关键词:面向对象;电力调度自动化;通信系统

1 引言

随着近年来我国网络、计算机技术的不断发展,电力调度自动化信息系统具有了较好的技术基础。在以往的电站自动化系统中,各类设备运行规约与协议存在着较为明显的不统一现象,在此种情况下,IEC 61850标准的出现则有效的使电站各个层级通信都具有了较好的一致性特点,在对以往设备互操作问题进行良好解决的基础上通过网络通信技术的应用对以往信息收发过程中可能存在的延时问题进行了较好的解决,此外,该标准在模式、数据通信等方面也通过面向对象方式的应用使系统具有了更好的可重用性以及继承性。在该标准基础上,我们在电力调度自动化通信系统建立的同时通过CORBA技术对该模型进行了和实现。

2 IEC 61850 面向对象特征

IEC 61850是一种专门对变电站自动化系统以及通信网络所制定的标准,也是电站实现远程调度、远程通信的重要基础。该标准在对象模型方面同之前电力信息传输协议具有着一定的差异,即其为很多公共设备组件以及设备都对对象模型进行了建立,并在内容上对标识符、控制、行为以及数据格式等进行了定义,如馈线设备以及变电站等。同时,在该规约中还对以下几个方面的内容进行了定义,并由这几方面内容的结合共同实现了数据通信的面向对象特征:第一,其提供了350多种数据对象代码以及80多种逻辑节点代码,且其所具有的公共数据类对变电站数据对象以及功能等都实现了较好的覆盖。其中,服务器由一定数量的逻辑设备组成,且根据应用领域功能可以将其分为一定数量的基本功能,并由单独的逻辑节点类对单个基本功能进行标示。此外,在逻辑节点中也具有着一定数量的数据对象,且在这部分逻辑对象中都对特定信息进行了包涵,同逻辑节点具有着密切的联系;第二,其对利用代码对对象进行描述以及通过数据对象对逻辑节点进行生成的方式进行了定义,即在对数据对象、逻辑节点名称进行提供的基础上对相关数据对象同逻辑节点的归属进行了确定,并通过公共数据属性与级别对相关数据对象所具有的语义以及语法进行描述;第三,定义了一套非常全面、完整的面向对象通信服务,通过这部分服务的应用,客户则能够在特定服务器中对对象进行访问与寻找,并在将服务接口应用关联模型同通信服务模型通过逻辑节点实现连接之后对数据集、数据进行定义与设置,并在此基础上实现文件交换、被采样值的传输以及装置控制等功能。

3 面向对象的电力调度自动化通信模型

3.1 网络结构模型

该系统是在电力通信广域网数据传输系统基础上进行建立的,其通过将抽象通信服务接口服务器全部映射到CORBA的方式使服务同数据对象能够较好的分布在系统之中。同时,由于该系统以广域网的形式传输数据,在这种情况下,网络路由器则会对以往控制站以及前置机中所具有的中间设备起到一个取代作用,在运行的过程中,系统主站能够对终端设备以直接发布命令的方式实现控制,能够有效的对以往系统在通信过程中所存在的瓶颈问题进行了消除,以此在提升系统数据传输能力的同时大大降低了系统建设与维护的成本。

3.2 系统数据模型

在该系统中,能够将电站所获得的遥信信息、遥测信息通过广域网的应用传输到变电站中,在对数据进行采集的过程中,主要涉及到的设备则有微机保护装置、直流监控装置以及采集测量装置等。在结合IEC 61850数据对象模型的基础上,本系统将静态描述功能与数据获取功能定义为逻辑节点对节点中的对象进行了描述,具体数据对象模型如下图所示:

3.3 系统通信模型

在本模型中,将通信标准中的通信服务接口服务器都映射成了CORBA,并在映射完毕之后使服务同对象在不需要设置任何中间设备的基础上就能够都分布在该系统中,以此对数据转发所带来的延迟进行了较好的降低。当系统需要在不同装置之间对数据进行传输时,相关的控制对象则能够根据之前所制定好的触发策略实现触发,在对服务器同客户间产生关联的基础上保证相关通信服务能够达到特定的服务质量。在CORBA服务中,其在对象请求机制、ACSI服务以及对象管理模型这几者间都具有着较强的相似之处,非常适合映射功能的实现。同时,几者间也存在着一定的区别:在CORBA中,其在服务器同ACSI之间以点到点的方式实现通信,且对于同一个对象能够同时允许多个数量的客户对其进行访问,且同一个抽象对象在系统中只具有一个副本,由ORB提供对象的分配与寻址,并从服务器逻辑接电线Iton该种对设备的信息进行描述。通过该种方式的应用,无论是对于异构系统还是IED设备在同系统进行联系时都不再需要进行中间设备的转换,并以此实现了异构系统同异构系统的无缝连接。

4 JAVA+CORBA面向对象系统的实现

4.1 开发模式

根据本系统特点,该系统在建设时选择了CORBA作为分布式对象应用框架,而为了能够使该系统具有面向对象的特征,我们则选择了具有完全面向对象的JAVA作为本系统的变成语言进行开发。在两者结合的情况下,则能够较好的对受控数据传输控制、基本数据对象以及周期采样数据控制对象进行开发,而在IED端以及调度中心的实际应用中,则通过TCP/UDP接口的应用对该系统的不同通信需求进行了实现。

4.2 软件实现

在软件实现方面,我们引入了ORB作为中间件,在对底层细节进行屏蔽的基础上对这种面向对象系统开发过程进行了良好的简化,ORB分布式软件实现如下图所示:

5 结束语

可以说,在现今我国电力通信网络化、信息化的背景之下,实现电力调度的自动化成为了一项非常重要的工作。在上文中,我们对面向对象的电力调度自动化通信系统进行了一定的研究,需要我们能够通过对IEC 61850标准的良好运用更好的实现该通信系统的建立与高效应用。

参考文献:

[1]丘毅昌.论电力调度在电力系统安全运行中的应用——加强电力调度工作保证电力系统安全运行[J].科技创新导报.2009(35):55-58.

[2]陈瑞明.电力调度工作中线路安全操作分析与对策[J].魅力中国.2010(14):102-103.

论文作者:崔力民1,武传金1,侯建明1,薛宇2,尹香2

论文发表刊物:《电力设备》第03期供稿

论文发表时间:2015/11/2

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