摘要：前置系统属于调度自动化系统的主要组成部分，在电力调度中扮演着重要的角色。本文简要阐述了调度自动化前置系统的构成及功能，列举了几种常见的调度自动化前置系统数据采集模式。希望能够为电力领域提供参考，提高数据采集效率的目的。
关键词：调度自动化；前置系统；数据采集
不同区域对电力系统供电量的要求不同，因此，电力领域需以用户的需求为基础，通过电力调度的方法，达到平衡用电负荷的目的。将调度自动化前置系统应用到电力调度的过程中，采集各区域用户的用电数据，是提高电力领域运行稳定性的基础。根据数据采集模式的不同，调度效果通常存在差异，因此，有必要对系统的数据采集模式加以研究。
一、调度自动化前置系统的构成及功能
调度自动化系统中，前置系统的功能在于收集电力用户用电所产生的实时数据，而数据采集功能需依靠硬件功能的支撑来实现。
调度自动化系统前置系统硬件主要包括通信扩展板以及解调器等。通信扩展板需属于系统前置机的主要组成部分，功能在于实现对信号接收以及发送过程的实时控制。通信扩展板的路数，需与串行口的个数相同。即，每一路扩展板，均需确保存在1个串行口与之连接。当数据接收完成后，串行口可将接收到的信息，传输给解调器，以使用电数据的收集过程最终得以实现。调度自动化系统前置系统的功能众多，主要体现在以下方面：（1）系统具有处理多种规约的信息的功能，因此能够与RTU实现信息交换。（2）系统能够将交换所得到的RTU信息，通过全网广播的途径，传输到全网范围内，实现信息共享。信息更新时间一般为5s，共享实时性较强。（3）系统管理方式分层管理为主，信息能够逐层发送，最终传输至一级调度部门。（4）系统具有遥控以及遥调的功能，能够向RTU发送指令，并在全网范围内建立统一的时钟，进一步提高信息采集的效率及实时性水平。（5）系统具有遥测值归零处理的功能，应用的灵活性较强。
二、常见的调度自动化前置系统数据采集模式
数据采集功能，属于前置系统的基础功能。常见的调度自动化前置系统数据采集模式，主要包括主备终端服务器值班模式、按口值班模式、分组设计模式以及分层控制模式4种，具体如下：
（一）主备终端服务器值班
主备终端服务器值班模式下，前置机以双机配置为主。主前置机功能在于采集并传输信息、备用前置机的功能则以监控为主。该模式下，主备终端服务器一般呈相互对应的关系。两者的硬件之间相互连接，软件及硬件的构成，均较为简单。该数据采集模式的优势在于便利性强，但通常也存在灵活性差的特点，两大服务器的功能无法相互置换。当某一终端服务器出现故障时，数据采集便无法实现。
（二）按口值班
前置机的按口值班模式，属于调度自动化前置系统的主要数据采集模式之一。传统的数据采集模式下，各个数据采集设备需单独发挥各自的作用，以确保数据的采集以及传输过程能够有效实现。按口值班模式的出现，有效克服了传统数据采集模式的缺陷，要求加强对设备的监控，使设备能够同时发挥作用，以提高数据的采集效率。传统的终端服务器值班模式，以分组值班为主，值班效率较低。按口值班模式下，终端服务器均被规划到了具体的端口下，控制的系统性以及集成性有效提升，控制效率极大提高。
与主备终端服务器模式相同，按口值班模式下调度自动化前置系统前置机配置方法，同样以双机配置为主，“双机”分别指主机及备用机。视数据采集需求，可将系统通道设置为单通道或双通道两种形式。单通道即单独开放主机或备用机，此时，数据的采集、传输等，均需通过同一通道来实现，监控也仅需针对同一通道而进行即可。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆双通道状态下，两台机器需同时开放，此时，前置机需同时承担不同的功能，即：控制一台机器传输数据，同时监控另一台机器的运行状况。上述数据采集模式，解决了主备终端服务器模式存在的服务器功能固定的缺陷。但需注意的是，该模式下，负责收集并传输数据的通道，必须具有与RTU交换信号的功能。如两个通道均无法与RTU交换信号，则意味着通道的硬件或畅通性出现了问题，系统运行的稳定性及可靠性，必定会受到影响。
（三）分组设计
分组设计模式，要求将同一数据采集系统，分为不同的子系统。每个子系统均配备各自的主机，均具有RTU数据交换的功能，但仅能够交换部分数据。各个子系统之间无联系，功能的实现相互独立。数据采集子系统在获得相应数据之后，需将数据传输给主机。主机与主机之间相互联系，共同构成整体的数据采集系统。
采用分组设计模式实现数据采集，各子系统之间的功能独立性较强。当一个子系统发生故障时，其他系统仍可正常运行，数据采集的连续性及可靠性较强。但随着电网数据量的增加，数据采集对子系统功能、数量以及采集速度的要求也会不断提升，必须设计一种与现代化电网特点相适应的数据采集模式，才能够达到进一步提高数据采集效率的目的。
较主备终端服务器值班模式以及按口值班模式相比，分组设计模式的数据采集效率更高。但该模式并未具有广泛的适用性。应用时，需充分考虑自身条件，以确保所选择的数据采集模式，能够与电力系统的数据采集需求相符合。分组设计模式的适用范围如下：（1）数据采集规模较大的主站系统，采用统一的采集模式采集数据，主机所面临的压力较大，发生故障的几率较高，对系统稳定性的提升不利。可采用分组设计模式采集数据，以便解决由统一采集数据对主机运行稳定性所带来的影响。（2）可以以电力数据的来源为依据，通过分组设计模式采集电力数据。电力领域可将处于同一地区的电力数据，共同归纳到某一子系统的管辖范围内，提高用电数据采集的明确性，为电网调度过程提供保证。（3）以提高管理的便利性为目的，将不同的电力数据分为不同的组别，分别由不同的子系统管理。（4）将RTU信号划分为普通信号以及GPRS信号两种类型，分别有不同的子系统负责采集数据。
（四）分层控制
分层控制的模式，属于调度自动化前置系统数据采集的新型模式之一。该模式下，每一集控站，均具有独立的前置系统以及数据库。将分层控制模式应用到电力用户数据采集过程中，能够使数据采集的层次性得以提升。采用分层控制模式采集用电数据，安全性以及冗余度较强，每一集控站的功能对其他集控站均无影响，数据采集的效率一般较高。该数据采集模式同样存在一定的缺陷，主要体现在运行及维护费用高等方面，解决上述问题，是未来电力领域有关技术人员需关注的重点。
结论：
通过对调度自动化前置系统数据采集有关问题的研究发现，随着电力领域的发展，前置机数据采集模式也在不断更新。但受技术水平的限制，当前所应用的数据采集模式，仍存在一定的缺陷。电力领域应将数据采集技术的优化以及系统功能的改进作为研究的重点内容，以使数据采集的可靠性及稳定性，能够得到进一步的提升。
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论文作者:宋博言,张炜琦,王建树
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/30
标签：数据采集论文; 模式论文; 系统论文; 功能论文; 数据论文; 电力论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第18期论文;