油田电网实时数据平台系统建设

油田电网实时数据平台系统建设

张建国 史春森

黑龙江省大庆市中国石油集团电能有限公司 163453

摘要：大庆油田电网调度自动化系统是保证电网安全、可靠、稳定以及经济运行和提高调度运行管理水平的重要手段。原调度自动化系统需要升级改造, 系统的数据支撑平台是自动化系统建设首先考虑的部分。本文从油田电网实时数据平台系统体系结构及基础功能、实时数据的获取、安全防护体系的构建、应用情况等几个方面阐述了油田新系统的数据支撑平台整体情况，作为油田新一代自动化系统的重要支撑部分，其必然在电网的安全稳定运行中发挥重要的作用。

关键词：电网调度自动化主站系统；实时数据平台；IEC61970；集成总线；数据总线

1 引言

电网调度自动化系统是电网安全经济运行的重要支柱之一。原调度自动化系统由于硬件老化严重；软件运行不稳定；系统容量严重不足等原因需要进行升级改造，建设新的调度自动化系统。

调度自动化系统数据平台是调度自动化系统基础支撑，它是自动化系统建设首先考虑的部分，原系统数据平台存在的技术缺陷和新系统中PAS、DTS高级应用功能对电网实时数据的客观需求促使我们研究新系统的平台建设；同时以下两个方面为我们研究建设油田电网实时数据平台提供了的保障，一方面是国家电网在全面推行电网实时大数据中心的建设中所应用的技术和建设经验，另一方面按照油田公司加强信息化建设的要求，采油厂正逐渐建立区域电网的调度自动化系统，并推行变电站集中监控。按照国家电网调度管理条例规定，各区域电网调度自动化系统数据需要实时上传至电力调度中心自动化主站系统，实现数据共享，为指挥油田电网的运行操作提供强大的数据支持，以保证电网安全运行，为油田生产提供可靠的电力保障。。

2 油田电网实时数据平台系统体系结构及基础功能

目前调度自动化系统均采用平台+应用的模式构建，由于支撑平台的作用主要是为应用软件的数据传输、存储和显示提供支持，主要包括网络管理、数据库管理、图形管理等内容。

支撑平台分为集成总线层、数据总线层、公共服务层等三层，集成总线层提供各公共服务元素、各应用系统以及第三方软件之间规范化的交互机制，数据总线层为它们提供适当的数据访问服务，公共服务层为各应用系统实现其应用功能提供各种服务，比如图形界面、告警服务等。系统的体系结构如下图所示。

2.1集成总线层

集成总线层遵循IEC 61970、IEC 61968等开放性的国际标准，其中IEC 61970提供公共服务、第三方软件之间规范化的交互机制，是系统内部以及与第三方软件之间的集成基础，实施的关键技术是组件技术，采用的是OMG组织制定CORBA规范；IEC 61968标准的目标是针对独立的应用系统之间的集成，而不是应用系统内部各组件之间的集成。

2.2数据总线层

数据总线层由实时数据库、商用数据库以及相应的数据访问中间件等构成。商用数据库用来存放非实时和偶然同步的数据，同时提供历史数据服务，具有可靠性高、容量大、接口标准、安全性好等特点。依托底层的集成总线层构成的分布式实时数据库，保证了实时数据的同步，数据总线的结构如下图所示。

图5-3 数据总线结构示意图

图中，CDA(Common Data Access)是一种非实时的CIS接口，用于对 CIM的非实时访问和偶然的数据访问；导入／导出接口直接面向CIM结构，用于整个系统网络模型的导入／导出，如以CIM/XML的格式进行系统互操作；实时CIS按IEC 61970中组件接口规范框架CIS来做。

2.3公共服务层

公共服务层指为应用软件提供显示、管理等服务的各种工具软件即基础功能软件，公共服务偏向于通用的工具，而不像应用软件则是偏向于解决业务领域的问题。

公共服务层的基础功能软件主要有：包括图模库一体化的图形管理工具、报表工具、权限服务、告警服务、WEB服务和系统管理等等。

3平台系统实时数据的获取

作为油田电网的实时数据汇聚、处理中心，平台系统需要与遍布油田的多个监控系统进行数据通信，为此需要进行以下研究：

3.1油田电网调度数据基础网络组建

3.1.1基础网络节点分布

与油田电网实时数据平台系统通信的监控系统主要分布在各二级单位、采油厂，每一个子系统作为一个网络节点，每一个网络节点分配一个网段；在电网调度自动化系统平台侧的数采交换机上划分各集控中心（星火、会战、采油一厂、采油二厂等）的VLAN接口，通过VLAN实现与各集控中心的网络连接；通过路由器实现数采交换机与实时数据平台的前置交换机的网络连接，各节点与实时数据平台系统之间的网络通道利用油田现有的电力通信网络。油田电网调度数据基础网络整体分布如下图：

3.1.2网络物理链路通道

各节点与实时数据平台系统之间的网络通道利用油田现有的电力通信网络。

3.2选取电力系统网络规约实现电网数据共享

实时数据传送采用网络规约IEC60870-5-104，DL476-92 。

4实时数据平台安全防护体系的构建

依据《全国电力二次系统安全防护总体方案》，结合油田电网电力自动化数据网络的构成及数据业务，利用防火墙、入侵检测和安全隔离技术，建立油田电网实时数据平台安全防护体系，实现系统网络专用和横向隔离，确保油田电网实时数据平台的安全可靠。

5应用情况

油田电网实时数据平台系统于今年7月投入运行，在平台系统内建立生产控制区、非控制区和管理信息区，在控制区、非控制区之间架设了防火墙，在生产控制区和管理信息区之间架设了正反向隔离装置；绘制电网主接线图、各类曲线棒图500多幅，实现了与供电星火和会战集控中心、大庆电业局调控中心、电力营销公司、采油一厂和采油二厂变电集控中心采油一厂、采油二厂电网数据交换，共直采变电站和接收各区集控站电网实时运行遥测数据3万余条，遥信数据6万多条。

结束语

调度自动化系统实时数据平台是调度自动化系统基础支撑，经过缜密的前期技术研究和后续的科学建设，目前在油田电网中已经得到良好的应用，随着油田电网的不断发展壮大，调度自动化系统实时数据平台在系统开放性、集成能力、安全稳定性方面的潜能必将得以展现，更好的为油田电网服务。

作者简介：

张建国，197103，男，黑龙江省大庆市，硕士研究生,高级工程师,，从事电网调度自动化系统开发、应用和技术管理工作

史春森，196507，男，黑龙江省大庆市，硕士研究生,高级工程师，籍贯：黑龙江省大庆市，从事电力系统继电保护和通信自动化专业技术管理等工作