鄭健兵，花勝?gòu)?qiáng)

（南瑞集團(tuán)公司/國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院，江蘇省南京市 211106）

智能水電廠一體化管控平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

鄭健兵，花勝?gòu)?qiáng)

（南瑞集團(tuán)公司/國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院，江蘇省南京市 211106）

智能水電廠以一體化管控平臺(tái)為核心來(lái)構(gòu)建水電廠各類(lèi)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)間標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享、綜合決策等目標(biāo)。本文由此闡述了智能水電廠一體化管控平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)及組成，并分別介紹了平臺(tái)各個(gè)關(guān)鍵子模塊的功能，從而為智能水電廠的實(shí)施和建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)性支撐。

智能水電廠；一體化管控平臺(tái)；數(shù)據(jù)中心；基礎(chǔ)服務(wù)

0 引言

現(xiàn)有水電廠已構(gòu)建遠(yuǎn)程集中監(jiān)控、水調(diào)自動(dòng)化、大壩安全監(jiān)測(cè)等許多面向各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用的自動(dòng)化系統(tǒng)，以及生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和各類(lèi)決策支持系統(tǒng)。若采用獨(dú)立構(gòu)建各自系統(tǒng)的方式，則將導(dǎo)致各類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)及管理信息類(lèi)系統(tǒng)接口不一致性，使得系統(tǒng)的整體性和協(xié)調(diào)性不足，各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用之間數(shù)據(jù)信息共享困難，業(yè)務(wù)流程之間無(wú)法形成有效互動(dòng)，后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)維成本居高不下，無(wú)法滿足電廠集約化生產(chǎn)運(yùn)行管理的需求。

為此，考慮基于一體化管控平臺(tái)構(gòu)建上述各類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)，解決自動(dòng)化系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)各自孤立、管控困難、維護(hù)復(fù)雜、智能決策水平差以及重復(fù)投資等問(wèn)題。一體化管控平臺(tái)是基于水電公共信息模型（HCIM）、插件式應(yīng)用組件等技術(shù)，由數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)服務(wù)、基礎(chǔ)應(yīng)用構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)水電廠生產(chǎn)運(yùn)行一體化管控的軟件平臺(tái)。數(shù)據(jù)中心是指存儲(chǔ)并管理模型和數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)施，實(shí)現(xiàn)模型與數(shù)據(jù)的一體化管理，并對(duì)外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)。基礎(chǔ)服務(wù)提供消息通信、工作流管理、權(quán)限日志、數(shù)據(jù)計(jì)算分析、綜合報(bào)警、任務(wù)調(diào)度、進(jìn)程管理等各類(lèi)后臺(tái)服務(wù)功能?；A(chǔ)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控、水調(diào)自動(dòng)化、大壩安全監(jiān)測(cè)等水電廠基本業(yè)務(wù)功能以及業(yè)務(wù)間協(xié)同互動(dòng)的應(yīng)用組件集合，用于提供各類(lèi)人機(jī)交互界面[1-3]。

1 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定，水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)，大區(qū)之間采用單向物理隔離裝置進(jìn)行隔離。其中，生產(chǎn)控制大區(qū)分為安全Ⅰ區(qū)和安全Ⅱ區(qū)，兩個(gè)區(qū)之間采用硬件防火墻隔離，各大區(qū)業(yè)務(wù)劃分如圖1所示[3]。

各安全區(qū)均采用一體化管控平臺(tái)作為各類(lèi)應(yīng)用的基礎(chǔ)性支撐，通過(guò)面向各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用的二次組件開(kāi)發(fā)，分別構(gòu)建安全Ⅰ區(qū)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、安全Ⅱ區(qū)的水情水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)，以及管理信息大區(qū)的各類(lèi)決策支持系統(tǒng)及信息化系統(tǒng)。此外，在各安全分區(qū)內(nèi)分別構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，利用數(shù)據(jù)同步機(jī)制進(jìn)行不同分區(qū)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的雙向同步，可根據(jù)需要配置構(gòu)建面向全電廠、全業(yè)務(wù)過(guò)程的綜合數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心以IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，基于CIM/CIS標(biāo)準(zhǔn)，具備開(kāi)放式信息集成能力。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)、電能量采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將集成到安全Ⅱ區(qū)的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，將管理信息大區(qū)與生產(chǎn)運(yùn)行控制有關(guān)的各系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合到管理信息大區(qū)數(shù)據(jù)中心[4-6]。

2 平臺(tái)架構(gòu)

圖1 水電廠各安全區(qū)業(yè)務(wù)部署示意圖Fig. 1 Hydropower plant business deployment diagram

一體化管控平臺(tái)嚴(yán)格遵循公開(kāi)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)面向設(shè)備對(duì)象、具備數(shù)據(jù)自描述能力的信息建模，構(gòu)建統(tǒng)一、開(kāi)放的水電標(biāo)準(zhǔn)通信總線，實(shí)現(xiàn)不同電力二次安全分區(qū)之間的可靠數(shù)據(jù)信息同步機(jī)制。平臺(tái)采用面向服務(wù)（SOA）的體系架構(gòu)，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問(wèn)、監(jiān)視和預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水電廠全景數(shù)據(jù)監(jiān)視，為電調(diào)、水調(diào)等各類(lèi)業(yè)務(wù)提供基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)組件管理與發(fā)布服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的友好互動(dòng)，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)化的二次開(kāi)發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)與第三方模型及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相互接入與有效協(xié)同，為不同安全區(qū)內(nèi)的各類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的軟件運(yùn)行平臺(tái)[3]。其架構(gòu)如圖2所示。

圖2 一體化管控平臺(tái)總體架構(gòu)圖Fig. 2 integrated management platform overall structure

3 數(shù)據(jù)中心

一體化管控平臺(tái)數(shù)據(jù)中心是一個(gè)整合了平臺(tái)、信息及應(yīng)用的系統(tǒng)樞紐。數(shù)據(jù)中心的整合涉及多種異構(gòu)數(shù)據(jù)源，故不僅僅是將多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)連接起來(lái)，也應(yīng)將應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)化。整合的目標(biāo)主要涵蓋三個(gè)方面：數(shù)據(jù)整合、內(nèi)容整合、應(yīng)用整合。數(shù)據(jù)整合是指整合集控中心各系統(tǒng)及電站的電力生產(chǎn)信息、電量信息、水情氣象、樞紐信息、生產(chǎn)管理信息、工程建設(shè)信息、設(shè)備物資信息等，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部多系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享和透明傳輸?shù)男枰瑫r(shí)具備數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、展示及其他二次利用開(kāi)發(fā)功能。內(nèi)容整合則是為規(guī)范公司以及各部門(mén)、下級(jí)單位的信息發(fā)布以及維護(hù)，實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)容的信息發(fā)布，規(guī)范統(tǒng)一信息發(fā)布、統(tǒng)一用戶(hù)權(quán)限管理。最后，應(yīng)用整合是全面整合與生產(chǎn)運(yùn)行相關(guān)的各應(yīng)用模塊，并實(shí)現(xiàn)用戶(hù)統(tǒng)一登陸入口。

3.1 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集符合電力系統(tǒng)二次安全防護(hù)總體要求，支持隔離裝置穿越，支持各種常規(guī)采集方式。同時(shí)，平臺(tái)提供采集標(biāo)準(zhǔn)以方便和規(guī)范未來(lái)新建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入。此外，平臺(tái)提供數(shù)據(jù)封裝能力，接入各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并對(duì)最終用戶(hù)隱藏接入系統(tǒng)的物理位置，從而使多個(gè)分布式應(yīng)用系統(tǒng)看起來(lái)就像一個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)提供者。應(yīng)用系統(tǒng)從總線獲取數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)需關(guān)心數(shù)據(jù)來(lái)自哪個(gè)系統(tǒng)，也不用了解該系統(tǒng)的連接協(xié)議等信息，接入總線的系統(tǒng)相對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)保持透明。

3.2 信息對(duì)象建模及管理

由于水電廠設(shè)備種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)各異，因此需要建立完整統(tǒng)一的信息對(duì)象模型。一體化管控平臺(tái)遵循IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)自動(dòng)監(jiān)控、水情測(cè)報(bào)、水庫(kù)調(diào)度、安全監(jiān)測(cè)、狀態(tài)檢測(cè)等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域所需要的設(shè)備、數(shù)據(jù)建立模型，形成標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定、唯一的數(shù)據(jù)表示和訪問(wèn)的路徑，構(gòu)建水電監(jiān)控、調(diào)度專(zhuān)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化模型庫(kù)。此外，平臺(tái)與各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口采用IEC 61970系列標(biāo)準(zhǔn)，這樣平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行控制相關(guān)系統(tǒng)的整合，確保整個(gè)電廠的信息單點(diǎn)維護(hù)、自動(dòng)同步、統(tǒng)一使用[6]。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)通信總線

基于IEC 61850/61970國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建立水電廠統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，建立橫跨安全Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、管理信息大區(qū)以及集控與廠站之間的數(shù)據(jù)交換總線，同時(shí)提供對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等標(biāo)準(zhǔn)接口，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)、水情水調(diào)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)管理、大壩監(jiān)測(cè)以及OA等系統(tǒng)的信息交換與共享。各業(yè)務(wù)單元如監(jiān)控、水情、狀態(tài)檢測(cè)等的數(shù)據(jù)以IEC 61850-1的MMS通信。以Web Service標(biāo)準(zhǔn)接入大壩安全監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、門(mén)禁管理系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等數(shù)據(jù)。在傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中支持DL/T 634.5104—2009中規(guī)定的協(xié)議以及DL 476—1992水調(diào)擴(kuò)展協(xié)議，并滿足其他系統(tǒng)要求的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議[6-7]。

3.4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

由于一體化管控平臺(tái)面對(duì)的業(yè)務(wù)應(yīng)用覆蓋水電廠全領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)規(guī)模都有級(jí)別的提升，且目前也提出了實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)不采用周期性采樣存儲(chǔ)而是按照實(shí)際時(shí)間序列連續(xù)存儲(chǔ)的更高要求，這都將導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)模急速增長(zhǎng)。此外，歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織策略以及查詢(xún)檢索策略也隨著業(yè)務(wù)的推進(jìn)而變得相當(dāng)復(fù)雜。在這種形勢(shì)下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心必須面對(duì)海量的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歸檔歷史數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的進(jìn)行處理、壓縮、歸檔都迫切要求設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)海量高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。

一體化管控平臺(tái)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，可在線采集、存儲(chǔ)每個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并提供清晰、精確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，既便于用戶(hù)瀏覽當(dāng)前生產(chǎn)狀況，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)的反饋調(diào)節(jié)，也可回顧過(guò)去的生產(chǎn)情況。

3.5 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)

對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心而言，雖然實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在處理、存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但其仍然不可能完全取代傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)中心需要的模型信息、告警信息、圖表信息等的存儲(chǔ)仍然離不開(kāi)傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)中心關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)主要完成事務(wù)型和流程型的業(yè)務(wù)邏輯，也作為標(biāo)準(zhǔn)化模型的實(shí)際存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)象數(shù)據(jù)模型和關(guān)系模型之間的映射。

3.6 數(shù)據(jù)查詢(xún)與管理

一體化管控平臺(tái)提供的查詢(xún)方式包括以下幾種：

（1）基于標(biāo)準(zhǔn)的查詢(xún)，包括基于IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的CIM模型及Web Service接口查詢(xún)、標(biāo)準(zhǔn)的SQL接口查詢(xún)、SVG標(biāo)準(zhǔn)的圖形文件接口查詢(xún)等，并提供查詢(xún)的二次開(kāi)發(fā)接口。

（2）基于圖形化界面的查詢(xún)，包括基于CS與WEB兩種方式。

（3）查詢(xún)支持組合查詢(xún)、條件查詢(xún)等各種查詢(xún)方式，支持各種方式的再利用如保存等。

一體化管控平臺(tái)數(shù)據(jù)管理的功能包括：

（1）數(shù)據(jù)診斷，能夠?qū)?shù)據(jù)的冗余、錯(cuò)誤、缺失等常見(jiàn)的數(shù)據(jù)問(wèn)題進(jìn)行歸納，分類(lèi)及診斷定位。

（2）數(shù)據(jù)修復(fù)，能夠?qū)写鎯?chǔ)的主數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)、建立關(guān)聯(lián)、更新等。

（3）質(zhì)量報(bào)告，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的診斷結(jié)果提供數(shù)據(jù)質(zhì)量報(bào)告清單。

3.7 跨區(qū)數(shù)據(jù)同步

數(shù)據(jù)中心能夠支持基于正向安全隔離和反向安全隔離傳輸規(guī)范，以全量和增量?jī)煞N方式，根據(jù)業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)在安全Ⅰ區(qū)、安全Ⅱ區(qū)和管理信息大區(qū)之間的同步。

4 基礎(chǔ)服務(wù)

4.1 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集來(lái)的各種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)依據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行自動(dòng)加工處理，其結(jié)果供其他子系統(tǒng)調(diào)用或再加工，功能如下所述：

（1）對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性、合法性、有效性、齊次性檢查和處理，并更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）生成各類(lèi)事故報(bào)警記錄，發(fā)出事故報(bào)警音響，語(yǔ)音報(bào)警，啟動(dòng)綜合報(bào)警服務(wù)等。

（3）基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的各種整編和統(tǒng)計(jì)類(lèi)型的時(shí)段數(shù)據(jù)同步和異步計(jì)算。

（4）計(jì)算方法、計(jì)算周期、計(jì)算參數(shù)等可以按需組態(tài)。

（5）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙機(jī)、多機(jī)冗余備份。

（6）具備腳本計(jì)算的功能，可通過(guò)語(yǔ)言和圖形方式編輯腳本，腳本的執(zhí)行過(guò)程可圖形監(jiān)視，并支持單步調(diào)試功能，并可基于標(biāo)準(zhǔn)為平臺(tái)其他組件提供腳本引擎服務(wù)。

4.2 圖元庫(kù)

圖元庫(kù)包括：

（1）公共圖元庫(kù)，基于點(diǎn)、線、面、表格的公共圖元可作為開(kāi)發(fā)各類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用圖元的基礎(chǔ)。

（2）計(jì)算機(jī)監(jiān)控圖元，包含了計(jì)算機(jī)監(jiān)控業(yè)務(wù)的全部圖元內(nèi)容，例如發(fā)電機(jī)組、斷路器等。

（3）水情水調(diào)圖元，包含了水情水調(diào)業(yè)務(wù)所需的各種圖元，如年線柱圖、計(jì)劃分析曲線、多站棒圖等專(zhuān)業(yè)圖元。

（4）大壩安全監(jiān)測(cè)圖元，涵蓋了展示大壩安全監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的各種圖形，例如大壩過(guò)程圖、布置圖等。

（5）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)圖元，為主設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)所涉及的各種圖元，例如水輪機(jī)剖面圖等專(zhuān)業(yè)圖元。

4.3 報(bào)表

報(bào)表編輯部分通過(guò)報(bào)表系統(tǒng)函數(shù)庫(kù)提供時(shí)間函數(shù)、算術(shù)計(jì)算、各種專(zhuān)業(yè)計(jì)算等函數(shù)，能滿足各種常規(guī)報(bào)表計(jì)算需要。用戶(hù)可按照自己的要求，方便地進(jìn)行各種類(lèi)型的函數(shù)擴(kuò)充。報(bào)表支持自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表。當(dāng)報(bào)表模型設(shè)置完成后，會(huì)根據(jù)設(shè)置的運(yùn)行信息，支持按時(shí)間自動(dòng)生成所需的報(bào)表。

4.4 權(quán)限管理

為各應(yīng)用提供一組權(quán)限管理服務(wù)公共組件，能提供用戶(hù)、用戶(hù)組、角色管理、視圖及其綁定映射等功能，并能夠提供多全方位多粒度的權(quán)限控制，包括：菜單、應(yīng)用、類(lèi)型、屬性、數(shù)據(jù)、流程、單點(diǎn)登錄、安全策略等方面的權(quán)限控制。

4.5 日志管理

系統(tǒng)日志包含應(yīng)用程序日志、安全日志、Web日志等。應(yīng)用程序日志記錄各應(yīng)用程序的運(yùn)行，記錄信息?？梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用查看該應(yīng)用的運(yùn)行日志信息，如報(bào)警服務(wù)的日志包含各種類(lèi)型的報(bào)警信息。安全日志記錄計(jì)算機(jī)的啟停、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、用戶(hù)登錄登出、用戶(hù)操作等信息。Web日志記錄發(fā)布到Web頁(yè)面上的運(yùn)行信息，包含各應(yīng)用程序發(fā)布到Web上后的運(yùn)行信息以及單獨(dú)配置的Web頁(yè)面信息。日志管理包括了日志操作的記錄和查看，及日志文件的備份等。

4.6 工作流管理

工作流就是工作流程的計(jì)算模型，其表示的是：對(duì)流程中的任務(wù)，以什么樣的邏輯或者規(guī)則串接起來(lái)，并以什么樣的模型進(jìn)行表示和計(jì)算。

4.7 系統(tǒng)進(jìn)程管理

進(jìn)程管理的主要任務(wù)是管理和監(jiān)視應(yīng)用系統(tǒng)中的進(jìn)程的運(yùn)行情況，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對(duì)于系統(tǒng)中所有主要進(jìn)程，平臺(tái)發(fā)現(xiàn)異常后會(huì)啟動(dòng)自恢復(fù)，在必要的時(shí)候重新啟動(dòng)進(jìn)程。另外，平臺(tái)可以展示整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的各個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行狀況，比如進(jìn)程執(zhí)行相關(guān)的狀態(tài)（運(yùn)行、終止等），高級(jí)權(quán)限的用戶(hù)可以手動(dòng)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行啟停操作。

4.8 定時(shí)任務(wù)管理

定時(shí)任務(wù)管理模塊完成定時(shí)任務(wù)的觸發(fā)，作為后臺(tái)進(jìn)程從配置文件中讀取有關(guān)的定時(shí)任務(wù)，不斷檢查所定義的定時(shí)任務(wù)是否達(dá)到觸發(fā)條件，并從系統(tǒng)中獲取現(xiàn)在應(yīng)該在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行該定時(shí)任務(wù)。在滿足所設(shè)定的條件的時(shí)候，在指定的應(yīng)用（節(jié)點(diǎn)）下執(zhí)行設(shè)定的任務(wù)。

4.9 網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)

支持NTP網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)功能，并預(yù)留與其他時(shí)鐘同步裝置的網(wǎng)絡(luò)接口。

4.10 綜合報(bào)警

通過(guò)統(tǒng)一報(bào)警協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各類(lèi)信息集中綜合報(bào)警，統(tǒng)一接收并報(bào)送一體化管控平臺(tái)系統(tǒng)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和管理信息大區(qū)所有子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)報(bào)警信息；能完全組態(tài)報(bào)警信元、報(bào)警準(zhǔn)則和策略、報(bào)警方式；具備單值或多值聯(lián)合實(shí)時(shí)報(bào)警判斷功能；具備歷史報(bào)警信息查詢(xún)功能。

4.11 二維GIS展示

平臺(tái)應(yīng)該具備二維GIS展示功能，提供GIS服務(wù)，具備地圖瀏覽、圖層管理、實(shí)時(shí)信息監(jiān)視、地圖屬性查詢(xún)、等值線面分析、站網(wǎng)數(shù)據(jù)維護(hù)等功能，能查詢(xún)各個(gè)不同時(shí)段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并提供多種數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計(jì)功能。

4.12 二次開(kāi)發(fā)接口

一體化管控平臺(tái)提供遵循IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的通用的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，實(shí)現(xiàn)電廠各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息的關(guān)聯(lián)和共享。

5 基礎(chǔ)應(yīng)用

一體化管控平臺(tái)的監(jiān)控應(yīng)用部署在安全Ⅰ區(qū)，功能滿足DL/T 578水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件。水情水調(diào)應(yīng)用部署在安全Ⅱ區(qū)，功能滿足DL/T 1085水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)條件。機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用部署在安全Ⅱ區(qū)，功能符合DL/T 1197的規(guī)定。大壩監(jiān)測(cè)應(yīng)用部署在管理信息大區(qū)，功能符合DL/T 5178和DL/T 5259的規(guī)定[3]。

綜合信息展示功能部署在管理信息大區(qū)。能將計(jì)算機(jī)監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、水情水調(diào)、大壩安全監(jiān)測(cè)等水電廠生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息以Web方式發(fā)布?？赏ㄟ^(guò)分布圖、曲線、棒圖、報(bào)表等多種形式發(fā)布各類(lèi)數(shù)據(jù)信息。能實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)的用戶(hù)個(gè)性化配置，根據(jù)當(dāng)前的登錄用戶(hù)呈現(xiàn)與其日常工作相關(guān)的業(yè)務(wù)內(nèi)容。各安全區(qū)資源應(yīng)可任意組態(tài)定制，實(shí)現(xiàn)全景信息發(fā)布與管理。能實(shí)現(xiàn)水電廠實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全防護(hù)、生產(chǎn)管理、防汛決策、大壩安全監(jiān)測(cè)、工業(yè)電視、五防、門(mén)禁、消防等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)策略配置，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)符合應(yīng)用需求的業(yè)務(wù)組件聯(lián)動(dòng)功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采用一體化管控平臺(tái)，不再需要額外購(gòu)置數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)所需的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、軟件等，使得系統(tǒng)的硬件設(shè)備和軟件投資成本明顯減少。此外，一體化管控平臺(tái)設(shè)計(jì)方案可大為簡(jiǎn)化系統(tǒng)安裝調(diào)試過(guò)程，減少不同子項(xiàng)目組之間的協(xié)調(diào)工作，縮短項(xiàng)目建設(shè)周期。平臺(tái)自帶跨區(qū)數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)同步狀態(tài)監(jiān)測(cè)、通信中斷數(shù)據(jù)補(bǔ)傳等內(nèi)部機(jī)制，后期維護(hù)中可通過(guò)簡(jiǎn)單配置滿足新增數(shù)據(jù)交換需求，出現(xiàn)故障時(shí)責(zé)任主體更加明確，便于快速分析和排查故障，有效降低系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)維工作量。

一體化管控平臺(tái)方案能夠減少數(shù)據(jù)傳輸中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，降低數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)，確保不同安全區(qū)業(yè)務(wù)斷面數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)一致性，為高精度數(shù)學(xué)模型仿真分析提供合格的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)的性能和可靠性得到提高。

當(dāng)前水電廠的智能化改造已經(jīng)是行業(yè)的潮流，在水電廠安全Ⅰ區(qū)、安全Ⅱ區(qū)和管理信息大區(qū)部署統(tǒng)一的一體化管控平臺(tái)，按照電力系統(tǒng)二次安防規(guī)定在不同的安全區(qū)內(nèi)部署不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用組件，并實(shí)現(xiàn)不同安全區(qū)之間業(yè)務(wù)的信息交互和業(yè)務(wù)互動(dòng)，已經(jīng)寫(xiě)入了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1547—2016《智能水電廠技術(shù)導(dǎo)則》中。一體化管控平臺(tái)遵循上述標(biāo)準(zhǔn)，具備科學(xué)的前瞻性，符合水電智能化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

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2017-03-30

2017-05-24

鄭健兵（1971—），男，研究員級(jí)高級(jí)工程師，主要研究方向：水電自動(dòng)化研發(fā)。

花勝?gòu)?qiáng)（1982—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向：水電自動(dòng)化研發(fā)。

Key Technologies Research of Integrated Management and Control Platform for Smart Hydropower Plant

ZHENG Jianbing，HUA Shengqiang
（NARI Group Corporations/State Grid Electric Power Research Institute，Nanjing 211106，China）

The key to the implementation of smart hydropower plant is to build the various types of automation control system and information management system of hydropower plant with the integrated management and control （IMC）platform as the core to achieve the goal of unified standard，data sharing and comprehensive decision of each business subsystem. Thus this paper expounds system architecture and composition of the IMC platform of smart hydropower plant，and introduces the functions of each key sub-module of the platform，so as to provide a solid foundation for the implementation and construction of smart hydropower plant.

smart hydropower plant； IMC platform； data center；base service

TP27

A學(xué)科代碼：520.6070

10.3969/j.issn.2096-093X.2017.03.005