【正文】 總而言之，我們對跨平臺問題作了全面的分析和研究，作為系統(tǒng)集成的必備技術(shù)。 跨平臺技術(shù)主要包括跨平臺的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、跨平臺的圖形管理技術(shù)、跨平臺的實時數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和跨平臺的應(yīng)用軟件技術(shù) 。 ? 一些重要斷面的重演。態(tài)反應(yīng)的是數(shù)據(jù)環(huán)境的多樣性，應(yīng)用反應(yīng)的功能的多樣性。運行數(shù)據(jù)庫中除了靜態(tài)數(shù)據(jù)外還需要運行方式等動態(tài)數(shù)據(jù)，動態(tài)數(shù)據(jù)主要包括發(fā)電機出力、負荷大小、開關(guān)刀閘的開合狀態(tài)、繼電保護和安全自動裝置的投退等。 、平臺對研究態(tài)的支持 平臺對研究態(tài)的支持涉及到數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)管理等各個方面。 ? 與實時態(tài)數(shù)據(jù)共享。這種方式稱為瘦客戶端。 1）邏輯結(jié)構(gòu)的橫向分析 從橫向平面的角度研究標明，集成系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可采用基于對象請求代理互操作機制的分布式對象結(jié)構(gòu)，如下圖所示。 15 國電南瑞科技股份有限公司 采用并發(fā)服務(wù)方式調(diào)用時間測試0次數(shù)時間 (秒)測試一 測試二 測試三 測試四 測試五 測試六 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 圖 23 壓力測試下客戶端同時訪問服務(wù)端時的調(diào)用時間 服務(wù)端CP U 負荷020406080100120110 19 28 37 46 55 64 73 82 91100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 199 208 217 226 235 244 253 262 271 280 289 298測試次序user CPU system CPU idl CPU百分比 %圖 24 壓力測試下 CPU 的負荷 16 國電南瑞科技股份有限公司 、 CORBA 技術(shù)的研究結(jié)論 選擇合適的組件粒度和高效的 CORBA 中間件產(chǎn)品， CORBA 完全能夠滿足調(diào)度自動化集成系統(tǒng)的性能要求。故從測試結(jié)果可知，采用 CORBA 構(gòu)建電網(wǎng)調(diào)度自動化是可行的，影響傳輸效率的關(guān)鍵是對傳輸數(shù)據(jù)類型的選擇。而電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)對實時性要求較高，因此，必須對 CORBA 進行性能測試。 同步方式實際是一種阻塞方式，客戶端向目標對象發(fā)送一個請求，并等待目標對象的響應(yīng)。目前大多數(shù)的 Web Services 都建構(gòu)于 CORBA 之上，并且可以很方便地將 CORBA 架構(gòu)轉(zhuǎn)成 Web Services。 、 IEC 61970 標準的研究結(jié)論 遵循 IEC 61970 標準應(yīng)是調(diào)度自動化集成系統(tǒng)的主要設(shè)計目標，從支持平臺、應(yīng)用軟件到軟件工程配合 IEC 61970 的實施。這種方式比較靈活，可以在原來的實時庫中增加面向?qū)ο蟮奶匦?，也可在方?2 中增加關(guān)系和層次特性，應(yīng)用軟件可以加組件封套接入，也可直接接入。缺點是數(shù)據(jù)模式的相互映射比較困難， CIM 數(shù)據(jù)和原來庫中的數(shù)據(jù)需要同步。（ 2）把組件執(zhí)行 環(huán)境作為系統(tǒng)的集成框架，原來系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理退出運行，或僅用于粒度較大的組件內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信。以應(yīng)用為基本單元是比較合適和實用的，IEC 61970 也是按應(yīng)用來分類描述接口的，同時比較適應(yīng)目前的組件容器（中間件）性能。這種方式的優(yōu)點是完全基于 IEC 61970 CIM/CIS 思想，充分體現(xiàn)組件封裝、繼承和重用的特性，這種一步到位的方案是分布式對象最終的目標。對應(yīng)用軟件的組件化封裝要按照組件模型進行，如 CORBA 模型，使其接口符合標準。兩次實際工程的運用，全面深入地消化了 CIM。而 CORBA 是 OMG 組織制定的比較成熟的規(guī)范，比較適合于以 UNIX 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為主的調(diào)度自動化系統(tǒng)。 501 是 CIM 模型從 UML 轉(zhuǎn)換成 XML RDF格式，用于模型的語法校驗， 502 是 CDA 映射到 CORBA， 503 是互操作實驗的 CIM XML數(shù)據(jù)交換格式。 IEC 61970 的 CIS 部分基本處于草案階段。聚合是一種整體和局部特殊的關(guān)聯(lián)。在第四部分的 CIS 中， 401 到 449 是數(shù)據(jù)訪問、事件處理等通用接口的描述， 450 到 499 是針對 SCADA 等具體應(yīng)用的接口描述。 IEC 61970 標準是技術(shù)研究的重要內(nèi)容，在國調(diào)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，技術(shù)研究小組與國內(nèi)同行及時將 IEC 61970 標準系列中相對比較穩(wěn)定成熟的內(nèi)容進行翻譯、討論和實驗。 6 國電南瑞科技股份有限公司 第三章 技術(shù)研究重點 對 IEC 61970標準的研究 、對國際標準的跟蹤 IEC 61970 系列標準是國內(nèi)外調(diào)度自動化技術(shù)的長期經(jīng)驗的總結(jié)和理論提升，反過來對調(diào)度自動化技術(shù)的研究具有鮮明的指導(dǎo)意義。摒棄傳統(tǒng)的一一對應(yīng)做接口或通過數(shù)據(jù)庫共享的方式。直流聯(lián)網(wǎng)后形成的交直流輸電系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的靜態(tài)分析軟件、暫態(tài)分析軟件、優(yōu)化控制軟件和培訓(xùn)仿真軟件面臨新的難題。計算機處理速度和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，使得一 些離線應(yīng)用變成在線應(yīng)用，并不斷激活新的應(yīng)用。在國外，這也是一個熱點問題。 ? 靈活的客戶 /服務(wù)器模式：應(yīng)用軟件所有模塊集中部署于一臺或多臺服務(wù)器，而不同 的模塊又可以選擇不同的服務(wù)器作為值班主機，潮流計算等非實時應(yīng)用還可以配置多份數(shù)據(jù)實體供不同的客戶端進行獨立的互不干擾的分析計算。 OPEN2020E設(shè)計中還充分注意克服原有系統(tǒng)中的瑕疵，從設(shè)計上徹底消除了所有問題產(chǎn)生的根源。 ? OPEN2020E平臺支持 UNIX平臺下與 Windows風(fēng)格分毫不差的操作界 面、支持不 2 國電南瑞科技股份有限公司 同界面之間的拖拽式操作、支持適用于不同業(yè)務(wù)需求的多視圖功能、具備在線幫助功能， OPEN2020E首次做到了在 UNIX操作系統(tǒng)下達到甚至超過了Windows下的操作方便性。 《調(diào)度自動化集成技術(shù)研究》于 2020年 2月通過國電公司組織的項目驗收，與會專家聽取了項目研究工作的匯報 、觀看了實際系統(tǒng)演示并進行了認真的討論，最終給出的驗收結(jié)論認為該項目的核心技術(shù)研究“國內(nèi)領(lǐng)先、與國際先進水平同步” 。 國電南瑞科技股份有限公司 標準化平臺支持的 調(diào)度自動化信息集成系統(tǒng) OPEN2020E 技術(shù)白皮書 國電南瑞科技股份有限公司 二零零四年十月 國電南瑞科技股份有限公司 序 言 南瑞作為國內(nèi)電力自動化領(lǐng)域的主要科研機構(gòu)，經(jīng)過近三代人的奮斗，在國內(nèi) EMS系統(tǒng)一直處于龍頭地位，在調(diào)度自動化的里程碑上有許多第一的記錄。還需要指出的是該項目于 2020年 6月獲得國家電網(wǎng)公司科技進步一等獎，這也是從事這方面研究的若干單位所獲得的唯一獎項。 ? OPEN2020E系統(tǒng)對于技術(shù)的采用并不是為了技術(shù)而技術(shù)，所采用的以 CORBA為代表的諸多先進技術(shù)都是 IT領(lǐng)域里成熟的技術(shù)，而且經(jīng)過了設(shè)計人員的仔細論證與反復(fù)測試。也正是這種自我檢討，才使 OPEN2020E在設(shè)計上更完善。 ? 遵循相關(guān)標準，易于實用化：應(yīng)用軟件完全遵循有關(guān)標準、規(guī)程及實用化考核要求中規(guī)定的的功能要求、性能指標要求，軟件運行中可以方便地對各項指標進行統(tǒng)計，用戶手冊中還對如何提高各項性能指標給出了詳細的指導(dǎo)。 國際電工委員會第 57 技術(shù)委員會在 90 年代就開始了這方面的工作，成立了專門的EMSAPI 工作組對解決 EMS 系統(tǒng)的接口問題進行研究，提出了即插即用的解決方案 IEC 61970 標準系列。計算機軟件業(yè)的組件化、面向?qū)ο?、中間件和多代理等思想，使得調(diào)度自動化系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)、性能指標和功能等方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，系統(tǒng)的開放性、可靠性和靈活性越來越好。電力體制的改革，不僅提出了與電力交易相關(guān)的新的應(yīng)用需求，而且對原有應(yīng)用軟件也提出改造要求，要考慮市場環(huán)境下的電 價等因素。電力市場中電價的引入，要求 EMS 系統(tǒng)中應(yīng)用軟件考慮電價因素。在系統(tǒng)研發(fā)之前，我們就對這一標準進行了關(guān)注和跟蹤。技術(shù)研究小組對 IEC 61970 標準的 CIM 部分進行了翻譯和校對，對標準實施依托的 CORBA 技術(shù)進行了研究和測試，完成了與國 內(nèi)主要 EMS 廠家基于 CIM RDF XML 的互操作實驗。目前 CIS的大部分內(nèi)容還在不斷完善階段。繼承關(guān)系是隱式表示的，簡單關(guān)聯(lián)和聚合是要顯式表示的。 401 是 CIS 的總體框架說明， 402 是接口用到的標識、名字空間和連接等公共服務(wù)。 從 IEC 61970 標準的內(nèi)容看， CIM 定義了公用的電網(wǎng)模型規(guī)范，是標準的基礎(chǔ)； CIS 定義了軟件即插即用的接口描述，是標準的精華。然后，對國內(nèi)外的 CORBA 中間件產(chǎn)品進行測試和選擇，特別是對IONA、中和威的商業(yè)產(chǎn)品及 Mico、 Tao 等免費產(chǎn)品進行了性能、功能和互操作性測試，并且模擬調(diào)度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信環(huán)境進行性能分析。 另外，盡管 CIS 部分的標準還不完善，項目組根據(jù)國外的最新文獻 CIS 進行了初步研究，特別是對 GDA 部分進行了相關(guān)接口服務(wù)端和客戶端軟件的開發(fā)和實驗。 應(yīng)用軟件組件化的關(guān)鍵是組件粒度的選擇，原則上既可以大到把整個系統(tǒng)作為一個組件，也可以小到把系統(tǒng)中某一公用的模塊作為組件，組件粒度大小的確定要綜合考慮軟件重用和組件執(zhí)行環(huán)境的效率等因素，需要被其它軟件共享復(fù)用的部分可劃定為單獨的組件，組件 執(zhí)行環(huán)境的效率較高，組件粒度可選小。然而這種方案目前具有如下不足：（ a）不能利用原來積累的應(yīng)用軟件功能，開發(fā)工作量巨大，工程實施浩繁，不利于系統(tǒng)的平滑過渡和穩(wěn)定運行，因此僅對新的 EMS 開發(fā)商可選擇這種模式；（ b）由于組件粒度很小，從目前組件執(zhí)行環(huán)境的性能看，還不能完全滿足實時性要求，需要對組件執(zhí)行環(huán)境的性能進行優(yōu)化。從實際系統(tǒng)的集成方式看，不同廠家之間在應(yīng)用級別的異構(gòu)和互聯(lián)是比較合適的，太細沒有實際意義，例如不可能把 DTS 應(yīng)用內(nèi)部由不同廠家異構(gòu)，太粗不能滿足要求。由于支撐平臺的作用主要是為應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)傳輸、存儲和顯示提供支持，是應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件的緩沖層，通過支撐平臺的變化使應(yīng)用軟件能適應(yīng)不同的運行環(huán)境，因此，支撐平臺可根據(jù)新技術(shù)和新標準的要求作較大調(diào)整，把 CORBA 等組件容器作為系統(tǒng)的集成框架。建議僅用做與外部系統(tǒng)接口。 研究表明，遵循 CIM/CIS 標準的新平臺，要以 CORBA 作為系統(tǒng)集成框 架，并采用三位一體實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)。 CIM 是 IEC 61970 標準成熟的內(nèi)容，要全面貫徹， CIS部分雖然還在完善，但要采用 CORBA 等組件技術(shù)，為 CIS 的完全實施作好準備。 組件執(zhí) 行環(huán)境是實施 IEC 61970 標準的技術(shù)要求，組件方式由服務(wù)端提供實現(xiàn)接口，而 13 國電南瑞科技股份有限公司 客戶端直接完成調(diào)用即可，具體過程如下圖所示。這是 CORBA 通信中最基本的一種應(yīng)用，客戶端使用該方法激活請求之后，一直等到請求執(zhí)行完畢后才繼續(xù)執(zhí)行。 測試主要分為數(shù)據(jù)類型測試和壓力測試兩部分。 2）壓力測試 采用 CORBA 構(gòu)建的調(diào)度自動化系統(tǒng)多采用客戶端對服務(wù)端調(diào)用的方式。調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可把 CORBA 作為整個系統(tǒng)的集成框架，合理使用 CORBA 的各種功能和服務(wù)，從核心上保證 IEC 61970 標準的實施。 主機 終端 (a) 主機終端結(jié)構(gòu) 終端 … 服務(wù)器 客戶端 (b)客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu) 客戶端 … 數(shù)據(jù) 服務(wù)器 工作站 (c) 功能分布結(jié)構(gòu) 工作站 … 應(yīng)用 服務(wù)器 … 圖 31 傳統(tǒng)系統(tǒng)的 體系結(jié)構(gòu) 17 國電南瑞科技股份有限公司 分布式對象結(jié)構(gòu)具有硬件設(shè)備無關(guān)性、操作系統(tǒng)無關(guān)性、編程語言無關(guān)性、位置無關(guān)性和移植無關(guān)性等。胖客戶端方式，網(wǎng)絡(luò)負載較輕，但系統(tǒng)靈活性差。盡管研究態(tài)和實時態(tài)的運行數(shù)據(jù)環(huán)境是相互獨立的，但靜態(tài)的數(shù)據(jù)和程序應(yīng)能共享。 數(shù)據(jù)庫的支持包括靜態(tài)數(shù)據(jù)庫和運行數(shù)據(jù)庫兩部分。動態(tài)數(shù)據(jù)的獲取與應(yīng)用相關(guān)，由相關(guān)的任務(wù)來完成。當然，平臺在實現(xiàn)多態(tài)時要和多應(yīng)用綜合考慮。通過研究態(tài)可以定位到某段時間內(nèi)最高負荷、最異常值等斷面的數(shù)據(jù)。 跨平臺的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)主要研究了 CORBA 技術(shù)和 XML 技術(shù)， CORBA 技術(shù)用于實時性較強的緊耦合的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，具有硬件和操作系統(tǒng)無關(guān)性， XML 技術(shù)用于非實時性的松耦合的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，是一種跨平臺的數(shù)據(jù)載體。 對新的應(yīng)用需求的研究 、對廣域檢測分析保護控制 WARMAP 的研究 從對調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程來看，調(diào)度自動化技術(shù)具有從穩(wěn)態(tài)分析到動態(tài)分析、從局部分析到綜合分析的總體趨勢。 另外，在 WEB 界面和 CIM 數(shù)據(jù)庫瀏覽界面等實時性要求不高的地方，采用 JAVA 進行 21 國電南瑞科技股份有限公司 開發(fā)，具有可執(zhí)行代 碼級的跨平臺能力?；ゲ僮鞣绞绞侵鸽m然軟件只能在一個平臺上運行，但在另一個平臺上可以對其功能進行調(diào)用，實現(xiàn)互操作。對于歷史上保存的電網(wǎng)模型可以重新調(diào)入研究態(tài)進行回顧和分析。 需要指出的是平臺支持多態(tài)和支持多應(yīng)用是不同的，一個態(tài)下可能有多個不同的應(yīng)用，一個應(yīng)