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宋平松  (四川省德陽(yáng)電業(yè)局廣漢供電局) 

 

　　摘要：本文主要介紹了IES500調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊以及對(duì)SCADA 系統(tǒng)的升級(jí)，并介紹了IES500調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)的接入和安全防范措施。
　　關(guān)鍵詞：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng) SCADA系統(tǒng) MIS系統(tǒng)

 

　　隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的電網(wǎng)的大規(guī)模改造以及大型工礦企業(yè)的升級(jí),對(duì)變電站自動(dòng)化程度的要求越來(lái)越高，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。iES-500電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)是采用平臺(tái)思想設(shè)計(jì)的一體化分層開(kāi)放式平臺(tái)系統(tǒng)，采用了目前先進(jìn)的開(kāi)放分布式應(yīng)用環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)“中間件”和通信“中間件”技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)和多層客戶/服務(wù)器（Client /Server）技術(shù)，系統(tǒng)在基本的SCADA應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可集成調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）、調(diào)度管理子系統(tǒng)（DMIS）、Web應(yīng)用子系統(tǒng)、電能量計(jì)量系統(tǒng)（TMR）平臺(tái)等應(yīng)用子系統(tǒng)，可以進(jìn)一步滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)面向電力市場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)用化和現(xiàn)代化要求。

　　iES-500調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是基于 Windows NT 的 SCADA/EMS/DMS 集成化開(kāi)放式應(yīng)用環(huán)境，不僅具備基本的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能，還包括信息管理功能，SCADA 系統(tǒng)完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視與控制。其中包括多種規(guī)約的 RTU 實(shí)時(shí)信息的接入和處理，實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的生成，實(shí)時(shí)顯示電網(wǎng)主接線圖和運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)反映各變電站的電氣運(yùn)行狀況，電網(wǎng)異常事件進(jìn)行事故報(bào)警并實(shí)時(shí)打印事項(xiàng)，生成調(diào)度報(bào)表等。對(duì)變電站的刀閘、開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控操作，對(duì)“有載調(diào)壓”主變壓器的分接頭進(jìn)行升降和急�？刂撇僮�。

iES-500調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用軟件模塊以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，根據(jù)需要靈活分布在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，可隨時(shí)擴(kuò)充新的軟件模塊，可以安裝在多個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的熱備用，進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)提供 C2 級(jí)安全性，可滿足工業(yè)界嚴(yán)格的安全性要求。可提供WEB服務(wù)方式，客戶端直接加裝MMI應(yīng)用程序方式，ODBC和軟總線應(yīng)用程序接口（SB_API）方式，數(shù)據(jù)通訊方式等四種方案實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。支持TCP/IP、IPX/SPX等各種通信協(xié)議，應(yīng)用層可以采用DL-476-92標(biāo)準(zhǔn)、IEC60870有關(guān)協(xié)議、或用戶指定的應(yīng)用協(xié)議。它提供了調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制功能；提供了一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)境，將各種功能融合在一起，為調(diào)度人員提供了更完整有效的數(shù)據(jù)和信息，從而能夠更好地面向電力生產(chǎn)和管理。

　　在iES-500調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用了2臺(tái)前置（采集數(shù)據(jù)）處理機(jī)，2臺(tái)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)處理）服務(wù)器組成“雙機(jī)熱備”的SCADA系統(tǒng)；以及調(diào)度員工作站、工程師維護(hù)站和管理工作站等。SCADA可實(shí)現(xiàn)與廠站RTU的實(shí)時(shí)通信，設(shè)置網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與本局的局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。在iES-500調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，采用冗余以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器等均采用雙倍冗余配置�！半p網(wǎng)結(jié)構(gòu)”在正常工作時(shí)可以分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高效率。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)仍能保證系統(tǒng)正常工作，從而提高了SCADA系統(tǒng)綜合水平和進(jìn)一步滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的要求。

3.1、基礎(chǔ)配置概述：

iES500系統(tǒng)的“節(jié)點(diǎn)機(jī)”類型主要有以下三類：

（1）由主域控制器（PDC）和備份域控制器（BDC）組成的雙服務(wù)器；

（2）隸屬于IES500域的兩臺(tái)前置機(jī)；

（3）隸屬于IES500域的若干臺(tái)不同用途的工作站；

3.2.1、通信服務(wù)器

通信服務(wù)器(CCS)亦稱前置機(jī)，用于完成系統(tǒng)與外部設(shè)備的串行通信，如各種類型的 RTU、模擬屏、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘、信息轉(zhuǎn)發(fā)等。與通信服務(wù)器相連的接口柜配備有各種類型的調(diào)制解調(diào)器和雙機(jī)切換電路（包括自動(dòng)切換和手動(dòng)切換）。

3.2.2、系統(tǒng)管理服務(wù)器

系統(tǒng)管理服務(wù)器（ADM），除了起到網(wǎng)絡(luò)域控制器的作用外，更重要的是集中管理系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)。所有的系統(tǒng)描述數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)均由其管理并保存，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算處理任務(wù)也由其完成。

3.2.3、人機(jī)對(duì)話工作站

人機(jī)對(duì)話工作站（MMI）是直接面向生產(chǎn)、管理人員的應(yīng)用界面，實(shí)現(xiàn)各種圖表的顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示、事件報(bào)警、報(bào)表打印、系統(tǒng)運(yùn)行操作等功能。

　　報(bào)表服務(wù)器的主要功能有：生成報(bào)表、瀏覽報(bào)表、召喚報(bào)表、設(shè)置報(bào)表子系統(tǒng)運(yùn)行狀況、接受其他模塊命令（生成報(bào)表、瀏覽報(bào)表）等。如需制作報(bào)表必須進(jìn)行人員登錄。制作報(bào)表分為三部分：制作報(bào)表模板、設(shè)置報(bào)表屬性、設(shè)置報(bào)表參數(shù)。

　　iES500報(bào)表子系統(tǒng)由三部分組成，分別是報(bào)表模板制作模塊、報(bào)表生成及打印模塊，報(bào)表模板制作模塊是在MS EXCEL97/2000電子報(bào)表基礎(chǔ)上利用其內(nèi)置VBA開(kāi)發(fā)的，主要完成報(bào)表的格式制作參數(shù)設(shè)置；報(bào)表生成及打印模塊是采用VB6.0為開(kāi)發(fā)工具，采用ADO、OLE技術(shù)開(kāi)發(fā)而成的，主要完成報(bào)表的生成、打印及與其他模塊間的通訊。

5、MIS系統(tǒng)接入：MIS為管理信息系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)。調(diào)度自動(dòng)化信息通過(guò)一臺(tái)MIS服務(wù)器將所采集的信息以與現(xiàn)場(chǎng)相同的各種方式發(fā)布于局域網(wǎng)中。

　　傳送到MIS網(wǎng)的數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，傳送方式有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包、歷史數(shù)據(jù)（包括事件報(bào)警）和描述數(shù)據(jù)庫(kù)、WEB瀏覽一次系統(tǒng)圖和報(bào)表曲線。WEB發(fā)布——用1臺(tái)WEB服務(wù)器將SCADA與MIS隔離，2個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)除了網(wǎng)橋外，不能相互直接訪問(wèn)，只能通過(guò)WEB服務(wù)器的應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。WEB服務(wù)器上插有3塊網(wǎng)卡，WEB服務(wù)器應(yīng)用程序通過(guò)其中2塊從SCADA系統(tǒng)雙網(wǎng)讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)將SCADA系統(tǒng)的電網(wǎng)一次接線圖、負(fù)荷總加表、報(bào)表等圖形表格轉(zhuǎn)換成WEB頁(yè)，通過(guò)另外1塊網(wǎng)卡向MIS網(wǎng)進(jìn)行WEB實(shí)時(shí)信息發(fā)布，MIS網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)通過(guò)IE瀏覽器可以看到與SCADA系統(tǒng)一模一樣的畫(huà)面內(nèi)容。另外可以自動(dòng)或手動(dòng)將每天的歷史數(shù)據(jù)從SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)入MIS網(wǎng)服務(wù)器并提供數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，保證MIS網(wǎng)絡(luò)能訪問(wèn)到與SCADA系統(tǒng)相同的歷史數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析等管理應(yīng)用。

SCADA與MIS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的工作模式如下：

a、提供連接建立、傳輸、中止。

b、提供可靠性要求對(duì)方返回確認(rèn)，否則自動(dòng)重傳并等待更長(zhǎng)的時(shí)間。

c、排序?qū)λ�發(fā)的每個(gè)數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)1個(gè)序列號(hào)進(jìn)行排序，接受方將處理重復(fù)的和非順序到達(dá)的數(shù)據(jù)。

d、提供流量控制保證發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)不會(huì)超出接收緩沖區(qū)。

e、全雙工同一時(shí)刻既可接收，也可發(fā)送。SCADA轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算機(jī)（發(fā)3個(gè)EB90同步字）掃描MIS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器，通訊雙方約定建立鏈路后（SCADA轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算機(jī)接收到MIS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器響應(yīng)返回的3個(gè)EB90），SCADA首先向MIS發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文,然后連續(xù)分組發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息報(bào)，直到SCADA系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，重新由SCADA向MIS發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)，周而復(fù)始，直到數(shù)據(jù)鏈路斷掉后重新掃描。

　　SCADA是數(shù)據(jù)源頭，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，包括新建變電站的投運(yùn)、舊變電站的擴(kuò)建改造，送到MIS網(wǎng)數(shù)據(jù)量也要不斷增加、修改，涉及到順序改變、設(shè)備編號(hào)更改、線路改名等。為了保持與調(diào)度數(shù)據(jù)的一致，采取了以下技術(shù)措施。

a. 當(dāng)SCADA的電網(wǎng)描述表發(fā)生變化后，由其轉(zhuǎn)發(fā)程序向MIS網(wǎng)發(fā)送信號(hào)，MIS網(wǎng)接收程序讀取新的描述表。

b. 調(diào)度畫(huà)面修改后，在向他們的工作站傳送時(shí)，同時(shí)傳到了WEB服務(wù)器，由程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換成WEB頁(yè)，發(fā)布到MIS網(wǎng)。

c. 當(dāng)SCADA存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，人工修改正確，手動(dòng)轉(zhuǎn)入MIS網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　由于SCADA對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行非常重要，要求盡可能減少與外部網(wǎng)絡(luò)的接口，并且采取安全隔離措施。系統(tǒng)互連和隔離本身就是一對(duì)矛盾，這就要求2個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，應(yīng)考慮既要向MIS網(wǎng)絡(luò)提供及時(shí)可靠的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，又要確保SCADA的網(wǎng)絡(luò)安全。因此采取了以下安全防范措施。

a. 由于計(jì)算機(jī)與MIS網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)站最有可能感染病毒和受到黑客攻擊。因此WEB服務(wù)器選用的計(jì)算機(jī)為COMPAQ ALPHA工作站，一般INTEL計(jì)算機(jī)上的病毒只能破壞其文件，但不會(huì)再進(jìn)行發(fā)作、傳播。

b. 在WEB服務(wù)器上安裝了防火墻軟件和防病毒軟件，除了可進(jìn)行WEB瀏覽外，禁止郵件、FTP等其它服務(wù)功能 。

c. 在MIS網(wǎng)上，對(duì)所有計(jì)算機(jī)安裝防病毒客戶端軟件，及時(shí)更新病毒代碼，及時(shí)為操作系統(tǒng)等打補(bǔ)丁。

d. 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防御管理，應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、服務(wù)、設(shè)備等漏洞。

　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力系統(tǒng)的市場(chǎng)化改革，供電企業(yè)將面臨進(jìn)一步安全供電、可靠供電和高質(zhì)供電等壓力，這對(duì)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。iES-500電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)可以進(jìn)一步滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)面向電力市場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)用化和現(xiàn)代化要求。