電氣化下鐵路電力調度技術論文

　　與傳統的鐵路電力調度相比，電氣化下的鐵路電力運行控制，更為集中統一，也更為復雜。各種發(fā)電、變電、輸電配電和用電設備，在同一瞬間，按著同一節(jié)奏，遵循著統一的規(guī)律，有條不紊地運行著。鐵路電力調度的控制目標就是始終保持鐵路電力系統的正常運行，安全可靠地向鐵路部門提供合乎質量的電能；在電力系統發(fā)生偶然事故的時候，迅速切除故障，盡早恢復鐵路電力系統的正常運行。

　　1鐵路電力調度SCADA／EMS系統及其子系統

　　1．1支撐平臺子系統支撐平臺是整個系統的最重要基礎．有一個好的支撐平臺，才能真正地實現全系統統一平臺，數據共享。支撐平臺子系統包括數據庫管理、網絡管理、圖形管理、報表管理、系統運行管理等。

　　1．2SCADA子系統包括數據采集，數據傳輸及處理，計算機與控制，人機界面及告警處理等。

　　1．3PAS子系統包括網絡建模、網絡拓撲、狀態(tài)估計、在線潮流、靜態(tài)安全分析、無功優(yōu)化、故障分析及短期負荷預報等一系列高級應用軟件。

　　1．4調度員仿真培訓系統（DTS）包括電網仿真、SCADA／EM系統仿真和教員控制機三部分。調皮員仿真培訓（DTS）與實時SCADA／EMS系統共處于一個局域網上，DTS本身由兩臺工作站組成，一臺充當電網仿真和教員機，另一臺用來仿真SCADA／EMS和兼做學員機。

　　1．5AGC／EDC子系統自動發(fā)電控制和在線經濟調度（AGC／EDC）是對發(fā)電機出力的閉環(huán)自動控制系統，不僅能夠保證系統頻率合格，還能保證系統間聯絡線的功率符合合同規(guī)定范圍，同時，還能使全系統發(fā)電成本最低。

　　1．6調度管理信息子系統（DMIS）調度管理信息系統屬于辦公自動化的一種業(yè)務管理系統，一般并不同于SCADA／EMS系統的范圍。它與具體電力公司的生產過程、工作方式、管理模式有非常密切的聯系、因此總是與某一特定的電力公司合作開發(fā)，為其服務。當然，其中的設計思路和實現手段應當是共同的。

　　2系統結構

　　系統采用三網機制。主網為l00M平衡負荷雙網，由智能化100M堆棧式交換機來連接系統服務器和主網計算機節(jié)點。雙主網均可提供多口的100M交換能力并可進行擴展。兩臺系統服務器選用RISC（精簡指令集計算機）64位機，并配有磁盤陣列，以實現服務器的熱備用以及信息的熱備份。各工作站也優(yōu)先選用64位機，都能從硬件上支持100M雙網或多網運行并支持標準商用數據庫，又能集成其它符合國際標形的實時數據庫。工作站系列產品使用壽命長，易于擴充升級。主網各節(jié)點，依其重要性和應用的需要，可選用雙節(jié)點備用、多節(jié)點備用或共享方式運行。主網雙網配置可實現負荷熱平衡及熱備用雙重使命。在雙網均正常情況下，雙網自動保持負荷平衡。當其中一網故障．另外一網就完全接管全部的通信負荷，在單網方式下亦可保證系統100％可靠性。系統通過MIS服務器或網橋與電力公司管理信息系統MIS連接，通過插入第三網來隔離連接MIS系統。還可以通過網絡交換機與配電調度自動化系統相連。

　　2．1系統服務器系統服務器運行Sybase商用數據庫管理系統，負責保存所有歷史數據、登錄各類信息：各種電網管理信息、地理信息系統（GIS）所需的多種信息、各類設備信息和用戶信息等。其強大的數據庫管理功能可方便用戶查詢和統計各種數據。

　　2．2SCADA工作站SCADA工作站為雙機熱備用，主要運行SCADA軟件及AGC／EDC軟件，完成基本的SCADA功能和AGC／EDC控制與顯示功能。SCADA工作站通過2組終端服務器接收各廠站RTU信息。兩組終端服務器直接掛在網上，實現雙機、雙通道的自動／手動切換，承擔前置系統信息處理以及網絡信息流優(yōu)化功能。

　　2．3PAS工作站PAS是各種電力系統高級應用軟件的簡稱。PAS工作站用于各項PAS計算以實現各項PAS功能，如潮流計算、短路計算等，并保存PAS的計算結果，如某些結果需歷史保存、則同時保存到商用數據庫中的歷史數據庫中。

　　2．4調度員工作站調度員工作站承擔對電網實時監(jiān)控和操作的功能，實時顯示各種圖形和數據，并進行人機交互，實現功能調用。其實，在主網的每個工作站上都可以顯示SMA數據、PAS數據、DTS數據、DMS數據及GIS數據，但其它工作站沒有對電網進行操作控制的權限。

　　2．5配電自動化工作站配電自動化工作站完成配電自動化管理功能，其地理信息系統（GIS）功能極強。

　　2．6DTS工作站DTS是調度員仿真培訓的簡寫。最好用兩臺機，一臺為教員機，另一臺為學員機，可通過圖形界面進行直觀操作。也有用一臺機進行仿真培訓的。

　　2．7調度管理工作站調度管理工作站負責與調度生產有關的計劃和運行設備的管理。

　　2．8電量管理工作站電量管理工作站實現電量的自動查詢、記錄、獎罰電量的計算等功能。

　　2．9網絡網絡是分布式計算機系統的關鍵部件，系統采用高速雙網結構，保證信息能高速可靠傳輸，集中器（hub）可靈活配置，既可以采用高速以太網交換機，也可以來用堆棧式高速hub等。網絡還配有路由器實現x．25通信協議，能方便地與廣域網互連或與其它計算機網絡進行通信，也可與上級或下級調度交換信息。

　　3軟件環(huán)境

　　3．1操作系統采用UNIX操作系統，它是一種多用戶，多任務的網絡操作系統，其先進的進程調度策略和占先內核技術，保證了實時性要求，井有很強的內存保護機制。任何一個進程決不能訪問到非法地址。UNIX是安全性最高的操作系統，可以不受病毒侵害。現有微機上所有病毒都不會感染到UNIX操作系統的機器上，不會因感染病毒導致網絡崩潰。網絡通信采用TCP／IP協議，它是目前使用最多，也是最安全的協議之一。

　　3．2系統軟件數據庫采用目前效率最高、采用客戶／服務器（Client／Server）模式的Sybase商用數據庫管理系統；圖形采用Motif界面；核心程序全部采用面向對象的程序設計語言C＋＋編寫；集成Excel作為制表工具，可方便地生成圖文并茂的圖形報表；提供x．25通信協議，可方便地與廣域網通信，或與上／下級調度交換信息；提供多媒體功能，具有語音編輯和圖像顯示功能。

　　4系統軟件結構

　　對鐵路電力調度這種大型的開放式的分布式系統，軟件結構要求開放、通用、模塊化。系統采用的軟件均為國標通用軟件，符合國際標準，便于與其它系統互聯。系統軟件分為三層：數據層、程序層和通信管理系統層。

　　（1）數據層主要包括實時數據庫、歷史數據庫以及它們的存儲歷程。實時數據庫分布于各臺計算機中，支持數據的實時圖形顯示；歷史數據庫存干兩臺系統服務器中，互為熱備用，用于保存歷史數據、各種登錄數據和電力系統各種參數。

　　（2）上層應用程序主要實現電力系統的各項功能，如SCADA、PAS、DTS等，并提供良好的人機接口和管理工具，方便用戶使用。

　　（3）通信管理系統用于網絡的管理及通信任務的管理，它對上層應用程序屏蔽具體的網絡細節(jié)，保證通信進程之間實現高速、可靠和標準的通信。這些通信進程可能在同一臺機器上，也可能分布于多臺計算機中。

　　5結語

　　電氣化下的鐵路調度系統采用自動化設備和以及智能系統，符合鐵路行車向著高速、大密度方向發(fā)展的客觀需要，也是鐵路電力系統發(fā)展的必然趨勢。因此，廣大鐵路電力工作人員任重道遠，建設性能更穩(wěn)定、功能更強大、更開放、更容易擴展的電力調度自動化系統，實現管控一體化。

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