负荷控制系统总体设计

【摘 要】电力系统的管理方式主要是运用辐射的分散用户集中管理，主要分为三个分系统：前置机系统、操作机系统和用电信息分析处理系统。在网络上则运用标准的以太网形式，在内部则是运用星形方式，这样可以保证整个网络结构的稳定性，利于扩大，而且分工明确，便于操作和管理。

【关键词】前置核心处理机；后台负荷操作机；用电信息分析

电力负控系统现在已经在全国普遍推广使用，这种管理方式的出现主要是缓解我国的供电紧张局面，落实好计划用电的策略。此系统可以监测、控制用户的具体用电情况，根据具体情况制定方法让用户尽量避免在高峰期用电，这样可以提高我国的经济效益。所以，这种系统设置了各种各样的功能来完成监控工作。此系统的主要功能有：负荷监控和用电管理，同时还要为调度管理中心和用电管理信息系统等的资源共享保留可扩充的接口。

1 系统组成

本系统主要由以下几个分系统组成：前置核心处理机分系统（简称前置机）、后台负控操作机分系统（含一次接线图子模块，简称操作机）、用电信息分析处理分系统。下面简述各个模块的主要功能组成。

1.1 前置核心处理机分系统

前置机分系统是整个系统的核心部分，单独的前置机程序的连续正常运行是系统最小运行条件。按照负控系统实用化验收标准，前置机的主要功能可分为基本功能和扩充功能两部分：l）基本功能包括负控数据定时自动采集（召测）与数据库录人、负控数据即时补召（补测）功能网络通讯任务调度与传输（即时遥测遥信遥控与通话等后台指令）、自我主备状态监视与切换、全网或组的即时巡测、即时全网对时，除此以外还必须设计灵活配置有关定时和即时巡测、终端监视等方式的模块，以及有线无线通讯的无缝结合；2）扩充功能包括负控终端用户用电情况的监视（以动态棒图和曲线方式）与记录、终端通信状况统计（缺测、误码、停电、参数丢失、通话申请）、网络状态监视、面向管理员的开放的调试界面与自动排错功能、限电方案等。

另外，前置机还有一个重要功能就是充当各工作站（操作机）与终端通讯的转发器，当操作机通过前置机对负控终端进行遥控、遥调等负控操作时，返回的数据首先进人前置机，前置机将所有返回数据转发给操作机，由操作机对数据进行相应处理。原则上前置机不处理分析转发的下行或上行信息，但需要动态显示转发指令的来源（哪个工作站）、时间（本机）、结果（通讯回令状况）等信息。前置机把所有到中断的指令进行负控描绘后，按照优先级排队来处理。根据操作对象的通讯性质不同，建立三个排队：有线、无线、有线中继，这三个排队除了低层的通讯操作不同，工作的原理完全一样。然后经多信道处理后，反馈回操作机。如果前置机的信息为“不执行”，则经“任务取消”后，返回操作机。另外，如果出现其他故障，则跳出此循环，如图1所示。

图1 前置机处理数据的过程

1.2 操作机分系统

作为各类工作站的主要操作和管理平台，操作机分系统在整个电力负荷监控管理系统中是极其重要的组成部分。操作机是实现各项电力负荷监控功能的核心模块，对负荷控制终端遥控、遥调、设置、中继站操作、智能表设置与查询等指令都集成于其中，同时它还包括了部分系统管理功能如终端（用户）档案管理、负荷数据曲线等，它是用户最常使用的操作工具。

操作机若想完成某一负控功能必须以前置机为中继，首先根据操作员指令和输人的数据利用规约处理DLL，形成一定的指令码，将该代码发给前置机，再通过调制解调器经无线信道发送到终端；终端接到该指令后，作出相应动作；反馈信息经相反的次序返回，体现到操作机。的屏幕上。为向前置机发送代码及接收其上传信息，最可行的方法就是利用TCP/IP协议通过网络实现。

1.3 用电信息分析处理分系统

该模块担负着体现系统真正价值的任务，依托于负控数据库中的基本完备的内容，对其进行汇总、分析与计算，一方面建立灵活的数据组合查询机制，另一方面实现统计电费、同期负荷分析、母线平衡分析等关系到提高用户经济效益的具体分析功能。

用电信息分析子系统包括数据查询、报表管理、用电分析和用电检查四部分。按指定条件组合，可在本系统查询各种用电数据及其他信息。具体做法是，此系统通过对由负控系统采集的用户和地县关口的用电数据进行统计、汇总处理，生成各种报表；判断出全区监测用户和地县关口的负荷、用电量及其变化情况；系统还可以对采集的电厂（站）的发电量、发电功率的变化情况进行分析。在对采集的用户模拟量、脉冲量数据以及与从电能表采集的模拟量数据进行比较、分析后，可以对用户的用电情况进行检查和监视，检查用户是否有窃电行为。这样，系统就可以很有效的进行监视管理工作，从而达到三电工作的基本要求。

2 系统网络结构

电力负控系统的网络结构采用标准以太网结构，内部以星型连接方式实现，局域网的外连部分使用分级星型连接，最大程度地保证整个系统的扩充性和稳定性。另外，采用这种结构也有利于系统在将来增加其他管理工作站，而且同电力局其他系统如调度、电力局管理信息系统等的连接也将非常方便。

3 系统软硬件配置

3.1 硬件平台

统一采用美国HP公司的产品。至于前置机，为了达到其连续加电运行的特性，采用满足对硬件苛刻要求的工控机。然而，考虑到计算机硬件更新的周期变短、系统运行环境并非十分恶劣，为了保护用户投资，也可以使用一般的商用机来代替，因为其技术和市场比较成熟，性能上可满足要求，而且价格更合理。

3.2 软件平台

服务器的配置要根据用户资金投人情况，可配置分离或统一的网络服务器与数据库服务器，安装SQL数据库系统、服务器管理程序、WindowsNT网络操作等系统；前置机采用双机热备份，专门运行前置机分系统，连接有线通讯的调制解调器和无限通讯的专用串口、并口信号传输线；操作机工作站除了安装必须的操作机管理系统，还要根据不同的功能安装不同的软件，接口工作站要安装有各种外界接口程序等。

4 结束语

本系统规模较大，但功能划分清晰，结构稳定，便于扩充和发展。在配电自动化和用电管理方面发挥了很大作用，应用电负荷监控使得管理方便、快捷、准确。广大用户也给予了肯定的评价。

参考文献：

[1]袁鹏飞.数据库应用开发技术〔M〕北京：人民邮电出版社，1990.

[2]王华.编程实例等技巧〔M〕.北京：机械工业出版社，2000.

[3]王汉新.现代网络技术与应用〔M〕.北京：航空工业出版社，2000.