理论教育 实用化硬件配置原则——调度端的选择

实用化硬件配置原则——调度端的选择

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:在调度端硬件配置问题上,应该追求的原则是实用化要求,即使系统达到调度自动化规程规定的各项技术指标。

实用化硬件配置原则——调度端的选择

1.调度端的硬件配置要求

电力系统调度端的实时计算机系统,是综合自动化的核心,是确保完全、可靠、优质、经济运行的重要环节,综合自动化装置的硬件配置包括计算机、远动终端的接口电路、通信、模拟控屏、调度控制台、不停电电源、变送器转接盘、遥控执行盘等。

在调度端硬件配置问题上,应该追求的原则是实用化要求,即使系统达到调度自动化规程规定的各项技术指标。事实上,现代的计算机系统的发展,基本上是5年一个世代,因此,在电力系统中运行各个世代的计算机综合自动化系统已是势所必然。这正像在电力系统中运行着少油断路器、真空断路器、SF6断路器一样,要求将其全部更新是国家财力、物力所不能允许的。因此,凡是运行在电力系统中的变电所综合自动化设备,只要求其性能指标满足工程要求,不能满足要求的,应经过分析,找出缺陷,设法予以补救。我们应该批判那些设备过时便推倒重来的作法,这种作法将会给电力工程造成重复投资,延误整个电力系统的发展。

2.调度端的硬件配置

按照调度系统的规模,数据量的大小,变电所的重要程度,调度端的计算机可以配置双机系统或四机系统。图1-1给出了双机系统配置图。双机系统的主机由1号服务器和2号服务器组成,每台主机皆设有前置机。

(1)前置机的任务。其任务是进行全网运行数据的采集和预处理。其具体内容是:收集各个RTU送来的信息;对该信息进行加工形成所要求的数字信息;与变电所综合自动化设备进行通信;对CDT、POLLING规约进行解释;对信息进行识别、检错、纠错处理;把预处理的信息送往模拟屏或送往主机。同时,也接收主机送来的命令,并将这些命令送往各个厂站的RTU。

(2)主机的任务。主机作为后台机,其是处理数据的核心。通常处理比较复杂的数据及进行适时计算、控制、调节工作。诸如,监视电网的安全运行,越限报警,事故记录,事故追忆;电网运行参数的存储、处理、编辑、转发;显示、打印人机联系;最佳运行方式计算,有无功潮流计算,调整潮流分布;线损与无功补偿的计算与控制,网络调压,负荷测算,经济运行的计算;发布各种YX变位、有无功调整、变压器分接头换位等各项控制命令。

在双机系统中,主机是一台运行,另一台处于热备用状态,双机之间设有监视切换装置。当在线主机发生故障时,热备用主机将自动切换成在线主机。适时数据及公共的外部设备也将同时被切换。系统的统一时钟也由在线主机控制,如播发时钟、对时命令等。在发生故障的条件下,根据设定的级别,其他机器依次可晋升为主机。

同理,两台前置机也可进行相应的切换,它接受主机的控制。两台前置机均备有相同的接口,同时接收厂站端的实时信息。

(3)调度工作站。为调度员提供监视平台,它可以用各种方式显示实时数据,如画面、文件、表格,并根据不同的现场情况,按调度员设定的报警方式提醒调度员,去从事应该进行的业务。它可以采用一机多屏的模式。

图1-1 双机系统配置图

(4)局长、总工程师工作站。该工作站可为局长、总工程师了解电网情况提供方便,从这里,可以了解电网的运行方式,运行状态,也可查阅过去发生的事故原因,处理结果,调用各种所需要的画面和报表。

(5)网络服务器。该服务器用于存放数据库、图形、表格、历史数据等各种不同类型信息,以备需要时加以调用。(www.daowen.com)

(6)维护工作站。平时维护人员在该工作站对系统进行正常的维护,完成对系统的数据库、各种图形、各种报表、运行参数等进行修改。

3.厂站端的硬件配置

BCH—2000系统。BCH—2000系统是沈阳北辰高新技术系统控制有限公司开发的变电所综合自动化系统。该系统以国际流行的大规模集成芯片80196KC为核心,运用开放系统的概念形成分布式结构。各个子功能模块均有独立的CPU和大容量的存储器,如此,数据处理具有技高一筹的可靠性。各个功能模块之间通过高速RS—485局域总线网,构成了多CPU分布式结构的实时系统。BCH—2000系统的硬件框图表示在图1-2中,从该图可以看出,系统由下述部件组成:BCH—2000主控模块,交流采样模块,直流采样模块,开关量采样模块,脉冲量采样模块,控制输出模块,通信管理模块,单相接地选线模块,相间短路故障录波模块。

图1-2 BCH—2000系统图

该系统的主要特点是:

(1)开放的多CPU分布式结构。BCH—2000系统采用了分布式多CPU设计,各数据的采集、控制以及通信,都由独立的CPU实现。具有独立的电源及总线,可靠性高,配置灵活,易于维护。多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,使各功能模块的CPU负荷分配合理,没有性能上的“瓶颈”问题,提高了系统的实时性。

(2)备用的工作方式。BCH—2000系统主机系统设计成热备用的工作方式。当运行在这种工作方式下,任何一个主机出现故障时,系统都能自动的切换,确保系统的正常运行。主电源在交直流输入备份和双电源输出备份方式状态下工作,在供电故障或电源故障情况发生时,备份部分均可自动投入,使整个系统能连续可靠的运行。系统同时还具有主备通道自动切换功能,正常运行时使用主通道,当主通道故障停用时,系统会自动将其切入备用通道运行,待主通道恢复正常后,系统将恢复至主通道运行,这就大大的提高了系统运行的可靠性。

(3)BCH—2000系统内部通信采用了高速局域总线RS485。BCH—2000系统采用了高速局域总线RS485,网络通信由独立的CPU完成。网络能够在距离为1200m的范围内高速通信,这就使得采集控制模块远距离的分散放置和超大容量系统配置成为可能。网络接口采用具有抗雷击和具有电气隔离特性的工业元件LN65LDC184芯片,同时还利用POLYSWICH元件对通信接口进行双重保护,使网络节点在发生严重错误的情况下,能够自动关闭脱离网络,从而保证其余节点的正常通信,提高整个网络的可靠性。

(4)分布式的二次电源技术。BCH—2000系统采用了分布式的二次电源技术,既主电源先将交流或直流220V变换成适用于各模块使用的直流24V,在分布到各个模块。各个模块通过具有隔离和保护功能的高性能的DC—DC隔离电源模块,再将其变换为自己所需要的工作电源。由于各个模块之间的电源完全隔离,没有公共地线,着将有效的避免了相互干扰和地线回流问题,同时,局部的负载故障也不会使整个系统受到影响,其不但使系统的可靠性大为提高,也使系统的抗雷击、抗冲击能力大为提高。

(5)多通道、大容量的通信功能。由于采用了开放式、分布式的设计原则,理论上讲容量是没有限制的。超大容量配置的系统,可监控几千个点,通过多台RTU互联,可使系统容量成倍的增长。主控模块提供了5个全双工串行口,需要时可扩展至15个。各个串行口能够以不同的规约、不同的波特率、不同的通信方式进行通信。远传通道通过通信管理模块进行组帧和通信,因此,能够以多种规约同时与多个主站进行通信的功能,最多可达16个主站。

(6)独特的防误技术。BCH—2000系统采用了独特的防误技术,从根本上解决了遥控误动和遥信误报的可能性。在遥信模块中加强了接口设计,除了采用传统的光电隔离外,接口回路设计中增加了强有力的抗干扰措施,将干扰信号排除在装置之外。同时支持高电压的信号电源,实现更为可靠的节点信号转换。

在遥控模块中,采用硬、软件双重保护措施,采用串行密码锁,多重校验,自检闭锁技术,确保遥控的可靠性。

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