智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)絡(luò)通信

智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)絡(luò)通信摘要：隨著電網(wǎng)通信系統(tǒng)智能化研究的深入，智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集集成平臺已得到越來越多的重視。，實現(xiàn)智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)內(nèi)部的逐漸融合，保證應(yīng)用前景的明朗，在一定的智能電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)支持下進行市場信息的有效收集與整理，保證具體應(yīng)用價值的有效挖掘，保證綜合因素作用下的技術(shù)研究不斷深入。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)引言電力信息技術(shù)在近年來得到不斷的開展壯大，人們在數(shù)據(jù)采集方面投入更多的精力。隨著信息采集領(lǐng)域研究的深入開展，相關(guān)的電力采集系統(tǒng)與電力采集部門也隨之建立。智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集集成平臺已得到越來越多的重視，很多企業(yè)在電力系統(tǒng)方面形成很多經(jīng)驗，電力企業(yè)的配電與數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已初具規(guī)模，為了考慮不同部門與不同層次群眾對于信息與數(shù)據(jù)的需求，需要從全局考慮進行統(tǒng)籌優(yōu)化，統(tǒng)一建設(shè)，系統(tǒng)規(guī)模要同數(shù)據(jù)信息的需求相適應(yīng)，在企業(yè)內(nèi)部提倡精細化的管理。智能配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)平臺建立是按照國家制定標準，形成一套有效的數(shù)據(jù)傳輸、控制與計算的系統(tǒng)，電力企業(yè)在電網(wǎng)建設(shè)中，不斷形成綜合統(tǒng)一的供電側(cè)、購電側(cè)、售電側(cè)的收集數(shù)據(jù)電網(wǎng)平臺，加強數(shù)據(jù)的采集能力與平臺的建設(shè)能力，提高智能配電網(wǎng)平臺設(shè)計的技術(shù)。Abstract：Withtheresearchofintelligentnetworkcommunication,peoplepaymoreandmoreattentionontheplatformofsmartdistributionnetworkofintegrationdataacquisition.Therealizationoftheintegrationofinternalcommunicationsystem,ensuringthefutureofthesystem.Collectingeffectivemarketinformationwiththesupportofthecommunicationbusiness.Makingsuretheeffectiveminingofapplications.Andmakesuretheresearchwillgoon.1數(shù)據(jù)的采集與傳輸模塊數(shù)據(jù)采集功能是由多個模塊、多個系統(tǒng)共同完成的一個局部，RTU在數(shù)據(jù)采集中發(fā)揮著重要的作用，RTU對已經(jīng)生成的數(shù)據(jù)進行必要的處理，讓這些處理得以適應(yīng)數(shù)據(jù)通道的需要，經(jīng)一些有效的傳輸通道，數(shù)據(jù)傳輸至主站，主站計算機系統(tǒng)在此時發(fā)揮作用，主站的計算機系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)變化及數(shù)據(jù)的相關(guān)性將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為工程量，這些經(jīng)轉(zhuǎn)換成工程量的數(shù)據(jù)被提供應(yīng)供人機之間相互聯(lián)系的子系統(tǒng)，然后在經(jīng)子系統(tǒng)輸送給調(diào)度的運行人員。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)主要是遠方數(shù)據(jù)中的脈沖量、數(shù)字量與模擬量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也可稱為電度量、遙信量與遙測量。分析不同類別的數(shù)據(jù)類型所含有的內(nèi)容，模擬量的數(shù)據(jù)主要是由關(guān)于電流、電壓、無功功率的相關(guān)數(shù)據(jù)組成，RTU在一個相當短的周期內(nèi)對這些模擬量的數(shù)據(jù)進行掃描，如果出現(xiàn)局部量的檢測值與之前存在檢測值之間的差超過一定的范圍，那么新的量會被發(fā)送至主站。遙信量的主要內(nèi)容為保護、隔離開關(guān)等狀態(tài)的信息，利用RTU進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)遙信量出現(xiàn)變化時，這些存在的新的值就被發(fā)送至主站。人們通常檢測的脈沖量是指由脈沖的電度表量測到的電度量，這些量測的脈沖量發(fā)送至主站時需要對其進行累加，保證電度量是在可用的范圍內(nèi)。整個系統(tǒng)需要對刀閘、遙控的開關(guān)進行相應(yīng)的遙控操作，及時進行操作，并對生成的內(nèi)容進行記錄。2數(shù)據(jù)采集過程A/D轉(zhuǎn)換電路無可調(diào)電阻對零點和滿量程進行調(diào)整,系統(tǒng)的零點和滿量程是通過軟件進行整定的。選擇A/D轉(zhuǎn)換通道、啟動A/D轉(zhuǎn)換、將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果存入雙口RAM均不占用CPU時間,全部由硬件邏輯電路完成。(3)采樣時間由硬件計數(shù)器發(fā)出,無需CPU定時中斷采樣。而且計數(shù)器的計數(shù)值用實際測得的電網(wǎng)頻率修正。(4)CPU通過監(jiān)測雙端口RAM的地址來獲得每周波采樣是否結(jié)束,然后提取雙口RAM中的所有采樣值,以便進行下一次數(shù)據(jù)采集。(5)CPU只負責模擬量的誤差修正,模擬量的計算處理、數(shù)據(jù)的發(fā)送通信。數(shù)據(jù)采集流程圖3網(wǎng)絡(luò)通信(NetworkCommunication)：要求針對智能電網(wǎng)各個關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用和操作器的網(wǎng)絡(luò)通信需求，實施和維護適宜的平安和訪問控制手段。該領(lǐng)域覆蓋電力專網(wǎng)和公共網(wǎng)絡(luò)智能電網(wǎng)劃分為7個領(lǐng)域，這7個領(lǐng)域是：用戶、電力市場、電力市場的運行和操作者、供電、運行、輸電和配電。其中，供電部門為終端用戶提供供電效勞；用戶不僅是電力系統(tǒng)的終端用戶，也能夠參與發(fā)電、輸電和管理電能的使用，主要分為三類：居民用戶、商業(yè)用戶、工業(yè)用戶；大容量發(fā)電單位既能發(fā)電也可儲電。這7個領(lǐng)域覆蓋電力行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，每個領(lǐng)域和子領(lǐng)域中的執(zhí)行單元〔軟件、硬件設(shè)備和系統(tǒng)〕通常需要通過網(wǎng)絡(luò)與其他域的執(zhí)行單元進行交互。因此，網(wǎng)絡(luò)平臺在智能電網(wǎng)中起著關(guān)鍵的支撐作用，它用于連通智能電網(wǎng)各個領(lǐng)域。圖為智能電網(wǎng)的概念參考圖，該圖只是一個概念參考模型，并不是實際的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，因此，雖然圖中網(wǎng)絡(luò)連接的7個域跨越不同的平安區(qū)，但并沒有指明網(wǎng)絡(luò)隔離元素。圖為智能電網(wǎng)的概念參考模型3智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)智能電網(wǎng)是復雜系統(tǒng)的互聯(lián)，這也決定了其網(wǎng)絡(luò)支撐平臺是多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上具有復雜性，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上具有多樣性，在平安管理、端到端的一致性等方面具有挑戰(zhàn)性。智能電網(wǎng)的不同域因為業(yè)務(wù)需求的不同，對底層網(wǎng)絡(luò)通信的要求也有不同，因此，迫切需要從智能電網(wǎng)不同領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)與通信需求出發(fā)，對各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行分析和定位。表1針對智能電網(wǎng)各領(lǐng)域需求，結(jié)合當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展和應(yīng)用現(xiàn)狀，對智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系進行了梳理。4智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)絡(luò)通信平臺邏輯架構(gòu)：根據(jù)采集平臺與業(yè)務(wù)應(yīng)用別離的原那么，智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺以數(shù)據(jù)采集為主，對采集的數(shù)據(jù)進行合理存儲，并為不同業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供標準的數(shù)據(jù)效勞。平臺邏輯架構(gòu)如下圖，由通信效勞、數(shù)據(jù)庫、終端裝接應(yīng)用、模型構(gòu)建及同步接口、根本應(yīng)用、數(shù)據(jù)效勞組成。通信效勞：由負責偵聽通信報文、提供報文轉(zhuǎn)發(fā)及緩存功能的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)、負責通信調(diào)度和流量監(jiān)控等業(yè)務(wù)的通信前置機系統(tǒng)、負責對報文進行封裝和解析的業(yè)務(wù)處理器等組成。數(shù)據(jù)庫：負責數(shù)據(jù)的存儲，包含模型數(shù)據(jù)、上報數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)。終端裝接應(yīng)用：負責所有終端安裝過程，包含通信參數(shù)的配置和通信調(diào)試、參數(shù)下發(fā)、任務(wù)下發(fā)等。根本應(yīng)用包含通信直通型應(yīng)用〔主要是提供相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)直接調(diào)用通信效勞與終端進行通信的接口〕、采集定制型應(yīng)用〔主要是提供相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)向平臺訂制數(shù)據(jù)效勞的接口〕、通信參數(shù)管理型應(yīng)用、采集質(zhì)量保障型應(yīng)用〔包含工況監(jiān)視、漏點補召等〕、數(shù)據(jù)加工分析型應(yīng)用〔數(shù)據(jù)采集后做根底加工，提供加工數(shù)據(jù)給相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)〕。數(shù)據(jù)效勞：平臺提供直取數(shù)據(jù)、克隆數(shù)據(jù)、訂制數(shù)據(jù)3種類型的數(shù)據(jù)效勞。平臺的數(shù)據(jù)效勞采用面向效勞〔SOA〕的體系架構(gòu)，結(jié)合企業(yè)級數(shù)據(jù)總線〔ESB〕的設(shè)計理念，為各個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供協(xié)議無關(guān)、平臺無關(guān)、松散耦合、一致高效的數(shù)據(jù)效勞。數(shù)據(jù)效勞的邏輯架構(gòu)由協(xié)議適配及總線、授權(quán)與認證、數(shù)據(jù)效勞請求正確性與完整性甄別、數(shù)據(jù)效勞請求排隊、數(shù)據(jù)效勞請求調(diào)度、數(shù)據(jù)效勞請求分發(fā)、數(shù)據(jù)效勞分類提供等組成。結(jié)語：在智能通信平臺的整頓下，保證程序系統(tǒng)的發(fā)、輸?shù)裙ば虻碾娔苷{(diào)度環(huán)節(jié)貫穿于整體結(jié)構(gòu)之中，在全電壓等級的、可持續(xù)電網(wǎng)的、均衡開展體系的維持下，保證電網(wǎng)平安運行的強調(diào)成效。同時，注意智能技術(shù)的發(fā)揮，進行控制系統(tǒng)以及各個結(jié)構(gòu)的綜合運行機能高效操控。在科學、合理的規(guī)劃統(tǒng)一標準下，智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)處于相對成熟、平安、可靠的控制手段下，能夠借助網(wǎng)絡(luò)通信平臺的終端控制效果進行承載和延伸。這種總體電網(wǎng)通信管理的手段，主要是在允許一定智能經(jīng)驗的分析后，對電網(wǎng)線路進行合理安排，達成不同單元聯(lián)系功能全面發(fā)揮，共同促進整體通信電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及平安。參考文獻[1]閃鑫，趙家慶，張劍，等．基于三態(tài)數(shù)據(jù)的電網(wǎng)在線綜合故障診斷[J]．電力系統(tǒng)自動化，2012，36(23)：78．81．SHANXin，ZHAOJia-．qing，ZHANGJian，eta1．0n—linecomprehensivefaultdiagnosisofpowergridbasedonthree—statedata[J]．AutomationofElectricPowerSystems,2012．36(23)：78—81．[2]錢誠，王增平，張晉芳．基于同步相量測量的廠站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析新方法【JJ．電力系統(tǒng)保護與控制，2011，39(17、：80．-86．QIANCheng，WANGZeng-ping，ZHANGJin—fang．Anovelsubstationtopologyanalysisalgorithmbasedonsynchronizedphasormeasurement[J]．PowerSystemProtection