基于Linux的电力自动化无人值班系统设计

　　【摘要】阐述了Linux的电力自动化无人值班系统构建，SCADA/EMS和SCADA系统，重点论述了服务器-客户端模型和Linux数据采集服务器，为系统的详细设计和应用提供了参考。
　　关键词：系统设计；无人值班；Linux；服务器
　　1系统构建
　　供电公司基于Linux的电力自动化无人值班系统构成如图1所示：

　　图1供电公司系统的构成
　　管理信息系统(MIS)是现代企业必不可少的管理工具。电力企业MIS中的各种功能子系统，如调度管理子系统，生产管理子系统，电量管理子系统等为工作人员提供各种与企业管理相关的信息。在电力系统实时运行中，SCADA系统是电力系统运行控制的核心。通过MIS和SCADA系统的集成，可以将SCADA系统采集来的实时数据以接近SCADA界面的形式显示在MIS系统中的客户机上，使得所有与系统运行相关的部门都能够方便迅捷地获得系统运行的最新信息，并通过简单的操作获得各种统计、分析结果。这对于电力系统的科学化运行管理，各部门有效的协同，具有非常重要的意义。
　　供电公司系统是在历史服务器与MIS系统间搭一网桥，采用双网（每台机器插两块网卡）结构，保证信息能高速可靠传输。在两个网都正常时，双网可以分流和平衡负荷，以保证两个网的流量均等，充分利用网络资源；当其中一个网工作不正常时，双网则起到备份作用，工作正常的网络将自动接管所有的网络通信工作，使通信能够正常进行。两块网卡中，一块同SCADA1连接，另一块同MIS系统连接。MIS系统中的各工作站通过网络访问Linux无人值班数据服务器。
　　2SCADA/EMS、SCADA系统
　　2.1SCADA/EMS
　　EMS(能量管理系统)支持平台由分布运行支持子系统、数据库管理子系统、图形和人机子系统、报表子系统、Web发布子系统组成。在新一代的电力自动化系统中，除了SCADA基本功能外，增加了许多被称为高级应用软件（PAS）的新功能，如状态估计、安全分析、在线潮流等，此外，还开发了调度员仿真培训系统（DTS）、调度管理信息系统（DMIS）以及自动发电控制与经济调度（AGC/EDC）功能。这样就成为了SCADA/EMS系统。目前，我国自主开发并在地调、网、省调投运的系统主要有:CC-2000、SD-6000、OPEN-2000。这些系统都采用RISC工作站和国际公认标准:操作系统接口用POSIX；数据库接口用SQL结构化访问语言；人机界面用OSF/MOTIF、X-WINDOWS；网络通信用TCP/IP、X.25等。
　　供电公司现有的SD-6000系统是电力部重点项目，由电自院南瑞系统控制公司和淄博电业局合作开发的具有统一平台的开放式分布式能量管理系统，1994年投运，1996年通过测试和鉴定。它被广大用户公认为是当前国内技术先进、功能强大、成熟性好、可靠性高的SCADA/EMS/DMS系统。
　　2.2SCADA
　　SCADA(SupervisorControlAndDataAcquisition)系统，即监测监控及数据采集系统。它可以实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的自动控制，对工艺流程进行全面、实时的监视，并为生产、高度和管理提供必要的数据。SCADA系统的主要结构包括远程控制单元RTU(RemoteTerminalUnit)、通讯网络及中心站。
　　3服务器-客户端模型
　　电力系统中的网络应用的是服务器－客户端模型，网络程序的主要执行过程如下：
　　（1）系统启动服务器执行。服务器完成一些初始化操作，然后进入睡眠状态，等待客户端请求。
　　（2）在网络的某台机器上，用户执行客户端程序。
　　（3）客户端进程与服务器进程建立一条连接。
　　（4）连接建立之后，客户端通过网络向服务器发出请求，请求某种服务。
　　（5）服务器接收到客户端请求后，根据客户端请求的内容进行相应的处理，然后将处理结果返回。
　　（6）服务器断开与客户端的连接，继续睡眠，等待其他客户端的请求。
　　在保定电力调度系统自动化中用户通过Windows客户端软件来访问数据和报表。Windows客户端应用程序通过与服务器建立联接，发送请求，然后等待Linux服务器返回所请求的内容。Linux服务器等待接收并处理客户端请求的应用程序。在接收到客户端的请求之后，根据请求的内容，向客户端返回所需的数据。Linux服务器为客户机提供数据的具体工作流程如图2：
　　图2面向连接套接字的工作流程
　　4Linux数据采集服务器
　　保定供电公司电力自动化系统服务器主要负责完成数据的采集、数据库的维护、原始数据的预处理和统计报表的生成。
　　4.1数据采集服务器的主要功能
　　从SCADA系统采集数据:
　　建立新数据库，用新数据库结构保存数据:
　　根据客户端用户要求检索;}传送数据:
　　提供电力系统数据曲线分析:
　　电力系统综合报表编辑:
　　电动化综合报表统计。
　　4.2数据采集和格式转换
　　在系统中心要使Linux月仗务器采集SCADA系统以文件格式发送的实时数据，则会用到FTP(FileTransferProtocol)即文件传输协议，它小仅是一种TCP/IP应用层协议，而且是一种服务，在应用中，它又是应用程序名。FTP用来在网络系统之间进行数据交换和文件传输，工作于客户机/服务器模式。FTP服务器的主要用途是提供文件的存储空间，目前Linux下的FTP服务器软件相当多，常见的有ProFTP,Wu-FTP(WashingtonUniversityFTPserver),VSFTP等。Wu-ftpd是目前最流行的一种免费FTP服务器软件，目前绝大多数的FTP站点都是由wu-ftpd来架设的，而wu-ftp如此流行的原因是因为它强大的功能。
　　5结论
　　本文对将Linux用于电力自动化无人值班系统的数据采集服务器中作了整体上的构建，完成了自动从SCADA采集数据让其在后台运行;服务器中对其进行初步的处理，实现了服务器/客户端的数据通信等功能。当然，将Linux真正用于无人值班系统还是一个循序渐进的过程，特别是在对实时数据的处理上还需要不断地完善，来满足客户端工作人员的需要，这些都需要进一步的工作。当然我国各供电公司的电力调度自动化系统并不完全相同，因此该系统在用于其它单位时，有些功能需要重新设计。
　　参考文献
　　[1]肖文鹏.高效架设RedHatLinux服务务器[M].天津:天津电子出版社，2003
　　[2]王永福，张伯明，孙宏斌，等.基于Linux的能量管理系统.电力系统自动化[J].2001(20):55~58
　　[3]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术[M].北京:中国水利水电出版社，2003
　　