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

圖2 主備運(yùn)行硬切換示意圖

方式三：主備運(yùn)行軟切換

系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)值班機(jī)A及備機(jī)B均接收主通道a1及備用通道a2的上行報(bào)文，值班機(jī)A同時(shí)通過主通道a1轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自主站服務(wù)器的下行報(bào)文，備機(jī)B不進(jìn)行下行報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)通道a1故障時(shí)，備通道a2成為主通道，值班機(jī)A通過通道a2進(jìn)行上下行報(bào)文的傳輸。當(dāng)值班機(jī)A故障時(shí)，B機(jī)自舉成為值班主機(jī)，通過主通道a2進(jìn)行上下行報(bào)文的傳輸，A機(jī)成為備機(jī)只接收主備通道的上行報(bào)文，截?cái)嘞滦袌?bào)文的傳輸。(切換示意圖如圖3所示)

圖3 主備運(yùn)行軟切換示意圖

這種切換方式的優(yōu)點(diǎn)是主前置機(jī)同時(shí)接收主備通道的上行報(bào)文，可同時(shí)監(jiān)視兩個(gè)通道的運(yùn)行性能，切換方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是各前置機(jī)要同時(shí)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(yùn)行方式均為主備運(yùn)行方式是較傳統(tǒng)的運(yùn)行切換方式，由于其控制過程簡(jiǎn)單、明了,易于實(shí)現(xiàn)，所以至今在許多自動(dòng)化系統(tǒng)中仍在采用，但這種運(yùn)行方式也存在著諸多缺點(diǎn)：

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

b對(duì)于終端數(shù)量多的系統(tǒng)(如：負(fù)荷管理系統(tǒng))，主機(jī)輪詢所有端口的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，很難滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。

c當(dāng)前置機(jī)上有某些端口發(fā)生故障時(shí)，相應(yīng)的報(bào)文就會(huì)丟失。

d當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)廠站增加數(shù)量較大時(shí)，只能依靠增加串口數(shù)量來(lái)進(jìn)行擴(kuò)充，不能通過靈活地增加前置機(jī)數(shù)量來(lái)達(dá)到擴(kuò)充要求，擴(kuò)充能力受到極大限制。

5 前置系統(tǒng)的運(yùn)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(tái)，可以任意擴(kuò)展為多臺(tái)。運(yùn)行切換模式不是簡(jiǎn)單地在主備間切換，而是細(xì)化到端口切換。這種運(yùn)行模式能克服以往數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的缺陷，讓每一個(gè)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(jī)或多機(jī)(雙設(shè)備或多設(shè)備)，稱為A，B，C……機(jī)(或A，B，C……設(shè)備)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前置機(jī)為雙機(jī)或多機(jī)配置(視終端數(shù)量而定)。無(wú)論遠(yuǎn)動(dòng)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(jī)相連，同時(shí)每臺(tái)前置機(jī)預(yù)留一定數(shù)量的端口做為備用。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，與RTU的主通道相連的前置機(jī)(下稱RTU值班前置機(jī))控制其主備通道的切換,由前置系統(tǒng)駐留在后臺(tái)機(jī)上的監(jiān)視進(jìn)程控制前置機(jī)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(shí)，各前置機(jī)將其運(yùn)

行性能(如：CPU占用率，內(nèi)存占用率等)送往后臺(tái)機(jī)監(jiān)視進(jìn)程,監(jiān)視進(jìn)程比較各前置機(jī)性能狀況進(jìn)行合理的端口切換，使各前置機(jī)的性能均衡，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的動(dòng)態(tài)分配，達(dá)到真正意義上的負(fù)載均衡。某一RTU的值班前置機(jī)統(tǒng)計(jì)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(jī)和RTU通信故障時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行通道切換或前置機(jī)值班端口的切換。當(dāng)某一前置機(jī)發(fā)生故障時(shí)，此前置機(jī)上所有的值班端口都被切換到其它正常的前置機(jī)上。

新型的前置采集系統(tǒng)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

a實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備及通道性能，動(dòng)態(tài)切換端口及通道，實(shí)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(yùn)行，充分利用資源，提高了運(yùn)行效率，很好地滿足了實(shí)時(shí)性要求。值班方式細(xì)化到端口，使系統(tǒng)運(yùn)行更靈活。

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

d系統(tǒng)運(yùn)行靈活，不僅能應(yīng)用于負(fù)荷管理系統(tǒng)(LMS)，同時(shí)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(jì)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(yǔ)

新型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模式具有更加靈活，合理的運(yùn)行切換方式，不僅滿足了負(fù)荷管理系統(tǒng)可靠性、可維護(hù)性、可擴(kuò)充性要求，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，它為實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)一體化奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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