电气化下铁路电力调度技术

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与传统的铁路电力调度相比，电气化下的铁路电力运行控制，更为集中统一，也更为复杂。各种发电、变电、输电配电和用电设备，在同一瞬间，按着同一节奏，遵循着统一的规律，有条不紊地运行着。铁路电力调度的控制目标就是始终保持铁路电力系统的正常运行，安全可靠地向铁路部门提供合乎质量的电能；在电力系统发生偶然事故的时候，迅速切除故障，尽早恢复铁路电力系统的正常运行。

1铁路电力调度SCADA／EMS系统及其子系统

1．1支撑平台子系统支撑平台是整个系统的最重要基础．有一个好的支撑平台，才能真正地实现全系统统一平台，数据共享。支撑平台子系统包括数据库管理、网络管理、图形管理、报表管理、系统运行管理等。

1．2SCADA子系统包括数据采集，数据传输及处理，计算机与控制，人机界面及告警处理等。

1．3PAS子系统包括网络建模、网络拓扑、状态估计、在线潮流、静态安全分析、无功优化、故障分析及短期负荷预报等一系列高级应用软件。

1．4调度员仿真培训系统（DTS）包括电网仿真、SCADA／EM系统仿真和教员控制机三部分。调皮员仿真培训（DTS）与实时SCADA／EMS系统共处于一个局域网上，DTS本身由两台工作站组成，一台充当电网仿真和教员机，另一台用来仿真SCADA／EMS和兼做学员机。

1．5AGC／EDC子系统自动发电控制和在线经济调度（AGC／EDC）是对发电机出力的闭环自动控制系统，不仅能够保证系统频率合格，还能保证系统间联络线的功率符合合同规定范围，同时，还能使全系统发电成本最低。

1．6调度管理信息子系统（DMIS）调度管理信息系统属于办公自动化的一种业务管理系统，一般并不同于SCADA／EMS系统的范围。它与具体电力公司的生产过程、工作方式、管理模式有非常密切的联系、因此总是与某一特定的电力公司合作开发，为其服务。当然，其中的设计思路和实现手段应当是共同的。

2系统结构

系统采用三网机制。主网为l00M平衡负荷双网，由智能化100M堆栈式交换机来连接系统服务器和主网计算机节点。双主网均可提供多口的100M交换能力并可进行扩展。两台系统服务器选用RISC（精简指令集计算机）64位机，并配有磁盘阵列，以实现服务器的热备用以及信息的热备份。各工作站也优先选用64位机，都能从硬件上支持100M双网或多网运行并支持标准商用数据库，又能集成其它符合国际标形的实时数据库。工作站系列产品使用寿命长，易于扩充升级。主网各节点，依其重要性和应用的需要，可选用双节点备用、多节点备用或共享方式运行。主网双网配置可实现负荷热平衡及热备用双重使命。在双网均正常情况下，双网自动保持负荷平衡。当其中一网故障．另外一网就完全接管全部的通信负荷，在单网方式下亦可保证系统100％可靠性。系统通过MIS服务器或网桥与电力公司管理信息系统MIS连接，通过插入第三网来隔离连接MIS系统。还可以通过网络交换机与配电调度自动化系统相连。

2．1系统服务器系统服务器运行Sybase商用数据库管理系统，负责保存所有历史数据、登录各类信息：各种电网管理信息、地理信息系统（GIS）所需的多种信息、各类设备信息和用户信息等。其强大的数据库管理功能可方便用户查询和统计各种数据。

2．2SCADA工作站SCADA工作站为双机热备用，主要运行SCADA软件及AGC／EDC软件，完成基本的SCADA功能和AGC／EDC控制与显示功能。SCADA工作站通过2组终端服务器接收各厂站RTU信息。两组终端服务器直接挂在网上，实现双机、双通道的自动／手动切换，承担前置系统信息处理以及网络信息流优化功能。

2．3PAS工作站PAS是各种电力系统高级应用软件的简称。PAS工作站用于各项PAS计算以实现各项PAS功能，如潮流计算、短路计算等，并保存PAS的计算结果，如某些结果需历史保存、则同时保存到商用数据库中的历史数据库中。

2．4调度员工作站调度员工作站承担对电网实时监控和操作的功能，实时显示各种图形和数据，并进行人机交互，实现功能调用。其实，在主网的每个工作站上都可以显示SMA数据、PAS数据、DTS数据、DMS数据及GIS数据，但其它工作站没有对电网进行操作控制的权限。

2．5配电自动化工作站配电自动化工作站完成配电自动化管理功能，其地理信息系统（GIS）功能极强。

2．6DTS工作站DTS是调度员仿真培训的简写。最好用两台机，一台为教员机，另一台为学员机，可通过图形界面进行直观操作。也有用一台机进行仿真培训的。

2．7调度管理工作站调度管理工作站负责与调度生产有关的计划和运行设备的管理。

2．8电量管理工作站电量管理工作站实现电量的自动查询、记录、奖罚电量的计算等功能。

2．9网络网络是分布式计算机系统的关键部件，系统采用高速双网结构，保证信息能高速可靠传输，集中器（hub）可灵活配置，既可以采用高速以太网交换机，也可以来用堆栈式高速hub等。网络还配有路由器实现x．25通信协议，能方便地与广域网互连或与其它计算机网络进行通信，也可与上级或下级调度交换信息。

3软件环境

3．1操作系统采用UNIX操作系统，它是一种多用户，多任务的网络操作系统，其先进的进程调度策略和占先内核技术，保证了实时性要求，井有很强的内存保护机制。任何一个进程决不能访问到非法地址。UNIX是安全性最高的操作系统，可以不受病毒侵害。现有微机上所有病毒都不会感染到UNIX操作系统的机器上，不会因感染病毒导致网络崩溃。网络通信采用TCP／IP协议，它是目前使用最多，也是最安全的协议之一。

3．2系统软件数据库采用目前效率最高、采用客户／服务器（Client／Server）模式的Sybase商用数据库管理系统；图形采用Motif界面；核心程序全部采用面向对象的程序设计语言C＋＋编写；集成Excel作为制表工具，可方便地生成图文并茂的图形报表；提供x．25通信协议，可方便地与广域网通信，或与上／下级调度交换信息；提供多媒体功能，具有语音编辑和图像显示功能。

4系统软件结构

对铁路电力调度这种大型的开放式的分布式系统，软件结构要求开放、通用、模块化。系统采用的软件均为国标通用软件，符合国际标准，便于与其它系统互联。系统软件分为三层：数据层、程序层和通信管理系统层。（1）数据层主要包括实时数据库、历史数据库以及它们的存储历程。实时数据库分布于各台计算机中，支持数据的实时图形显示；历史数据库存干两台系统服务器中，互为热备用，用于保存历史数据、各种登录数据和电力系统各种参数。（2）上层应用程序主要实现电力系统的各项功能，如SCADA、PAS、DTS等，并提供良好的人机接口和管理工具，方便用户使用。（3）通信管理系统用于网络的管理及通信任务的管理，它对上层应用程序屏蔽具体的网络细节，保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。这些通信进程可能在同一台机器上，也可能分布于多台计算机中。

5结语

电气化下的铁路调度系统采用自动化设备和以及智能系统，符合铁路行车向着高速、大密度方向发展的客观需要，也是铁路电力系统发展的必然趋势。因此，广大铁路电力工作人员任重道远，建设性能更稳定、功能更强大、更开放、更容易扩展的电力调度自动化系统，实现管控一体化。