电力负荷管理系统中前置系统的分析与设计

图2 主备运行硬切换示意图

方式三：主备运行软切换

系统运行正常时值班机A及备机B均接收主通道a1及备用通道a2的上行报文，值班机A同时通过主通道a1转发来自主站服务器的下行报文，备机B不进行下行报文的转发。当通道a1故障时，备通道a2成为主通道，值班机A通过通道a2进行上下行报文的传输。当值班机A故障时，B机自举成为值班主机，通过主通道a2进行上下行报文的传输，A机成为备机只接收主备通道的上行报文，截断下行报文的传输。(切换示意图如图3所示)

图3 主备运行软切换示意图

这种切换方式的优点是主前置机同时接收主备通道的上行报文，可同时监视两个通道的运行性能，切换方法简单，易于实现。缺点是各前置机要同时处理各通道的传输数据，资源消耗较大。

以上三种前置系统运行方式均为主备运行方式是较传统的运行切换方式，由于其控制过程简单、明了,易于实现，所以至今在许多自动化系统中仍在采用，但这种运行方式也存在着诸多缺点：

a虽然有两台前置机，但只有值班主机在真正工作，备用机的资源没有很好的利用，造成资源浪费。

b对于终端数量多的系统(如：负荷管理系统)，主机轮询所有端口的时间会很长，很难满足系统实时性要求。

c当前置机上有某些端口发生故障时，相应的报文就会丢失。

d当远动厂站增加数量较大时，只能依靠增加串口数量来进行扩充，不能通过灵活地增加前置机数量来达到扩充要求，扩充能力受到极大限制。

5 前置系统的运行模式

新型前置系统不再单一地将各种设备划分为主用和备用，设备的数量也不局限为两台，可以任意扩展为多台。运行切换模式不是简单地在主备间切换，而是细化到端口切换。这种运行模式能克服以往数据采集系统的缺陷，让每一个设备都发挥作用并且被监视，系统冗余配置的双机或多机(双设备或多设备)，称为A，B，C……机(或A，B，C……设备)。

数据采集系统前置机为双机或多机配置(视终端数量而定)。无论远动终端的传输方式是单通道或多通道都将其均衡地与各前置机相连，同时每台前置机预留一定数量的端口做为备用。在系统运行过程中，与RTU的主通道相连的前置机(下称RTU值班前置机)控制其主备通道的切换,由前置系统驻留在后台机上的监视进程控制前置机端口的切换。系统示意图如下：

当各设备均工作正常时，各前置机将其运

行性能(如：CPU占用率，内存占用率等)送往后台机监视进程,监视进程比较各前置机性能状况进行合理的端口切换，使各前置机的性能均衡，实现负载的动态分配，达到真正意义上的负载均衡。某一RTU的值班前置机统计通道的误码率和投退状态选择较好的通道作为传输主通道其它通道作为备用通道。当RTU的值班机和RTU通信故障时，系统将自动进行通道切换或前置机值班端口的切换。当某一前置机发生故障时，此前置机上所有的值班端口都被切换到其它正常的前置机上。

新型的前置采集系统具备以下优点：

a实时监视设备及通道性能，动态切换端口及通道，实现真正意义上的负载均衡。

b取消主备概念，所有设备均参与运行，充分利用资源，提高了运行效率，很好地满足了实时性要求。值班方式细化到端口，使系统运行更灵活。

c不再局限于双机运行方式，随着终端数量增多，系统可“积木式”添加前置机数量， 打破传统模式的扩充限制。

d系统运行灵活，不仅能应用于负荷管理系统(LMS)，同时也能满足数据采集监控系统(SCADA)、电能量管理系统(EMS)、电能计量系统(TMR)、集控系统的需求，满足系统一体化要求。

6 结束语

新型的数据采集系统模式具有更加灵活，合理的运行切换方式，不仅满足了负荷管理系统可靠性、可维护性、可扩充性要求，同时也提高了系统的实时性。从长远考虑，它为实现电力自动化系统一体化奠定了良好的基础。

参考文献：

[1] 陈朝新,卿前平.基于无线公网的大客户电力负荷数据采集系统的设计.华东电力.2005.(7)..

[2] 吕少坤,韩福坤.重视前置机系统在电网调度自动化系统的作用.华北电力技术.2000.(6).

[3] 谈苏伟,陈谦昌,刘国定.广东省能量管理系统前置机的特色.电力系统自动化.2000.(5)