電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中前置系統(tǒng)的分析與設(shè)計

圖2 主備運行硬切換示意圖

方式三：主備運行軟切換

系統(tǒng)運行正常時值班機A及備機B均接收主通道a1及備用通道a2的上行報文，值班機A同時通過主通道a1轉(zhuǎn)發(fā)來自主站服務(wù)器的下行報文，備機B不進行下行報文的轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)通道a1故障時，備通道a2成為主通道，值班機A通過通道a2進行上下行報文的傳輸。當(dāng)值班機A故障時，B機自舉成為值班主機，通過主通道a2進行上下行報文的傳輸，A機成為備機只接收主備通道的上行報文，截斷下行報文的傳輸。(切換示意圖如圖3所示)

圖3 主備運行軟切換示意圖

這種切換方式的優(yōu)點是主前置機同時接收主備通道的上行報文，可同時監(jiān)視兩個通道的運行性能，切換方法簡單，易于實現(xiàn)。缺點是各前置機要同時處理各通道的傳輸數(shù)據(jù)，資源消耗較大。

以上三種前置系統(tǒng)運行方式均為主備運行方式是較傳統(tǒng)的運行切換方式，由于其控制過程簡單、明了,易于實現(xiàn)，所以至今在許多自動化系統(tǒng)中仍在采用，但這種運行方式也存在著諸多缺點：

a雖然有兩臺前置機，但只有值班主機在真正工作，備用機的資源沒有很好的利用，造成資源浪費。

b對于終端數(shù)量多的系統(tǒng)(如：負(fù)荷管理系統(tǒng))，主機輪詢所有端口的時間會很長，很難滿足系統(tǒng)實時性要求。

c當(dāng)前置機上有某些端口發(fā)生故障時，相應(yīng)的報文就會丟失。

d當(dāng)遠(yuǎn)動廠站增加數(shù)量較大時，只能依靠增加串口數(shù)量來進行擴充，不能通過靈活地增加前置機數(shù)量來達到擴充要求，擴充能力受到極大限制。

5 前置系統(tǒng)的運行模式

新型前置系統(tǒng)不再單一地將各種設(shè)備劃分為主用和備用，設(shè)備的數(shù)量也不局限為兩臺，可以任意擴展為多臺。運行切換模式不是簡單地在主備間切換，而是細(xì)化到端口切換。這種運行模式能克服以往數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的缺陷，讓每一個設(shè)備都發(fā)揮作用并且被監(jiān)視，系統(tǒng)冗余配置的雙機或多機(雙設(shè)備或多設(shè)備)，稱為A，B，C……機(或A，B，C……設(shè)備)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前置機為雙機或多機配置(視終端數(shù)量而定)。無論遠(yuǎn)動終端的傳輸方式是單通道或多通道都將其均衡地與各前置機相連，同時每臺前置機預(yù)留一定數(shù)量的端口做為備用。在系統(tǒng)運行過程中，與RTU的主通道相連的前置機(下稱RTU值班前置機)控制其主備通道的切換,由前置系統(tǒng)駐留在后臺機上的監(jiān)視進程控制前置機端口的切換。系統(tǒng)示意圖如下：

當(dāng)各設(shè)備均工作正常時，各前置機將其運

行性能(如：CPU占用率，內(nèi)存占用率等)送往后臺機監(jiān)視進程,監(jiān)視進程比較各前置機性能狀況進行合理的端口切換，使各前置機的性能均衡，實現(xiàn)負(fù)載的動態(tài)分配，達到真正意義上的負(fù)載均衡。某一RTU的值班前置機統(tǒng)計通道的誤碼率和投退狀態(tài)選擇較好的通道作為傳輸主通道其它通道作為備用通道。當(dāng)RTU的值班機和RTU通信故障時，系統(tǒng)將自動進行通道切換或前置機值班端口的切換。當(dāng)某一前置機發(fā)生故障時，此前置機上所有的值班端口都被切換到其它正常的前置機上。

新型的前置采集系統(tǒng)具備以下優(yōu)點：

a實時監(jiān)視設(shè)備及通道性能，動態(tài)切換端口及通道，實現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均衡。

b取消主備概念，所有設(shè)備均參與運行，充分利用資源，提高了運行效率，很好地滿足了實時性要求。值班方式細(xì)化到端口，使系統(tǒng)運行更靈活。

c不再局限于雙機運行方式，隨著終端數(shù)量增多，系統(tǒng)可“積木式”添加前置機數(shù)量， 打破傳統(tǒng)模式的擴充限制。

d系統(tǒng)運行靈活，不僅能應(yīng)用于負(fù)荷管理系統(tǒng)(LMS)，同時也能滿足數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、電能量管理系統(tǒng)(EMS)、電能計量系統(tǒng)(TMR)、集控系統(tǒng)的需求，滿足系統(tǒng)一體化要求。

6 結(jié)束語

新型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模式具有更加靈活，合理的運行切換方式，不僅滿足了負(fù)荷管理系統(tǒng)可靠性、可維護性、可擴充性要求，同時也提高了系統(tǒng)的實時性。從長遠(yuǎn)考慮，它為實現(xiàn)電力自動化系統(tǒng)一體化奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 陳朝新,卿前平.基于無線公網(wǎng)的大客戶電力負(fù)荷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計.華東電力.2005.(7)..

[2] 呂少坤,韓福坤.重視前置機系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的作用.華北電力技術(shù).2000.(6).

[3] 談蘇偉,陳謙昌,劉國定.廣東省能量管理系統(tǒng)前置機的特色.電力系統(tǒng)自動化.2000.(5)