通訊管理機(jī)研發(fā)報(bào)告

PAGEWJQ通訊管理機(jī)研發(fā)報(bào)告文件編號保密級別總頁數(shù)編制變更日志編號版本修改內(nèi)容修改人修改日期1V1.00定稿。目錄TOC\o"2-3"\h\z\t"標(biāo)題1,1"1系統(tǒng)研制背景 11.1變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展已成熟 11.2目前各系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在問題 12系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo) 22.1面向?qū)ο蠓植际较到y(tǒng)需求 22.2提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 22.3一體化五防功能 22.4開放式設(shè)計(jì)，資源共享，方便使用維護(hù) 22.5要保證系統(tǒng)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力 22.6應(yīng)具備靈活的可擴(kuò)展性和適應(yīng)能力 33系統(tǒng)研制過程 43.1重視需求分析，科學(xué)制定總體方案 43.2加強(qiáng)過程控制，確保開發(fā)質(zhì)量 44系統(tǒng)功能特點(diǎn) 54.1完整解決方案 54.2分層分布式結(jié)構(gòu) 54.3模塊化結(jié)構(gòu) 54.4網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì) 55系統(tǒng)應(yīng)用前景 6WJQ通訊管理機(jī)研發(fā)報(bào)告第2頁/共7頁1系統(tǒng)研制背景1.1變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展已成熟近年來,計(jì)算機(jī)芯片及網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的不斷采用,從根本上改變了傳統(tǒng)變電站二次設(shè)備的基本面貌,全數(shù)字化的設(shè)備、以網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的系統(tǒng),輔以成熟的調(diào)度自動化系統(tǒng),正在不斷地提高變電站運(yùn)行的自動化程度和可靠性,從原來的分部分的變電站設(shè)備及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測發(fā)展到整個變電站設(shè)備監(jiān)控的集成的自動化系統(tǒng),已基本做到了自動化應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能,即不再是好看不好用的花架子,而是真正可以解決和滿足生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題和需要,無人值班變電站及變電站自動化系統(tǒng)已基本被用戶接受并使用。1.2目前各系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在問題在實(shí)際應(yīng)用中,不同產(chǎn)品的接口問題，抗干擾問題，傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇問題，開放性問題，安全性問題仍然是目前變電站自動化中存在的幾大主要問題，國內(nèi)外各個廠家都有不同特點(diǎn)的系統(tǒng),基本上都能滿足自動化系統(tǒng)的運(yùn)行要求,但基本而言，沒有幾個廠家的系統(tǒng)能解決上訴所有問題。加之地域的差別，有的變電站用戶專業(yè)水平較低等特點(diǎn)，因而系統(tǒng)就要求具備更好的人機(jī)界面，操作更為簡便，更多的滿足用戶進(jìn)行內(nèi)部業(yè)務(wù)管理需求。2系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)2.1面向?qū)ο蠓植际较到y(tǒng)需求面向?qū)ο蟮姆植际较到y(tǒng)，即一個單元對一個對象，每一根進(jìn)線、每一根出線、每臺變壓器、電容器等都可作為對象。這是一種真正的全分布式的變電站綜合自動化系統(tǒng)，它打破了原有二次設(shè)備的功能界限，根據(jù)變電站綜合自動化的要求重新組合。這種面向?qū)ο蟮姆植际较到y(tǒng)是今后的發(fā)展方向。它具有以下特點(diǎn)：系統(tǒng)可靠性大大提高，局部故障不影響系統(tǒng)運(yùn)行；模塊間相對獨(dú)立，互相影響?。粩?shù)據(jù)共享性好；系統(tǒng)運(yùn)行效率高；多功能的綜合控制方式，使得設(shè)備的運(yùn)行管理十分簡單，維護(hù)量少；抗干擾能力強(qiáng)；可擴(kuò)展性好；站內(nèi)二次設(shè)備所需電纜大大減少，節(jié)約投資。2.2提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)站控層提供雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可選用光纖網(wǎng)絡(luò)；間隔層所有設(shè)備采用雙以太網(wǎng)總線，通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)間隔層與變電站層聯(lián)系，具有比較好的可靠性和靈活性。有效地保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性；通信協(xié)議采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，可方便地實(shí)現(xiàn)不同廠家的設(shè)備互連；可選用光纖組網(wǎng)，增強(qiáng)通信抗電磁干擾能力；提供遠(yuǎn)動通信功能，可以不同的規(guī)約向不同的調(diào)度所或集控站轉(zhuǎn)發(fā)不同的信息報(bào)文；利用GPS，支持硬件對時(shí)網(wǎng)落，減少了GPS與設(shè)備之間的連線，方便可靠，對時(shí)準(zhǔn)確。2.3一體化五防功能五防系統(tǒng)與SCADA在一臺機(jī)器上，模塊化五防軟件和操作票系統(tǒng)作為監(jiān)控系統(tǒng)的一個節(jié)點(diǎn)，一體化五防要求五防的圖形系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控系統(tǒng)一，接受由監(jiān)控系統(tǒng)傳來的斷路器及刀閘信號，實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備的綜合五防功能。系統(tǒng)提供完善的一次/二次票功能，支持操作票多模板設(shè)計(jì)，操作票模板設(shè)計(jì)非常靈活。2.4開放式設(shè)計(jì)，資源共享，方便使用維護(hù)開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，借助于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)外各子系統(tǒng)、裝置的信息交換，WJQ通訊管理機(jī)不僅支持各種電壓等級變電站所需的保護(hù)、監(jiān)視、控制功能，還提供變電站自動化所需的各種高級應(yīng)用功能，如，高壓變電站中所需的故障信息、錄波信息分析和處理功能，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.5要保證系統(tǒng)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力變電站安全運(yùn)行是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，為此，在考慮系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)時(shí)，要分清主次并能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功能的冗余配置。系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)應(yīng)相對獨(dú)立，一旦系統(tǒng)中某部分出現(xiàn)故障，應(yīng)盡量縮小故障影響的范圍并能盡快修復(fù)故障。各子系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立的故障自診斷和自恢復(fù)功能，任一部分發(fā)生故障時(shí)，都應(yīng)及時(shí)在監(jiān)控系統(tǒng)主界面給出聲光警告提示。2.6應(yīng)具備靈活的可擴(kuò)展性和適應(yīng)能力隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，每年有不少新建變電站要設(shè)計(jì)、建設(shè)和投產(chǎn)，并有大量各式各樣的老站需要改造。這些站由于投資水平的不同，在電力系統(tǒng)中的地位和設(shè)備水平各不相同，因此要求配電自動化系統(tǒng)能夠根據(jù)配電站不同的要求進(jìn)行靈活的組建和配置。

3系統(tǒng)研制過程2012年12月，南京WJQ自動化控制系統(tǒng)有限公司開始啟動WJQ通訊管理機(jī)建設(shè)項(xiàng)目，經(jīng)過大量的調(diào)研和認(rèn)真細(xì)致的需求分析，于2012年12月中旬確定系統(tǒng)總體建設(shè)需求以及各功能模塊需求。2012年12月底系統(tǒng)進(jìn)入了正式研制軟件工程階段，并主要分為界面改進(jìn)、內(nèi)部通訊改進(jìn)、事故追憶模塊、雙網(wǎng)通訊、五防操作票模塊等幾大任務(wù)分別開發(fā)；2013年4月經(jīng)過全面的測試與拷機(jī)，推出了系統(tǒng)的第一個版本；目前系統(tǒng)已全面完成各功能。在系統(tǒng)研制應(yīng)用過程中，我們嚴(yán)格按照軟件工程的原理和方法對項(xiàng)目進(jìn)行管理，重點(diǎn)做了以下兩個方面的工作。3.1重視需求分析，科學(xué)制定總體方案考慮到變電自動化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，我們仔細(xì)甄別了各種數(shù)據(jù)存儲訪問的機(jī)制，包括數(shù)據(jù)文件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等，他們分別具有部署靈活、功能強(qiáng)大、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也各自存在明顯的缺點(diǎn)，最后我們根據(jù)變電自動化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)存儲的需求確定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫與實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫相接合的方案，這樣既能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，又不用擔(dān)心在歷史數(shù)據(jù)很多的時(shí)候數(shù)據(jù)訪問效率的問題。其次我們認(rèn)真分析了現(xiàn)有的已投入使用的其它廠家的電力自動化系統(tǒng)，通盤考慮，從整個系統(tǒng)的安全、業(yè)務(wù)邏輯、性能、并發(fā)性、數(shù)據(jù)一致性及與老式變電站二次系統(tǒng)無縫銜接過渡等方面綜合考慮；拿出了全新的設(shè)計(jì)方案，組織了電力專業(yè)技術(shù)人員、高校專業(yè)學(xué)者和一線業(yè)務(wù)人員與系統(tǒng)研發(fā)人員一起進(jìn)行了充分的交流和討論，使項(xiàng)目研發(fā)人員充分、全面理解了系統(tǒng)建設(shè)需求，確保系統(tǒng)投運(yùn)后，能充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)。3.2加強(qiáng)過程控制，確保開發(fā)質(zhì)量在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)階段，我們對項(xiàng)目進(jìn)行了全過程管理，重點(diǎn)把握影響系統(tǒng)質(zhì)量的系統(tǒng)需求審查、總體設(shè)計(jì)審查、軟件單元測試和系統(tǒng)集成測試、功能模塊評審等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，為減少設(shè)計(jì)偏差，確保系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全符合需求報(bào)告和初期制定的總體目標(biāo)，我們加強(qiáng)了概要設(shè)計(jì)的審查工作。通過對單元測試和集成測試兩個環(huán)節(jié)嚴(yán)格管理，有效地控制了系統(tǒng)的整體質(zhì)量。同時(shí)為保證團(tuán)隊(duì)整體的工作質(zhì)量和工作進(jìn)度，我們加強(qiáng)了項(xiàng)目計(jì)劃管理，對每項(xiàng)工作都制定了詳細(xì)嚴(yán)格的計(jì)劃，責(zé)任明確到人，并對計(jì)劃執(zhí)行情況及時(shí)檢查落實(shí)。保證了項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)度，有效地控制了開發(fā)成本。

4系統(tǒng)功能特點(diǎn)WJQ通訊管理機(jī)主要用于用戶站的計(jì)算機(jī)監(jiān)視、管理和控制。系統(tǒng)通過測控裝置、微機(jī)保護(hù)及站內(nèi)其它設(shè)備采集和處理變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，對變電站的參數(shù)自動監(jiān)視，按照運(yùn)行人員的指令和預(yù)先設(shè)定的條件對變電站進(jìn)行控制，為用戶站運(yùn)行維護(hù)人員提供配電站運(yùn)行和監(jiān)視所需的各項(xiàng)功能。減輕運(yùn)行維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。WJQ通訊管理機(jī)由業(yè)內(nèi)資深人員組成的團(tuán)隊(duì)，基于MicrosoftWindows操作系統(tǒng)，采用建立在ActiveX基礎(chǔ)上的32位C++及其它軟件的開發(fā)平臺，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，經(jīng)過多年的努力與實(shí)踐開發(fā)而成。系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定、易擴(kuò)展、適用性強(qiáng)、界面友好、功能完善、使用安全等特點(diǎn)。4.1完整解決方案保護(hù)裝置、測控設(shè)備和計(jì)算機(jī)監(jiān)控整體考慮，減少多余設(shè)備，功能分布更合理。所有設(shè)備之間無縫連接。4.2分層分布式結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，各層之間采用標(biāo)準(zhǔn)接口連接，任務(wù)分配合理，軟件架構(gòu)簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，能充分滿足現(xiàn)場不同環(huán)境及用戶特殊要求。4.3模塊化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，由主模塊及功能模塊組成，各功能模塊可獨(dú)立裝入和卸出，并可靈活組合，特別適用于當(dāng)今電力系統(tǒng)快速發(fā)展的需要。4.4網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，所有前置管理軟件、客戶機(jī)和服務(wù)器之間既可在同一臺計(jì)算機(jī)上連接，也可以通過局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程網(wǎng)連接，使系統(tǒng)能適應(yīng)不同類型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。5系統(tǒng)應(yīng)用前景WJQ通訊管理機(jī)使用十分方便，監(jiān)控界面設(shè)計(jì)直觀、科學(xué)且便于操作。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集配電站內(nèi)各類數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)變化情況，通過數(shù)字和圖形在計(jì)算機(jī)界面上動態(tài)直觀的反映出來，從而使用戶能隨時(shí)掌握整個變電站的運(yùn)行情況，達(dá)到了監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)期使用效果。系統(tǒng)可運(yùn)行于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，提供良好接口將系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)集成到企業(yè)內(nèi)部管理系統(tǒng)中，并能通過Web方式將關(guān)鍵告警、重要參數(shù)指標(biāo)等信息進(jìn)行展現(xiàn)。系統(tǒng)在各企業(yè)中的使用將有效的提高其電力運(yùn)行的安全水平，并加強(qiáng)其對于電能源使用的日常管理。 系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)如下：數(shù)據(jù)精度：測量量：綜合誤差：<0.5％遙測合格率：>99.99％開關(guān)量：遙信響應(yīng)率：100％遙控正確率：100％系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間遙測越區(qū)傳送：≤3秒遙測全系統(tǒng)掃描：3～8秒開關(guān)量變位反應(yīng)時(shí)間：≤1秒事故變位報(bào)警反應(yīng)時(shí)間：≤1秒控制命令：