【正文】 ................................... 37 商用庫的故障隔離（ “1+N”處理功能） ............................................................... 38 以人為本的界面設計 .......................................................................................... 39 前置系統(tǒng)設計 ................................................................................................... 40 1 SCADA 概念升級 ............................................................................................. 42 1多源數(shù)據(jù)處理技術 ............................................................................................ 42 1穩(wěn)定實用的高級應用軟件 (PAS)......................................................................... 43 1規(guī)劃態(tài)應用軟件 ..................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ? OPEN2020E平臺采用遵循 IEC 61970 CIM的數(shù)據(jù)模型定義，并率先采用了先進的 CORBA技術，設計了遵循 IEC 61970組件參考模型的系統(tǒng)集成框架，并實現(xiàn)了 IEC 61970 CIS接口，其先進性與開放性再創(chuàng)新高。 ? 應用軟件的突出優(yōu)勢 —— 應用軟件優(yōu)勢表現(xiàn)在多個方 面： ? 建模維護工具智能化：具有國際領先水平的圖模庫一體化技術有了進一步發(fā)展，采用了多應用節(jié)點號混編、多圖合并入庫等多項新技術；全面支持各種電氣設備并可以對終端變等設備進行自動等值；支持豐富的原始參數(shù)類型，統(tǒng)一計算出標幺值存放在商用庫中供查看或導出；分級分類的模型校驗功能 3 國電南瑞科技股份有限公司 能夠快速定位異常的連接關系或設備參數(shù)并確保最終模型的可用性；智能化的建模工具為應用軟件的實用性打下了良好的基礎。雖然， IEC 61970 僅僅是用于規(guī)范接口的“外”標準，但從減少數(shù)據(jù)模式轉換的角度，從內到外都遵循 CIM 和 CIS 無疑是調度自動化集成技術發(fā)展的目標。電力市場環(huán)境下調度自動化系統(tǒng)如何發(fā)展和運行，必須要有深入的研究。 2020 年后，對 CIM 部分進行了投票，接受了許多修改意見。域包 (Domain)是量綱的數(shù)據(jù)字典，定義了可能被其他包中類使用的屬性 (特性 )的數(shù)據(jù)類型。Event 處理為基礎進行擴展。 MIS 側運行的數(shù)據(jù)解析程序將此 CIM/XML 文檔中包含的數(shù)據(jù)信息快速準確的解析出來，再通過 SQL 寫入 MIS 側 DBS 數(shù)據(jù)存儲服務器。因此，這種方式僅適合于系統(tǒng)之間松耦合、非實時的初期過渡產品方案。 組件的執(zhí)行需要提供組件執(zhí)行環(huán)境，必須符合組件規(guī)范，才能實現(xiàn)組件的分布式調用，這些是傳統(tǒng)系統(tǒng)中的網絡管理不能勝任的。對于從頭開始新開發(fā)系統(tǒng)的廠家建議采用此模式。它建立在 OMG 組織的對象管理體系結構 OMA 的框架之上，是 OMG 所采納的第 一個標準，其核心部分是 ORB。 延遲同步方式在動態(tài)調用 DII 中使用，使用該方式激活請求，客戶端給目標對象發(fā)送一個請求后后，繼續(xù)自己的處理過程，此時客戶端 ORB 有兩種選擇：一是繼續(xù)運行自己的處理過程，以后可采用輪詢方式查詢目標對象是否返回應答信息；二是采用一個單獨的阻塞進程調用來等待應答。共有 6 臺工作站，每個工作站各啟動 30 個客戶端進程一直在對服務端調用，此時，單獨在測試啟動一個客戶端調用圖形數(shù)據(jù)的時間。 圖 33 系統(tǒng)體系結構的縱向示意圖 硬 件 操作系統(tǒng) TCP/IP 支撐平臺 應用軟件 (a)傳統(tǒng)結構 (b)新的系統(tǒng)結構 硬 件 操作系統(tǒng) TCP/IP 支撐平臺 應用軟件 CORBA 中間件 圖 32 分布式對象結構 信息 軟總線 用戶界面 用戶界面 … 分布的對象 … 18 國電南瑞科技股份有限公司 圖 34 多層體系結構圖 3）物理結構的分析 根據(jù)上面的分析，邏輯上的分布式對象結構允許軟件模塊在機器設備上任意部署，在物理結構上，典型的有兩種軟件部署方法：（ 1）在服務器上運行數(shù)據(jù)庫和各種應用 軟件，在工作站上運行人機接口軟件，為了加快數(shù)據(jù)傳輸效率，在工作站上再運行數(shù)據(jù)庫副本和應用軟件以提高數(shù)據(jù)更新效率。 ? 平臺和應用的分工。 另外，在支持平臺的其它方面也要考慮多態(tài)的支持。 跨平臺技術的實現(xiàn)方式分兩種，一是可移植方式，二是互操作方式。 WARMAP 是調度自動化集成技術研究的新型應用，將 EMS 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、通過 PMU采集或通過保護信息。造成異構環(huán)境的原因主要有：（ 1）控制中心的各個子系統(tǒng)往往是分期建設的；（ 2）老的系統(tǒng)會不斷更新和升級；（ 3）從硬件、操作系統(tǒng)到支持平臺、應用軟件不可能由一家產品包打天下。由于對于不同的態(tài)，運行數(shù)據(jù)庫是相對獨立的，每一個態(tài)都有一份數(shù)據(jù)庫實體。對研究態(tài)和實時態(tài)用到 硬件 操作系統(tǒng) 分布式管理( C O R B A ) 實時數(shù)據(jù)庫 商用數(shù)據(jù)庫 應用軟件( SC A D A 、 AGC 、P A S 等 ) 應用服務 ( 畫面 管理、系統(tǒng)管理、 報表、 WE B 等 ) “柵欄 ” 數(shù)據(jù)庫層 應用服務層 中間件層 19 國電南瑞科技股份有限公司 的畫面 也是如此，運行時用到的是不同的畫面，但廠站設備相同的畫面只制作一次。 2）邏輯結構的縱向分析 從縱向平面的角度看，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比， CORBA 是一種通信中間件，屏蔽了底層的操作系統(tǒng)和硬件的差異性，可以真正建立在異構平臺上，實現(xiàn)分布式應用如下圖所示。并且在多個客戶端同時訪問服 務端時也需要保證訪問的實時性。目前新的 ORB 一般使用 TCP/IP協(xié)議連接客戶和服務器，而不是采用 UDP 方式。 Microsoft 的 COM 是模塊間通訊標準接口，它是 Microsoft 的 OLE 及 ActiveX 技術的基礎， DCOM 是 COM 的分布式版本，該模型在 Microsoft 的 Windows 環(huán)境中得到良好的實現(xiàn)，但較難移植到其他環(huán)境中。此方案對 IEC 61970的采用最徹底，其優(yōu)越性是顯然的。 2） IEC 61970 標準與支撐平臺 盡管 IEC 61970 是應用軟件的接口規(guī)范，但應用軟件的接口很大一部分是 通過支撐平臺來實現(xiàn)的，應用軟件組件化后的運行要支撐平臺提供組件執(zhí)行環(huán)境。 應用軟件的組件化有下列三種基本方案：（ 1）將整個系統(tǒng)作為一個大組件，對外提供符合 IEC 61970 CIM/CIS 的接口進行數(shù)據(jù)交換和功能調用，這種方式的優(yōu)點是實現(xiàn)比較簡單，原來的系統(tǒng)基本不需要改動，只要建立原系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式和 CIM 相關對象類的映射關系，就 10 國電南瑞科技股份有限公司 可以將系統(tǒng)內部私有的電網模型轉換為開放的 電網模型。第一次驗證是在國調進行的，將國調電量系統(tǒng)側安裝 CIM XML 適配器從電量系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中取得相關數(shù)據(jù)信息，按照 IEC61970 302 中規(guī)定的邏輯模式組織成 CIM/XML 文檔。 404 是高速數(shù)據(jù)訪問接口HSDA，用于對實時數(shù)據(jù)的訪問，在 OMG 的 DAIS 接口和 OPC 的 數(shù)據(jù)訪問接口 DataAccess的基礎上進行了擴展，包括同步和異步的讀寫服務、數(shù)據(jù)訂閱服務等。 301 包括Core、 Topology、 Wires、 Outage、 Protection、 Meas、 LoadModel、 Generation 和 Domain 共9 個包。 EPRI CCAPI 是美國電科院的一 個科研項目，其任務是對控制中心的 EMS 軟件制定一套 API 的規(guī)范，能使系統(tǒng)集成和互聯(lián)簡便。另外，系統(tǒng)集成后，通過信息的綜合運用可以產生智能決策、數(shù)據(jù)挖掘等眾多的新應用。我國與國際接軌，成立了專門的 EMSAPI 工作組，很早就對這些資料進 行跟蹤和消化，并進行了多次 EMSAPI工作組擴大會議和三次互操作實驗。 ? 大型系統(tǒng)的久經考驗 —— 我們具有兩套網調系統(tǒng)、十余套省調系統(tǒng)的大型網省級系統(tǒng)經驗，還具有以蘇州、東莞為代表的規(guī)模在全國位居前列的若干大型地調系統(tǒng)的經驗，所以對于大型系統(tǒng)而言，用“久經考驗”來形容是再恰當不過了。自 2020年下半年開始，我們開始根據(jù)江蘇省調的要求對 OPEN2020E進行了進一步的系統(tǒng)研發(fā)工作，在系統(tǒng)的開放性、可靠性、方便性等方面又有了進一步的提高。經過三年的辛勤耕耘，該項目的科研工作于 2020年完成， OPEN2020E系統(tǒng)就是基于該項目科研成果的新一代調度自動化系統(tǒng)。這些豐富的經 驗在 OPEN2020E的設計過程中發(fā)揮了決定性的作用，對需求的深刻認識、對功能的精確把握、對性能的準確判斷使 OPEN2020E的設計、開發(fā)工作得以按預期實施，并順利地從實驗室產品變成產業(yè)化的成熟產品，同時得到了諸多用戶的青睞。然而，這些系統(tǒng)和應用往往是分步實施的，通常來自于不同的軟件和硬件提供商，是典型的異構環(huán)境。 滿足新需求 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，我國電網將形成西電東送、南北互供、全國聯(lián)網的格局。 傳統(tǒng)系統(tǒng)面臨的主要問題有系統(tǒng)接口、 網絡安全和系統(tǒng)開放性。 CIM 分為三部分， 301 是 CIM 的基本部分， 302 是 CIM 用于能量計劃、檢修和財務的部分， 303 是 CIM 用于 SCADA 的部分。 CIM 模型可保存在 ROSE 的模型文件（ .mdl）中，可以用專門的導出工具輸出為以 XML RDF 表示的定義。 組件技術是實施 IEC 61970 標準的關鍵技術，我們首先對 IT 流行的 CORBA、 DCOM、EJB 和 WEB SERVICE 四種組件模型進行了分析比較。 我們認真研究了 IEC 61970 標準對調度自動化系統(tǒng)支撐平臺、應用軟件和軟件工程等方面的影響，對多種實施方案進行分析和比較，合理運用技術，正確實現(xiàn)標準。從目前的組件執(zhí)行環(huán)境的性能看，基本能滿足要求，對一些實時性要求特別高的組件，可進行合并，采用內部私有的高速接口，如拓撲分析也可內嵌在狀態(tài)估計組件中，通過組件內的接口提高狀態(tài)估計速度。傳統(tǒng)系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫為層次型和關系型，數(shù)據(jù)模式和訪問接口都是私有的，而 CIM 是面向對象的數(shù)據(jù)模式， CIS 是組件接口，映射和轉化的方案也有三種：（ 1）在原來實時數(shù)據(jù)庫的基礎上進行數(shù)據(jù)模式轉換，轉換為符合 CIM 的數(shù)據(jù)結構，在此基礎上再根據(jù) CIS，用組件模型封裝數(shù)據(jù)庫的訪問接口。克服兩種傾向：（ 1）繼續(xù)原來的模式，組件化改造是非常困難的，組件化的基礎是分類功能進行封裝，提供清晰、確定和合理的接口。與組件技術方式比， 實現(xiàn)復雜度增加了，且功能上比商業(yè)化的實現(xiàn)還是有明顯差距的。 測試采用 CORBA 的同步調用機制，客戶端采用 SUN ULTRA 60 工作站 (667MHz CPU，512M 內存 )，服務端采用 SUN Enterprise 250 服務器 (450MHz CPU, 128M 內存 )，為避免外部干擾影響 測試結果的準確性，共測試 50 組，每組包含 3000 次調用，測試結果如下圖所示。（ 3）系統(tǒng)未按組件模型構件，無法支持 CIS 標準。研究態(tài)和實時態(tài)之間、各個研究態(tài)之間是相對獨立的，具有各自的進程、運行數(shù)據(jù)庫和運行畫面，處理邏輯互不干擾。通過研究態(tài)配置工具可以為系統(tǒng)定義若干個研究態(tài)，研究態(tài)管理工具可對研究態(tài)進行增加、刪除、重命名和定義一些屬性（如設備是否自動獲得該研 究態(tài)）。 ? 歷史模型的計算、分析和培訓。 應用軟件的跨平臺是在源代碼級實現(xiàn)程序的可移植性，同時，應用軟件是按照 CORBA規(guī)范封裝的，具有互操作性。 CORBA 技術也可與 XML 技術混合使用，實現(xiàn) CORBA 接口的動態(tài)擴展和在線修改。 、研究態(tài)的具體應用 研究態(tài)可以拓展調度自動化系統(tǒng)的新應用，主要體現(xiàn)在： ? 全景 PDR 的實現(xiàn)。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫 指存儲電網模型的數(shù)據(jù)庫，存儲的數(shù)據(jù)包括一次設備的電氣參數(shù)、連接關系和二次設備的配置、整定參數(shù)等。隨著網絡技術的發(fā)展，網絡傳輸已不成問題，可采用瘦客戶端，增加系統(tǒng)靈活性，充分利用設備資源。 對系統(tǒng)體系結構的研究 、傳統(tǒng)體系結構分析 電網調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展至今已 經歷了三代，從這三代系統(tǒng)的結構看可歸納為以下 3種，如下圖所示。 1）數(shù)據(jù)類型測試 CORBA 程序中客戶端對服務端的訪問過程包括客戶端對數(shù)據(jù)進行編碼、通過 TCP/IP協(xié)議對數(shù)據(jù)流傳輸和服務端對數(shù)據(jù)流進行解碼的過程?？蛻粼L問服務（或對象方法）均通過接口進行，至于服務采用內部實現(xiàn)細節(jié)、開發(fā)語言、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫，均與開發(fā)者無關。 3） IEC 61970 標準與軟件工程 在對 IEC 61970 標準的研