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摘要：隨著計算機及其網絡技術、通信技術、遠動技術的發(fā)展，為縣級電網調度自動化及其支撐平臺的發(fā)展提供了條件。本文總結了縣級電網調度自動化的發(fā)展過程及縣級電網調度自動化在山西省電力系統(tǒng)近10年來的應用情況，提出了以JAVA技術為核心的新一代廣義平臺的概念，介紹了新一代的縣級電網調度自動化的展望。

關鍵詞：縣級電網調度自動化應用發(fā)展JAVA技術

1發(fā)展過程

20世紀70年代的調度自動化系統(tǒng)是基于專用計算機和專用操作系統(tǒng)SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視、控制)系統(tǒng)，稱為第一代；80年代是基于通用計算機(VAX系列/VMS或PC/DOS)的EMS(能量管理系統(tǒng))，稱為第二代；90年代則是基于RISC/UNIX(或PC/Windows)的開放分布式EMS/DMS(能量管理/配電管理系統(tǒng))，稱為第三代。毫無疑問，每前進一步都與計算機及其操作系統(tǒng)的升級有著緊密聯(lián)系，但每一代的進步都有其各自的目標?？梢赃@樣說：第一代解決了調度員"一雙眼睛"問題，也就是說調度員可以借助調度自動化工具對電網運行監(jiān)視和獲取一般的現(xiàn)象及信息；第二代解決了調度員"一雙手"的問題，便于調度員對電網的一般性控制和獲取安全經濟運行的決策依據(jù)；第三代解決了調度員"一個大腦"問題，系統(tǒng)通過高級應用軟件的快速計算和實時智能分析，幫助調度員對電網深層把握，及時處理電網可能發(fā)生的潛在問題，提供電網改造、擴展的技術依據(jù)。那么，山西省電網調度自動化的最初發(fā)展走了一條什么路呢？首先我們本著先進、實用、可靠的原則同生產廠家、科研院校等單位合作，摸索出一套適合我省農網系統(tǒng)實際情況的技術發(fā)展方向。由于當時的計算機發(fā)展水平和合作單位的技術水平有限，其中成功運用的自動化系統(tǒng)也存在不少明顯缺陷。我們以抓縣調自動化系統(tǒng)實用化為龍頭，調集省內各地市專業(yè)人員集中對已完工的系統(tǒng)進行技術測試、評價，與研制單位一起解決了許多系統(tǒng)中存在的缺陷。90年代初投運的懷仁、永濟兩個縣調系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)配置簡單，分站采用的是8位單片8085CPU的RTU，主站采用以80286個人微型計算機為主的三合一單機系統(tǒng)，但這兩套系統(tǒng)運行指標完全滿足部頒實用化要求。懷仁、永濟縣調自動化系統(tǒng)的實用化，為我省實現(xiàn)縣調自動化做出了樣板，同時也培養(yǎng)了一批精通專業(yè)、有責任心的專業(yè)人員。為以后我省縣調自動化的快速發(fā)展奠定了基礎。隨著計算機技術的發(fā)展，調度自動化設備的技術水平也進入了快速發(fā)展階段，我們充分抓住了計算機技術發(fā)展給調度自動化工作帶來的機遇，清醒地認識到懷仁、永濟模式存在功能單一、可靠性差等缺陷。及時把先進、成熟、功能齊全的系統(tǒng)作為我省縣調自動化系統(tǒng)方案制定、設備選型的技術指導原則，建設了一批方案合理、技術先進的縣調自動化工程。設備配置方面，在當時國內對交流采樣與直流采樣優(yōu)劣爭論較大的情況下，我們果斷把交流采樣確定為縣調自動化采樣方式；在資金十分困難的情況下，把認為較為鋪張的雙前、雙后調度主站結構確定為縣調調度主站的基本模式；1995年根據(jù)計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展前景，把Windows選定為主站操作系統(tǒng)?，F(xiàn)在看來帶有明顯超前意識的主要技術原則的制定及運用，為絕大多數(shù)縣調自動化系統(tǒng)有較突出的技術先進、功能適用和合理的使用壽命起到了決定性作用。保證了縣調自動化裝備水平與國內先進技術水平的同步。

2系統(tǒng)應用

近幾年，電網的發(fā)展對調度自動化系統(tǒng)提出了更多、更高的要求，變電所綜合自動化、無人值班變電所的實現(xiàn)，使調度自動化系統(tǒng)成為集電網測量、控制、保護、經濟運行、指標考核等多方面的綜合性管理系統(tǒng)。

縣調自動化系統(tǒng)是一個技術不斷發(fā)展、功能不斷擴充的系統(tǒng)，在發(fā)展中總會碰到新的問題，現(xiàn)行的一些標準已明顯不能滿足實際的需要。工程實施中常常碰到系統(tǒng)滿足實用化指標，但不能滿足實際要求。如：通道不可靠、監(jiān)視不完善(煙火報警、發(fā)熱部位溫度、視頻系統(tǒng)等)、一次設備開關機構分合不可靠等。那么新一代電網調度自動化的目標是什么？隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，縣級電網調度自動化已經成為縣級電力企業(yè)的"心臟"，這就是說：未來的縣級電網調度自動化將起一個心臟的作用，縣級電力企業(yè)的活力就決定于它，如提高縣級電網本身安全經濟分析能力和負荷預測的準確度，為未來的數(shù)字化電網打基礎等。總之，新一代縣級電網調度自動化對電網的運行作用越來越大，而對計算機及其網絡技術、通信技術的依賴性也越來越強。

3新技術的展望

(1)組件化技術的發(fā)展：

隨著計算機技術和現(xiàn)代通信技術的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化軟件正在興起網絡化、組件化浪潮，從廠站側間隔級的過程總線到主站側的電力企業(yè)集成總線將全面組網和互聯(lián)，IT界流行的公共對象請求體系結構(簡稱CORBA)、企業(yè)級Java組件(簡稱EJB)、分布式組件對象模型(簡稱DCOM)和基于簡單對象訪問協(xié)議(簡稱SOAP)的XML(可擴展標記語言)WebServices等組件模型開始用于電力系統(tǒng)自動化的解決方案。特別是IEC61970標準的出臺使分布式、組件式的調度自動化系統(tǒng)必將成為未來發(fā)展的方向。

(2)Linux操作系統(tǒng)的興起：

自由軟件的蓬勃發(fā)展造就了Linux這一操作系統(tǒng)的誕生，它的出現(xiàn)削弱了微軟Windows操作系統(tǒng)的霸主地位。Linux具有良好的開發(fā)性和穩(wěn)定性，它采用的是Unix操作系統(tǒng)的內核，而且它的源代碼是公開的。從安全角度講Linux比Windows更具安全性，因此資深的系統(tǒng)安全分析家肯定地認為Linux是目前乃至未來5年最安全的操作系統(tǒng)，這可能也是我國政府加大發(fā)展有自主知識產權的Linux操作系統(tǒng)的出發(fā)點之一。電網調度自動化系統(tǒng)是一個實時系統(tǒng)，Linux的運用無疑為系統(tǒng)的穩(wěn)定性下了一個定心丸。

(3)Java的優(yōu)點：

Java優(yōu)秀的平臺有無關特性。Java的平臺無關性，是指在某種操作系統(tǒng)(如Windows)中書寫編譯得到的Java字節(jié)碼文件可以不加修改地在其它操作系統(tǒng)(如Linux、Unix)中運行。這一特性無論對于開發(fā)者還是用戶都具有非同尋常的意義。

Java不同于C++等其它面向對象的語言特色。從數(shù)據(jù)結構中取消了C++語言指針結構；在多線程支持和安全性等方面已優(yōu)于C++，大大降低了系統(tǒng)發(fā)生異常的可能性，有效地保證了電力調度自動化系統(tǒng)的可靠性；其內置的內存垃圾自動回收機制有效地解決了曾令程序員頭疼的系統(tǒng)內存泄漏問題；Java以其優(yōu)秀的類似于CORBA的RMI接口，使得開發(fā)分布式應用系統(tǒng)變得十分簡單，從而為實時性要求較高的計算任務分攤在幾個Java虛擬機上運行提供了較為簡單的方案，并對未來實現(xiàn)國際電工委員會的IEC61970系列規(guī)約標準提供了實現(xiàn)的開放接口；有專門的類庫支持網絡通訊；Java強大的Internet功能，帶來的好處是通用性、標準化、低成本、低維護費和高度的可移植性。使得許多以往常規(guī)電力調度自動化系統(tǒng)的許多功能在用戶端的Web瀏覽器中實現(xiàn)，既簡化了操作、延伸了電力調度自動化系統(tǒng)的管理范圍，又大大減少了軟件的升級維護費用。

面向對象性。Java程序是由程序包組成，每個程序包包括類的定義，而類的定義是產生對象實例的模板，由屬性和行為組成。作為面向對象的語言，Java支持封裝性、多態(tài)性、繼承等概念。有效支持代碼的重用，提高代碼的開發(fā)速度，縮短軟件的開發(fā)周期。

用戶界面設計方面。由于Internet技術的發(fā)展和Java提供的界面控件的可插入觀感特性和布局管理特性等界面設計新思路，滿足了不同操作系統(tǒng)平臺上和不同屏幕顯示模式下用戶對界面控制元素現(xiàn)實行為的多種要求，提供了同一平臺上不同窗口系統(tǒng)的顯示(模擬Java界面風格、Windows界面風格和Motif界面風格)；不同顯示分辨率下界面控件的排布方式的管理，所有的系統(tǒng)顯示都是用于查看、修改、監(jiān)視和控制調度自動化系統(tǒng)功能執(zhí)行的web頁。這些特性可為現(xiàn)場監(jiān)控人員對界面風格的要求提供很大的靈活性。

基于Java多層構架的調度自動化體系結構。整個系統(tǒng)包括四層：客戶層，WebTop層，應用層和數(shù)據(jù)庫層?？蛻魧邮且粋€圖形用戶界面，提供應用接口，這層不直接訪問數(shù)據(jù)庫，客戶層只提供一個友好的人機界面，這使得客戶端成為一個真正的瘦客戶。WebTop層作為一個和緩沖，一個頂端的Web服務器用于存儲JavaApplet程序和靜態(tài)數(shù)據(jù)，并提供本地資源訪問的能力。應用層是多層結構中最重要的一層，它提供所有的事務邏輯處理功能，所有的數(shù)據(jù)庫訪問操作在這一層完成。數(shù)據(jù)層的功能是存儲數(shù)據(jù)，通常它采用關系型數(shù)據(jù)庫，但是隨著國際電工委員會滿足面向對象數(shù)據(jù)結構和訪問的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計和開發(fā)標準IEC61970系列的推出，將采用面向對象的數(shù)據(jù)庫結構(多層架構)。

4縣級電網調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展前景

新一代縣級電網調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展，應以IT技術的發(fā)展為基礎，滿足國際標準，兼具開發(fā)性與擴展性。從以上的技術角度分析，以Java作為開發(fā)工具的縣級調度自動化系統(tǒng)已成為可能，同時也符合未來縣級電網調度自動化系統(tǒng)的需求。

5結束語

本文對電網調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展和運用歷程進行了回顧，對新一代縣級電網調度自動化系統(tǒng)的未來需求和發(fā)展方向進行了有益的探索。隨著科學技術的不斷進步，縣級電網調度自動化系統(tǒng)也將日趨成熟完善，真正成為農網系統(tǒng)強有力的"心臟"。