專利名稱：一種電能量計(jì)量系統(tǒng)子站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，更具體地涉及電力系統(tǒng)中電能量計(jì)量系統(tǒng)，特
別是涉及數(shù)字化變電站的電能量計(jì)量子站。
背景技術(shù)：
電能量計(jì)量系統(tǒng)子站的前身稱為電能量數(shù)據(jù)集中采集器，是一種位于于計(jì)量主站 與計(jì)量裝置(電度表)之間的中間設(shè)備，是一臺(tái)獨(dú)立裝置，主要完成電能量數(shù)據(jù)采集、處理、 存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)等功能。傳統(tǒng)的電能量數(shù)據(jù)集中采集器與智能電表之間一般采用RS-485的串 口通訊方式。 目前變電站的建設(shè)正在向數(shù)字化智能化發(fā)展，數(shù)字化智能化變電站的設(shè)計(jì)思想之 一就是二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。二次設(shè)備包括繼電保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、故障錄波裝置、計(jì)量裝置 及其他自動(dòng)裝置等是基于全數(shù)字或光纖信號(hào)的新型微機(jī)裝置，采用光纖以太網(wǎng)傳輸，因此 這種傳統(tǒng)的依賴于串口的電能數(shù)據(jù)集中采集方式明顯不適合數(shù)字化變電站的設(shè)計(jì)思路。并 且數(shù)字化變電站還應(yīng)具備資源高度共享，功能高度集成的特點(diǎn)。 因此本發(fā)明提供了另外一種模式的電能量數(shù)據(jù)采集終端，稱為電能量計(jì)量系統(tǒng)子 站。電能量計(jì)量系統(tǒng)子站與電能量計(jì)量系統(tǒng)主站相對(duì)應(yīng)，主要完成電能量數(shù)據(jù)采集、處理、 存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)等功能，以上功能由不同的機(jī)器完成，其中變電站監(jiān)控系統(tǒng)承擔(dān)了電能量數(shù)據(jù) 采集和處理的工作，接入支持光纖的智能電度表。電能量的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)由電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站 完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于完成傳輸通道的數(shù)字化改造，充分利用已有的變電站監(jiān)控系統(tǒng) 資源，做到變電站監(jiān)控和電能計(jì)量一體化設(shè)計(jì)，明晰數(shù)據(jù)安全等級(jí)，確保不同類型電力數(shù)據(jù) 的安全傳輸。 為實(shí)現(xiàn)以上目的，所述的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，所 述的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站包括 —種電能量計(jì)量系統(tǒng)子站，其特征在于，所述的系統(tǒng)子站包括 變電站監(jiān)控主服務(wù)器，所述主服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與各計(jì)量裝置連接，通過所述計(jì)量 裝置獲取原始電能數(shù)據(jù)，所述主服務(wù)器還與正向隔離裝置連接，把經(jīng)過處理后的電能數(shù)據(jù) 通過正向隔離裝置單向上傳給所述電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站； 正向隔離裝置，該正向隔離裝置連接在所述變電站監(jiān)控主服務(wù)器和電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā) 工作站之間，把所述電能量計(jì)量系統(tǒng)子站分成安全級(jí)別不同的兩個(gè)區(qū)域、即安全I(xiàn)區(qū)和安 全I(xiàn)I區(qū)，所述變電站監(jiān)控主服務(wù)器位于安全I(xiàn)區(qū)，所述電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站位于安全I(xiàn)I 區(qū)，二者不能直接建立Tcp連接，實(shí)現(xiàn)了物理隔離，能夠確保安全I(xiàn)區(qū)數(shù)據(jù)的安全，避免安全 I區(qū)數(shù)據(jù)安全受到來自安全I(xiàn)I區(qū)的威脅； 電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站，該所述電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站通過所述正向隔離裝置所述電能數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步將電能計(jì)量數(shù)據(jù)上傳至電能計(jì)量主站，承擔(dān)電能計(jì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)瀏 覽和轉(zhuǎn)發(fā)功能。所述主服務(wù)器優(yōu)選通過光纖與各計(jì)量裝置連接，并進(jìn)一步優(yōu)選使用DL/ T645-1997規(guī)約與所述計(jì)量裝置通信；所述電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站優(yōu)選使用IEC870-5-102規(guī)約與 所述電能計(jì)量主站通訊，向電能計(jì)量主站上傳電能計(jì)量數(shù)據(jù)。 所述系統(tǒng)子站還進(jìn)一步包括變電站監(jiān)控備用服務(wù)器，主服務(wù)器和備用服務(wù)器采取 競(jìng)爭(zhēng)方式，能自動(dòng)切換，當(dāng)主服務(wù)器死掉以后，備服務(wù)器變?yōu)橹鞣?wù)器，原主服務(wù)器重新啟 動(dòng)后，原主服務(wù)器切換成備服務(wù)器；主備服務(wù)器機(jī)制為電能數(shù)據(jù)的采集提供了更高的可靠 性。 本發(fā)明的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站和變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了資源的 高度共享；使用光纖數(shù)字接口接入智能電表，在數(shù)據(jù)傳送過程中使用隔離裝置保證站內(nèi)數(shù) 據(jù)安全，并為數(shù)據(jù)的安全傳輸提供保障，系統(tǒng)的每一處設(shè)計(jì)都為數(shù)字化智能變電站的實(shí)現(xiàn) 打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站實(shí)現(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步地描述，能夠更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì) 和優(yōu)點(diǎn)。 圖1是本發(fā)明的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述的系統(tǒng)子站 包括變電站監(jiān)控主備服務(wù)器，該模塊下與智能電度表光纖連接，使用DL/T645-1997規(guī)約 從智能電度表獲取原始電能數(shù)據(jù)，上與正向隔離裝置連接，把經(jīng)過處理后的電能數(shù)據(jù)透過 正向隔離裝置向電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站發(fā)送。 正向隔離裝置，該模塊連接變電站監(jiān)控主備服務(wù)器和電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站，把電 能量計(jì)量系統(tǒng)子站分成安全級(jí)別不同的兩個(gè)區(qū)域安全I(xiàn)區(qū)(實(shí)時(shí)控制區(qū))和安全I(xiàn)I區(qū) (非控制生產(chǎn)區(qū))，變電站監(jiān)控主備服務(wù)器位于安全I(xiàn)區(qū)，電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站位于安全I(xiàn)I 區(qū)，二者不能直接建立Tcp連接，實(shí)現(xiàn)了物理隔離，可以確保安全I(xiàn)區(qū)數(shù)據(jù)的安全，避免安全 I區(qū)數(shù)據(jù)安全受到來自安全I(xiàn)I區(qū)的威脅。 電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站；該模塊連接正向隔離裝置，對(duì)上連接電能計(jì)量主站，承擔(dān)電 能計(jì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)瀏覽和轉(zhuǎn)發(fā)功能，使用IEC870-5-102規(guī)約與主站通訊，向電能計(jì)量主站 上傳電能計(jì)量數(shù)據(jù)。 本發(fā)明使用光纖網(wǎng)絡(luò)，計(jì)量裝置提供光纖輸入輸出，對(duì)下采用光纖接口與交換機(jī) 連接取得采樣值數(shù)據(jù)，對(duì)上采用光纖接口接入站控層網(wǎng)絡(luò)傳送電量信息，實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量 數(shù)據(jù)采集的全數(shù)字化設(shè)計(jì)。 圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖。如圖2所示，變電站監(jiān)控主備服務(wù)器提供計(jì)量裝置 接入模塊，采用DL/T645-1997規(guī)約從接入光纖網(wǎng)絡(luò)的計(jì)量裝置讀入原始電能數(shù)據(jù)，進(jìn)行電 能數(shù)據(jù)的采集和分析；變電站主備服務(wù)器保持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。 監(jiān)控主備服務(wù)器和電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站之間的同步，采用ClientServer同步模式，由于正向隔離裝置僅允許從內(nèi)網(wǎng)至外網(wǎng)建立連接，因此，同步模塊Client運(yùn)行在監(jiān)控主服務(wù)器，同步模塊Server運(yùn)行在電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站，Tcp連接建立后，采取實(shí)時(shí)變化同步和定時(shí)全數(shù)據(jù)同步并存的方式把站內(nèi)電能計(jì)量數(shù)據(jù)傳至電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站。 主備服務(wù)器均可運(yùn)行計(jì)量裝置接入模塊和同步模塊Client，僅運(yùn)行在主服務(wù)器上的模塊工作，由于主備服務(wù)器角色可以根據(jù)情況自動(dòng)切換，因此，當(dāng)主服務(wù)器死掉后，備服務(wù)器上的進(jìn)程自動(dòng)切換為主，同步模塊Client自動(dòng)運(yùn)行，重新與電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站的同步模塊Server建立Tcp連接，保持?jǐn)?shù)據(jù)同步通暢；當(dāng)原主服務(wù)器恢復(fù)運(yùn)行，啟動(dòng)后該機(jī)器上所有進(jìn)程自動(dòng)切換為備用狀態(tài)。 電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站在獲得電能計(jì)量數(shù)據(jù)后，把電能計(jì)量數(shù)據(jù)寫入實(shí)時(shí)庫，可利用實(shí)時(shí)庫瀏覽工具實(shí)時(shí)瀏覽；歷史存儲(chǔ)進(jìn)程負(fù)責(zé)把電能計(jì)量數(shù)據(jù)定期保存，便于報(bào)表查看；同時(shí)電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站的轉(zhuǎn)發(fā)模塊使用IEC-870-5-102規(guī)約向電能計(jì)量主站轉(zhuǎn)發(fā)電能計(jì)量數(shù)據(jù). 綜上所述，本發(fā)明的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站出了一般的技術(shù)方案，該方案是在電力自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備的基礎(chǔ)是構(gòu)成的，因此，本發(fā)明沒有必要對(duì)現(xiàn)存電力自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備的構(gòu)成詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)所述的方案對(duì)其具體構(gòu)成進(jìn)行修改，例如對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)、正向隔離裝置和電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站的構(gòu)成進(jìn)行修改，這些都沒有脫離本發(fā)明權(quán)利要求書限定的范圍。
權(quán)利要求
一種電能量計(jì)量系統(tǒng)子站，其特征在于，所述的系統(tǒng)子站包括變電站監(jiān)控主服務(wù)器，所述主服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與各計(jì)量裝置連接，通過所述計(jì)量裝置獲取原始電能數(shù)據(jù)，所述主服務(wù)器還與正向隔離裝置連接，把經(jīng)過處理后的電能數(shù)據(jù)通過正向隔離裝置單向上傳給所述電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站；正向隔離裝置，該正向隔離裝置連接在所述變電站監(jiān)控主服務(wù)器和電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站之間，把所述電能量計(jì)量系統(tǒng)子站分成安全級(jí)別不同的兩個(gè)區(qū)域、即安全I(xiàn)區(qū)和安全I(xiàn)I區(qū)，所述變電站監(jiān)控主服務(wù)器位于安全I(xiàn)區(qū)，所述電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站位于安全I(xiàn)I區(qū)，二者不能直接建立Tcp連接，實(shí)現(xiàn)了物理隔離，能夠確保安全I(xiàn)區(qū)數(shù)據(jù)的安全，避免安全I(xiàn)區(qū)數(shù)據(jù)安全受到來自安全I(xiàn)I區(qū)的威脅；電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站，該所述電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站通過所述正向隔離裝置所述電能數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步將電能計(jì)量數(shù)據(jù)上傳至電能計(jì)量主站，承擔(dān)電能計(jì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)瀏覽和轉(zhuǎn)發(fā)功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)子站，其特征在于所述主服務(wù)器優(yōu)選通過光纖與各計(jì) 量裝置連接，并進(jìn)一步優(yōu)選使用DL/T645-1997規(guī)約與所述計(jì)量裝置通信；所述電能轉(zhuǎn)發(fā)工 作站優(yōu)選使用IEC870-5-102規(guī)約與所述電能計(jì)量主站通訊，向電能計(jì)量主站上傳電能計(jì) 量數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)子站，其特征在于所述系統(tǒng)子站還進(jìn)一步包括變 電站監(jiān)控備用服務(wù)器，主服務(wù)器和備用服務(wù)器采取競(jìng)爭(zhēng)方式，能自動(dòng)切換，當(dāng)主服務(wù)器死掉 以后，備服務(wù)器變?yōu)橹鞣?wù)器，原主服務(wù)器重新啟動(dòng)后，原主服務(wù)器切換成備服務(wù)器；主備 服務(wù)器機(jī)制為電能數(shù)據(jù)的采集提供了更高的可靠性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)子站，其特征在于所述的正向隔離裝置將所述變電站 監(jiān)控主服務(wù)器、備用服務(wù)器和電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站從物理上進(jìn)行隔離，變電站監(jiān)控主服務(wù) 器和備用服務(wù)器位于隔離裝置的內(nèi)網(wǎng)，電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站位于隔離裝置的外網(wǎng)，隔離裝 置只允許從內(nèi)網(wǎng)至外網(wǎng)的單向Tcp/Udp數(shù)據(jù)報(bào)文或文件通過，不允許從外網(wǎng)至內(nèi)網(wǎng)攜帶任 何應(yīng)用層數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型電能量計(jì)量系統(tǒng)子站，所述的系統(tǒng)包括計(jì)量裝置，變電站監(jiān)控主備服務(wù)器(變電站監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái))，正向隔離裝置，電能計(jì)量轉(zhuǎn)發(fā)工作站；所述的正向隔離裝置把系統(tǒng)電能量計(jì)量系統(tǒng)子站分成安全級(jí)別不同的兩個(gè)區(qū)域安全I(xiàn)區(qū)(實(shí)時(shí)控制區(qū))和安全I(xiàn)I區(qū)(非控制生產(chǎn)區(qū))；所述的變電站監(jiān)控主備服務(wù)器屬于系統(tǒng)安全I(xiàn)區(qū)，用于原始電能計(jì)量數(shù)據(jù)的直接采集和處理，該單元通過光纖接入智能電能表，并透過正向隔離裝置向電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站同步電能計(jì)量數(shù)據(jù)；所述的電能轉(zhuǎn)發(fā)工作站位于隔離裝置外網(wǎng)，屬于安全I(xiàn)I區(qū)，該單元完成電能計(jì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，把從監(jiān)控后臺(tái)獲得的電能計(jì)量數(shù)據(jù)，通過IEC870-5-102規(guī)約向計(jì)量主站傳送。本發(fā)明作為一種新型的電能量計(jì)量系統(tǒng)子站，實(shí)現(xiàn)了變電站監(jiān)控和電能計(jì)量一體化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了冗余配置，明晰了數(shù)據(jù)安全等級(jí)，符合電力系統(tǒng)安全規(guī)范，符合數(shù)字化變電站的發(fā)展趨勢(shì)。
文檔編號(hào)G01R22/10GK101776711SQ20101003443
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者于泓, 吳小穎, 孫集偉, 張長久, 房萍, 肖志國, 趙亮, 高卓 申請(qǐng)人:華北電網(wǎng)有限公司;華北電網(wǎng)有限公司唐山供電公司;北京國電華北電力工程有限公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司