分布式电力监控系统的研究与设计

分布式电力监控系统的研究与设计

摘要随着科技的进步，我国电力技术应用和管理水平越来越高，很多企业或者变电站都相继进行了电力监控系统的配置，但现目前很多电力监控主要以集中式电控系统为主，具有不稳定性、不方便性等缺点。为了使电力监控系统更加智能化，分布式电力监控系统的研究与设计势在必行。

关键词电力监控系统；分布式系统；研究与设计

1 集中式电力监控系统存在的问题

1.1 系统规模受到限制

集中式电力监控系统在系统规模上的瓶颈主要体现在以下方面：一是总线的负载和通信能力。由于不同的现场总线有不同的规范要求，这个因素制约了系统的规模；二是因为集中式电力监控系统的应用主要集中于SCADA的模块之上，而且严格的实时遥控性要求加大了系统的开销，系统规模也由上位机数据处理能力所决定；三是上下位机通信端口所具有的能力是一个需要考量的重要原因[1]。

1.2 远距离控制受限

即使在现场借助总线中继器，但是系统的通信有效距离仍然受到限制。为了远程监控能在电力监控系统中实现，通过常规网络的接入来扩大数据传输的有效的距离是一种有效的手段。采用这种方式，对数据监控、遥控指令以及报警信息的优化是一个问题。换言之，采用网络协议来对网络进行编程，要想实现也需要巨大的工作量才能顺利完成，所以应思考怎样保证系统运行的可靠性与稳定性，这是一个亟待解决的问题。

1.3 监控系统性能和应用存在明显问题

集中式电力监控系统自身所在的进程内具有应用逻辑，存在多方面的问题，包括稳定性差、容错能力不强、执行效率较低等，这些问题虽然可以采用相关技术进行一定程度的改善，但与分布式系统相比完全处于劣势，存在扩展性较差、系统不可靠等缺点。另外，从历史方面的应用来看，集中式电力监控系统一般而言都是自成体系，但是随着电力监控系统的发展，怎样在电力监控系统的基础之上实现EMS与MIS进行数据的互换，尤其是最为关键的元级数据互换，也是当前需要解决的问题之一[2]。

2 分布式电力监控系统的设计

2.1 设计思想

EMS是电力监控系统中的重要组成部分。EMS是为电力监控中心提供数据

监控、数据采集以及数据优化的一套能量管理系统，并且它还能够为市场提供安全服务、分析服务以及交易服务。EMS系统的应用目的是为了用最小的成本来为电力监控系统提供最大的安全保障。为了用户能够长远使用，在设计分布式电力监控系统要把握以下方面：一是保证系统运行的可扩展性和可载体性；二是保证系统具有可靠性好、容错率强、可负载量大的优点；三是能够保证电力企业中MIS与EMS进行数据交换，达到资源共享的目的；四是在面对远程监控时，要完全具备进行复杂工程运算能力；五是对电力监控系统的兼容性的保证；六是要满足电力监控系统对实时监控、提升运行效率以及稳定性的要求[3]。

2.2 系统设计

（1）系统结构

分布式电力监控系统的结构主要包括以下方面：一是应用层。在电力监控系统之内，在系统请求服务的基础上完成特定功能，保证系统能在独立的状态下运行；二是SCADA系统。即数据采集与监视控制系统，将上位机与现场总线进行直接连接，实现数据采集与测量等功能；三是监控系统的服务层。为系统基础应用服务；四是监控系统的网络层、硬件层以及系统操作层。

（2）对关键节点进行抽象

系统节点在可能承担的任务基础之上，有如下方面的区分：一是数据采集节点。在SCADA系统的运行基础上，对于报文（message）的解包和装配、接收与发送，对本地紧急情况进行处理。再与现场总线进行连接之时，类似集中式电力监控系统中上位机所具有的SCADA系统功能，此外还增加了CORBA系统接口；二是，节点监视。监视模块运行时，对电力运行系统的子站进行监控，该情况下报文（message）不能下发。依照不同的配置情况，主要分为现场监控站、远程监控站以及广域网（web）监控站，并根据不同的需要来运行网管和模块；三是数据库和应用服务器[4]。对事物和数据库交互进行处理，对电力企业的应用逻辑进行处理；四是广域服务器（web服务器）。为电力监控系统提供接口方面访问。因为所采用的是分布式电力监控系统设计，可根据不同电力系统的不同应用规模选择在一台主机或者多台主机上运行系统，具有适应能力强的优势。

2.3 系统服务设计

分布式电力监控系统服务是系统功能实现的基础，即作为CORBA的对象，可在系统的任何节点中运行，并且在运行过程中对用户完全透明，主要担任电力监控系统中提供具体应用功能和基础功能的重要角色。系统服务的存在，使电力监控能够更好地将自己的能力进行扩展，使软件的热插播特性能更好地在系统中具备，此外系统服务与电力企业应用服务技术的发展趋势相吻合。分布式电力监控系统中主要服务类型如下：一是系统名字服务。在CORBA的基础上命名，这是电力监控系统名字服务的核心内容，它不仅实现了CORBA到工程对象映射，还起到了维护的作用。通过CORBA对系统的名字服务来进行工程对象的定位，对于系统模块的维护和服务具有重要作用；二是系统数据服务。系统数据服务是

建立在CORBA事件服务基础之上的数据服务，包括实时数据服务和持久性数据服务两种类型。其中，实时数据服务以数据检索的形式为用户提供定制的实时检索信息；持久性数据服务是指对数据库的控制和维护，并从中抽取用户所需要的数据，再为用户提供数据传输服务[5]。

3 结束语

总而言之，分布式电力监控系统为电力企业的监控发展指明了方向，与集中式电力监控系统相比它具有监控能力灵活、可靠性强以及使用更为便捷的优势，应当在电力企业中得到广泛的推廣使用。

参考文献

[1] 唐瀚，史浩山.分布式电力监控系统中安全问题的研究与实现[J].电讯技术，2004，44（4）：107-111.

[2] 彭雷.分布式电力监控系统精确对时的研究与实现[D].重庆：重庆理工大学，2016.

[3] 高建军，吴健. CORBA服务在分布式电力监控系统中的应用[J].计算机应用与软件，2005，22（5）：130-132.

[4] 梁竹靓，石超.基于CORBA技术的分布式电力监控系统的设计[J].广西电力，2007，36（6）：67-70.

[5] 高建军，吴健.CORBA服务在分布式电力监控系统中的应用[J].计算机应用与软件，2005，22（5）：130-132.