基于红黑图机制的配电自动化系统

摘要

本发明涉及一种基于红黑图机制的配电自动化系统，包括管理已投运的电网通道的实时系统和与实时系统相通信的配电终端，还包括接收外接系统的数据而管理拟定改造但未投运的电网通道的调试系统；调试系统与实时系统通过报文实现信息交互，调试系统和实时系统通过心跳线协调、互斥方式与配电终端通信。调试系统包括实现与外接系统和实时系统通信的前置服务器、存储数据的数据服务器、对拟定改造但未投运的电网通道进行管理的工作站、为工作站提供管理工具的应用服务器。本发明采用红黑图机制和心跳线技术，实现了配电网通道的有效管理，增强了配电自动化管理功能，对系统图模数据质量提高有重要意义。

权利要求

1.一种基于红黑图机制的配电自动化系统，包括管理已投运的电网通道的实时系统和与所述的实时系统相通信的配电终端，其特征在于：其还包括接收外接系统的数据而管理拟定改造但未投运的电网通道的调试系统；所述的调试系统与所述的实时系统通过报文实现信息交互，所述的调试系统和所述的实时系统通过心跳线协调、互斥方式与所述的配电终端通信；

所述的实时系统与所述的调试系统的信息交互方式包括维持二者正常通信的测试报文交互方式和实现电网通道信息交互的数据报文交互方式；

所述的数据报文交互方式包括所述的实时系统和所述的调试系统已同步电网模型和未同步电网模型两种；

当所述的实时系统和所述的调试系统已同步电网模型时，①所述的电网模型中的部分电网通道未投运：所述的调试系统发送包含电网通道信息的数据报文给所述的实时系统，所述的实时系统确认所述的数据报文中的电网通道信息与其内部的电网通道信息一致时，返回确认信息给所述的调试系统，所述的调试系统管理所述的电网通道信息中涉及的电网通道；②所述的电网模型中的部分电网通道将投运：所述的实时系统在启动所述的将投运的电网通道前，发送启动信息给所述的调试系统，所述的调试系统收到所述的启动信息后放弃对所述的将投运的电网通道的管理；

当所述的实时系统和所述的调试系统未同步电网模型时，所述的调试系统发送包含电网通道信息的数据报文给所述的实时系统，所述的实时系统确认所述的电网模型未同步，则返回未同步信息给所述的调试系统，所述的调试系统管理所述的电网通道信息中涉及的电网通道。

2.根据权利要求1所述的基于红黑图机制的配电自动化系统，其特征在于：所述的调试系统与所述的实时系统通过防火墙相连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于红黑图机制的配电自动化系统，其特征在于：所述的调试系统包括实现与所述的外接系统和所述的实时系统通信的前置服务器、存储数据的数据服务器、对所述的拟定改造但未投运的电网通道进行管理的工作站、为所述的工作站提供管理工具的应用服务器；所述的实时系统中设置有与所述的前置服务器相通信的前置主机。

4.根据权利要求3所述的基于红黑图机制的配电自动化系统，其特征在于：所述的调试系统包括多台设置于不同位置的所述的前置服务器。

5.根据权利要求1所述的基于红黑图机制的配电自动化系统，其特征在于：所述的电网通道信息包括通道号、IP地址、网络端口号。

6.根据权利要求1所述的基于红黑图机制的配电自动化系统，其特征在于：所述的调试系统和所述的实时系统均部署于安全Ⅰ区，所述的配电终端部署于公网区；所述的公网区设置有与所述的调试系统相通信的公网调试系统、与所述的实时系统相通信的公网前置系统，所述的调试系统和所述的实时系统通过所述的公网调试系统和所述的公网前置系统而与所述的配电终端通信。

说明书

基于红黑图机制的配电自动化系统

技术领域

[0001] 本发明属于配电自动化管理领域，具体涉及一种基于红黑图机制、采用前置心跳技术的配电自动化系统。

背景技术

[0002] 由于城市建设、道路扩建和改造的需要，配电网的网络模型及其拓扑几乎天天都在发生变化，有时候一天之内多个地点的线路改造都可能同时进行，这就使得配调调度员必须面临一个时时刻刻都可能发生变化的网络模型进行调度和指令下发。同时，配调的计划员必须面对同一条线路改造前和改造后的情况进行比对，才能拟订线路改造计划。

[0003] 以往的DMS系统往往只提供一套图形和网络模型来表示现实状态的情况，而计划员在作计划时是在线路改造之前，系统中还没有改造以后的图形和设备。在这种情况下，为了表达改造后的线路接线情况，计划员一般会将当前的接线图打印出来，然后在纸上用红笔标出改动的部分，如新增的配变、开关或者环网柜，将要退役的设备，线路改接后的走向等等，然后根据这些图来拟订操作计划、分解操作任务，并在线路实际改接完毕后再将DMS系统的图形更新过来。由于计划员一般用红笔在打印出来的黑白图上标记将要发生的改变，因此，在配网调度中，习惯性地将打印出来的反映现实接线方式的图称为“黑图”，把红笔标记以后的反映未来接线方式的图称为“红图”。

[0004] 在新的配网自动化管理系统的设计中，着重要解决的就是如何处理配电网网络模型动态变化的情况。系统不仅要能够表示线路改造前后的不同接线图，还要能够依据两者不同的拓扑结构作为计划的分解以及各种操作合理性判断的依据。设计中把这种反映网络模型动态变化的处理机制简称为“红黑图机制”。因此，基于该“红黑图机制”而设计新的配电自动化管理系统具有重要意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种基于“红黑图机制”、能够表示线路改造前后的不同接线图以满足需要的配电自动化系统。

[0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0007] 一种基于红黑图机制的配电自动化系统，包括管理已投运的电网通道的实时系统和与所述的实时系统相通信的配电终端，其还包括接收外接系统的数据而管理拟定改造但未投运的电网通道的调试系统；所述的调试系统与所述的实时系统通过报文实现信息交互，所述的调试系统和所述的实时系统通过心跳线协调、互斥方式与所述的配电终端通信。

[0008] 所述的调试系统与所述的实时系统通过防火墙相连接。

[0009] 所述的调试系统包括实现与所述的外接系统和所述的实时系统通信的前置服务器、存储数据的数据服务器、对所述的拟定改造但未投运的电网通道进行管理的工作站、为所述的工作站提供管理工具的应用服务器；所述的实时系统中设置有与所述的前置服务器相通信的前置主机。

[0010] 所述的调试系统包括多台设置于不同位置的所述的前置服务器。

[0011] 所述的实时系统与所述的调试系统的信息交互方式包括维持二者正常通信的测试报文交互方式和实现电网通道信息交互的数据报文交互方式。

[0012] 所述的数据报文交互方式包括所述的实时系统和所述的调试系统已同步电网模型和未同步电网模型两种；

[0013] 当所述的实时系统和所述的调试系统已同步电网模型时，①所述的电网模型中的部分电网通道未投运：所述的调试系统发送包含电网通道信息的数据报文给所述的实时系统，所述的实时系统确认所述的数据报文中的电网通道信息与其内部的电网通道信息一致时，返回确认信息给所述的调试系统，所述的调试系统管理所述的电网通道信息中涉及的电网通道；②所述的电网模型中的部分电网通道将投运：所述的实时系统在启动所述的将投运的电网通道前，发送启动信息给所述的调试系统，所述的调试系统收到所述的启动信息后放弃对所述的将投运的电网通道的管理；

[0014] 当所述的实时系统和所述的调试系统未同步电网模型时，所述的调试系统发送包含电网通道信息的数据报文给所述的实时系统，所述的实时系统确认所述的电网模型未同步，则返回未同步信息给所述的调试系统，所述的调试系统管理所述的电网通道信息中涉及的电网通道。

[0015] 所述的电网通道信息包括通道号、IP地址、网络端口号。

[0016] 所述的调试系统和所述的实时系统均部署于安全Ⅰ区，所述的配电终端部署于公网区；所述的公网区设置有与所述的调试系统相通信的公网调试系统、与所述的实时系统相通信的公网前置系统，所述的调试系统和所述的实时系统通过所述的公网调试系统和所述的公网前置系统而与所述的配电终端通信。

[0017] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用红黑图机制和心跳线技术，实现了配电网通道的有效管理，增强了配电自动化管理功能，对系统图模数据质量提高有重要意义。

附图说明

[0018] 附图1为本发明的基于红黑图机制的配电自动化系统的示意图。

[0019] 附图2为本发明的基于红黑图机制的配电自动化系统的信息交互过程示意图。

[0020] 附图3为本发明的基于红黑图机制的配电自动化系统配电终端调试示意图。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步描述。

[0022] 实施例一：如附图1所示，一种基于红黑图机制的配电自动化系统，包括实时系统、调试系统和配电终端。实时系统（即现有的电网实时调度控制系统）用于管理已投运的电网通道，调试系统用于接收外接系统的数据而管理拟定改造但未投运的电网通道，调试系统与实时系统通过防火墙相连接，并通过报文实现信息交互。配电终端分别与实时系统和调试系统相连接，且实时系统和调试系统通过心跳线协调、互斥方式与配电终端通信，从而实现具体配电作业。

[0023] 调试系统包括通过同一条总线相连接的前置服务器、数据服务器、工作站和应用服务器。前置服务器用于实现与EMS/GIS/PMS等外接系统和实时系统通信，数据服务器用于存储数据，工作站用于对拟定改造但未投运的电网通道进行管理，应用服务器用于为工作站提供管理工具。调试系统可以包括一台或多台设置于不同位置的前置服务器，各前置服务器可以部署在多个分居（或地县一体化系统），且采集网段之间不能互相通信的情况下，此时每个分局具有各自专用的前置服务器。

[0024] 实时系统中设置有与前置服务器相通信的前置主机（红黑图服务器）。

[0025] 实时系统、调试系统之间相关电网模型的同步由红黑图模型同步工具完成，其中电网模型中的“投运状态”由前置心跳线负责同步，同步标准以实时系统为准；通道“投运状态”由人工在实时系统中配置。

[0026] 实时系统与调试系统的信息交互方式包括维持二者正常通信的测试报文交互方式和实现电网通道信息交互的数据报文交互方式。

[0027] 一、测试报文交互方式

[0028] 没有数据报文交互时，实时系统定时的发送测试报文到调试系统。该测试报文无实际意义，主要是维持两者之间的正常通信，类似于心跳报文。

[0029] 二、数据报文交互方式

[0030] 数据报文中所包含的电网通道信息包括通道号、IP地址、网络端口号、通道的投运状态等，实时系统与调试系统之间可以通过上述信息确定一个具体的通道。

[0031] 数据报文交互方式包括实时系统和调试系统已同步电网模型和未同步电网模型两种：

[0032] 1、当实时系统和调试系统已同步电网模型时，如附图2所示：①电网模型中的部分电网通道未投运：调试系统发送包含电网通道信息的数据报文给实时系统，实时系统比较通道号、IP地址、网络端口、投运状态等信息，若确认数据报文中的电网通道信息与其内部的电网通道信息一致时，返回确认信息给调试系统，调试系统管理电网通道信息中涉及的电网通道；②电网模型中的部分电网通道将投运：实时系统在启动将投运的电网通道前，发送启动信息给调试系统，调试系统收到启动信息后放弃对将投运的电网通道的管理；

[0033] 2、当实时系统和调试系统未同步电网模型时，调试系统发送包含电网通道信息的数据报文给实时系统，实时系统首先解析出通道号，查找本系统中是否有该通道的通道号；其次通过IP地址和网络端口号，查找本系统中是否有相同的记录；若两者都返回为空，实时系统确认电网模型未同步，则返回未同步信息给调试系统，调试系统管理电网通道信息中涉及的电网通道。

[0034] 以上为正常情况下的处理机制。若实时系统和调试系统之间的通道模型不一致或信息交互出现异常时，可分如下几种情况处理：

[0035] a)信息交互中断

[0036] 调试系统一段时间内收不到实时系统的报文信息，判断为系统之间的通信异常，释放全部已建链接，不再管理未投运的通道。

[0037] b)通道投运状态

[0038] 实时系统收到调试系统的请求信息后，查看本系统的通道模型信息，若检测到本系统中对应的通道状态为“投运”，返回否定确认报文给调试系统。

[0039] c)通道IP地址和网络端口

[0040] 实时系统收到调试系统的请求信息后，若检测到本系统中对应通道的IP地址或网络端口号与报文中的不一致（原因可能是模型同步异常或被改动），返回否定确认报文给调试系统，调试系统不再管理该通道。若实时系统能匹配上通道的IP地址和网络端口号，但通道号匹配不上，扔返回否定确认报文给调试系统。

[0041] 通常，调试系统和实时系统均部署于安全Ⅰ区，而配电终端部署于公网区，根据二次安防的要求,它们之间无法直接通信, 对此类配电终端，要实现在投运前的调试工作，需做特殊处理。如附图3所示，公网区设置有与调试系统相通信的公网调试系统、与实时系统相通信的公网前置系统，调试系统和实时系统通过公网调试系统和公网前置系统而与配电终端通信。

[0042] 上述公网调试系统的图模信息来自安全Ⅰ区的调试系统；公网前置系统的图模信息来自安全Ⅰ区的实时系统；公网调试系统与公网前置系统制协同工作，其处理机制与安全Ⅰ区的调试系统和实时系统完全相同；公网调试系统采集到的实时数据只发送给安全Ⅰ区的调试系统。

[0043] 此外，调试系统在收到实时系统的否定确认或与实时系统的通信中断时，还可以给出告警或日志信息，方便用户查询维护。

[0044] 上述配电自动化系统增强了配电自动化管理功能，在红黑图管理中增加前置数据接入调试的功能，该功能以心跳线协调实际运行系统与调试系统的工作，支持程序可靠性验证及终端调试，对系统图模数据质量提高有重要意义，拟定改造但未投运的电网通道在测试系统中确认后，与实时系统进行同步，可以避免直接在实时系统中修改电网模型带来的问题。

[0045] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。