電力負荷管理系統中前置系統的分析與設計

圖2 主備運行硬切換示意圖

方式三：主備運行軟切換

系統運行正常時值班機A及備機B均接收主通道a1及備用通道a2的上行報文，值班機A同時通過主通道a1轉發來自主站服務器的下行報文，備機B不進行下行報文的轉發。當通道a1故障時，備通道a2成為主通道，值班機A通過通道a2進行上下行報文的傳輸。當值班機A故障時，B機自舉成為值班主機，通過主通道a2進行上下行報文的傳輸，A機成為備機只接收主備通道的上行報文，截斷下行報文的傳輸。(切換示意圖如圖3所示)

圖3 主備運行軟切換示意圖

這種切換方式的優點是主前置機同時接收主備通道的上行報文，可同時監視兩個通道的運行性能，切換方法簡單，易于實現。缺點是各前置機要同時處理各通道的傳輸數據，資源消耗較大。

以上三種前置系統運行方式均為主備運行方式是較傳統的運行切換方式，由于其控制過程簡單、明了,易于實現，所以至今在許多自動化系統中仍在采用，但這種運行方式也存在著諸多缺點：

a雖然有兩臺前置機，但只有值班主機在真正工作，備用機的資源沒有很好的利用，造成資源浪費。

b對于終端數量多的系統(如：負荷管理系統)，主機輪詢所有端口的時間會很長，很難滿足系統實時性要求。

c當前置機上有某些端口發生故障時，相應的報文就會丟失。

d當遠動廠站增加數量較大時，只能依靠增加串口數量來進行擴充，不能通過靈活地增加前置機數量來達到擴充要求，擴充能力受到極大限制。

5 前置系統的運行模式

新型前置系統不再單一地將各種設備劃分為主用和備用，設備的數量也不局限為兩臺，可以任意擴展為多臺。運行切換模式不是簡單地在主備間切換，而是細化到端口切換。這種運行模式能克服以往數據采集系統的缺陷，讓每一個設備都發揮作用并且被監視，系統冗余配置的雙機或多機(雙設備或多設備)，稱為A，B，C……機(或A，B，C……設備)。

數據采集系統前置機為雙機或多機配置(視終端數量而定)。無論遠動終端的傳輸方式是單通道或多通道都將其均衡地與各前置機相連，同時每臺前置機預留一定數量的端口做為備用。在系統運行過程中，與RTU的主通道相連的前置機(下稱RTU值班前置機)控制其主備通道的切換,由前置系統駐留在后臺機上的監視進程控制前置機端口的切換。系統示意圖如下：

當各設備均工作正常時，各前置機將其運

行性能(如：CPU占用率，內存占用率等)送往后臺機監視進程,監視進程比較各前置機性能狀況進行合理的端口切換，使各前置機的性能均衡，實現負載的動態分配，達到真正意義上的負載均衡。某一RTU的值班前置機統計通道的誤碼率和投退狀態選擇較好的通道作為傳輸主通道其它通道作為備用通道。當RTU的值班機和RTU通信故障時，系統將自動進行通道切換或前置機值班端口的切換。當某一前置機發生故障時，此前置機上所有的值班端口都被切換到其它正常的前置機上。

新型的前置采集系統具備以下優點：

a實時監視設備及通道性能，動態切換端口及通道，實現真正意義上的負載均衡。

b取消主備概念，所有設備均參與運行，充分利用資源，提高了運行效率，很好地滿足了實時性要求。值班方式細化到端口，使系統運行更靈活。

c不再局限于雙機運行方式，隨著終端數量增多，系統可“積木式”添加前置機數量， 打破傳統模式的擴充限制。

d系統運行靈活，不僅能應用于負荷管理系統(LMS)，同時也能滿足數據采集監控系統(SCADA)、電能量管理系統(EMS)、電能計量系統(TMR)、集控系統的需求，滿足系統一體化要求。

6 結束語

新型的數據采集系統模式具有更加靈活，合理的運行切換方式，不僅滿足了負荷管理系統可靠性、可維護性、可擴充性要求，同時也提高了系統的實時性。從長遠考慮，它為實現電力自動化系統一體化奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1] 陳朝新,卿前平.基于無線公網的大客戶電力負荷數據采集系統的設計.華東電力.2005.(7)..

[2] 呂少坤,韓福坤.重視前置機系統在電網調度自動化系統的作用.華北電力技術.2000.(6).

[3] 談蘇偉,陳謙昌,劉國定.廣東省能量管理系統前置機的特色.電力系統自動化.2000.(5)