卢朝晖，孟立会
(河北电力调度通信中心，河北 石家庄 050021)
摘 要：阐述了在MIS系统端二次开发应用SCADA数据信息的处理过程，并通过在河北南网MIS系统开发、应用实践工作中的体会，对电力系统中有关实时数据信息的定义，数据文件的传输、存储及应用等几个关键环节进行了剖析，提出了具体解决问题的方法。
关键词：SCADA数据信息；多线程技术；FTP协议；实时数据库
Secondary Treatment and Use of SCADA Data Information at MIS System End
Abstract：The treatment process of SCADA data information for the secondary development use in MIS system end is described in this article. Through the experience of development and application of MIS system in Southern Hebei Power Network, the authors realize some important points，such as the real time data definition, data document transmission, storage and application, and some key links. They also propose concrete methods to solve problems.
Key words：SCADA data in formation；multithreading technology；FTP protocol；real-time database
在电力系统中，电网实时数据首先是为电网调度服务的，但出于电网调度安全的考虑，SCADA网络系统与其它网络系统之间都采用了隔离手段，河北省南部电网(以下简称河北南网)的SCADA系统是2001年从加拿大SNC-LAVALIN公司引进的ECS(Energy Control System)系统的一个子系统，ECS系统与其它系统之间采取了比较完善的隔离方法，它与MIS系统是通过在ECS系统端保留的通信网关服务器进行连接的。河北南网的SCADA系统是一个技术先进、应用成熟的系统，其专业性很强，运行也很稳定，但它的应用却只局限于调度部门，不能满足调度以外的其它生产部门以及管理和决策人员的需要，因此在MIS端以SCADA数据信息为数据源的二次开发应用就显得十分重要。
1 SCADA数据信息在MIS系统端的应用
目前河北南网对于SCADA数据信息的应用主要有电网实时信息显示系统、调度日报查询系统和SCADA数据信息的综合统计查询等3部分。电网实时信息显示系统主要包括河北省电力调度中心直调电厂和变电站的厂站接线图、综合数据画面和重要数据的实时曲线画面；调度日报查询系统用于在河北电力信息网上发布每天的发电、供电、检修情况和电网运行参数等信息；SCADA数据信息的综合统计查询主要用于基于SCADA历史数据库的各种统计报表的生成。
SCADA数据信息在MIS系统端的应用，为河北省电力公司各管理部门及时掌握电网实时信息提供了有效手段，同时也为电网数据的统计分析提供了基础数据。
2 MIS系统与SCADA系统的网络连接方式
河北南网的SCADA系统与MIS系统的网络连接如图1所示，其中SCADA系统的通信节点作为通信网关服务器，为1台Compaq Alpha Server DS206/500MHz服务器，它共配有3块网卡，其中前2块网卡连接到SCADA系统A、B双以太网上，第3块网卡与MIS系统连接。在MIS系统端对于SCADA信息的应用是以通信节点上的各种类型的数据文件作为应用的数据源，采用稳定可靠的信息传输、存储技术将SCADA系统中的实时数据导入MIS系统中。在MIS系统，对SCADA数据进行信息化的处理和开发以满足各种应用功能的要求。
3 SCADA数据信息的获取及文件结构
河北南网SCADA数据文件的生成，采用了Client-Server形式的一组进程。首先，Server进程通过对实时SCADA内存数据库点索引的检索而得到SCADA数据库中所有点，包括遥测、遥信、非遥测，计算点的动态信息:点值和点状态，同时得到静态信息：点名、组名、点的RTU号和点号、点类型、点描述、点在数据库的ID号。这些信息形成一个专用共享的数据区，数据区的动态信息实时刷新，周期为5～20 s，然后由Client进程检索Server产生的共享数据区形成一个包括点名、组名、RTU号、点号、点类型、点描述的索引文件和一个包括RTU号、点号、点值、点状态的实时数据文件传送给MIS系统。
4 数据信息的传输
4.1 基于FTP服务器传输方式的选择
数据信息的传输是在不同操作系统之间进行的，SCADA系统的运行环境是UNIX操作系统，MIS系统的应用环境是Windows操作系统。在不同的系统之间传输数据文件，较成熟的方法是利用FTP文件传输协议。河北南网的数据信息传输便采用了FTP协议，选择在SCADA系统端的通信节点上建立FTP服务，用于两系统间数据文件的传输，在具体应用中又考虑到以下2个因素。
a. 基于UNIX操作系统的FTP服务器运行比较稳定，安全性更高。
b. SCADA系统与MIS系统之间功能相互独立，开发和应用方便灵活。
4.2 文件传输的实现
文件传输根据不同的应用选择不同的方法，对于实时性要求不高的应用，可考虑用定时触发的简单命令行方式或编写比较简单的应用程序来实现，例如每天只传输一次的调度日报文件的传输，可以采用这种方式。
在电力系统应用中，SCADA信息在MIS系统中最基本的应用是在MIS系统中建立起电网实时信息系统，对于这种实时性要求较高或传输频率较高的应用系统，数据信息的传输不仅仅是简单的文件拷贝。因此在对文件传输模块进行设计时，不仅要解决好文件传输与数据处理等的并发，同时也要考虑到系统的容错能力等因素。编程方法采用多线程技术编写文件传输模块，实践证明，采用多线程技术的FTP程序，不仅很好地解决了文件传输与数据处理的并发，而且在系统容错性方面也解决了FTP服务器运行出现异常而自己重新启动和人为的网络临时中断或其它故障中断。
这样在故障恢复时，MIS端的应用系统就可以自动恢复正常，而不需人为干预，保证了应用系统运行的实时性和可靠性。同时文件传输模块应具备日志记录功能，例如可以自行判断网络的连接状态，并做相应的记录，根据日志文件可以改善网络性能和提高运行的可靠性。
4.3 FTP服务器的权限设置
通过在FTP服务器上设置不同的用户访问权限，可以使不同的应用访问不同的FTP目录，这样不同的应用系统之间互相隔离，提高了MIS端各应用系统的安全性。
5 数据的存储
5.1 实时信息的存储
河北南网SCADA信息在MIS系统端的存储主要有实时数据库和历史数据库，两者通过临时数据库实现实时数据库向历史数据库的导入，临时数据库和历史数据库均以时间字段为索引建立数据表，各数据库之间的关系如图2所示。
5.1.1 实时数据库
实时数据库用于存储当前电网运行的各种参数，包括遥测点值、遥信点值、非遥测点值、计算点值，这些数据按周期刷新，一般刷新周期为10～20s，刷新频率高、数据量大，通常采用内存缓冲区作为存储介质。在电网实时信息显示系统中，根据实时数据库对所显示的厂站画面和实时曲线画面进行数据刷新。
5.1.2 临时数据库
临时数据库将需要保存到历史数据库中的数据临时保存在关系数据库中，它的数据更新方式如下。
a. 采样增添数据按照历史数据库的保存周期，以增添的方式，将实时数据库的数据采样数值添加到临时数据库中，一般为1～15min，根据不同的应用可以设定不同的采样周期。
b. 定时导出数据临时数据库保存当日的数据信息，在每天零点时将临时数据库前一天的数据导入历史数据库，同时将临时数据库中前一天的数据清空。
在河北南网的电网实时信息系统中，临时数据库是按照每15min一个采样点、每天96个点进行采样的，临时数据库中的数据主要用于当日曲线的显示。
5.1.3 历史数据库
历史数据库是对重要电网参数信息的存储，它保存在关系数据库中，用于显示历史曲线，也可用历史数据库的信息做各种类型的统计分析报表。
5.2 调度日报数据信息的存储
在MIS系统端，报表转换程序从每天的调度报表文件中读取的各行列的数据，按照一定的格式重新整理后写入到关系数据库中保存起来，再用浏览器方式进行调度日报的查询、显示。
6 系统完善
对于SCADA数据信息的处理应提出一个全面的数据传输、存储及发布的解决方案，建立SCADA信息数据库，使所有的应用以这个统一的数据库为基准数据库，而不是建立多个结构、功能重复的数据库，以保证数据信息的唯一性。另外，在保证数据的安全性、可靠性方面可根据应用的需要在SCADA端保留主、备2台通信服务器，在 MIS端也要充分考虑到数据库服务器的主、备等安全工作模式，并注意做好数据的备份，解决好数据信息存储年限问题。
参考文献
［1］Richard C.Lernecker，Tom Archer. Visual C++6宝典［M］.北京：电子工业出版社，1999.
［2］吴文传，张伯明，徐春晖，等.调度自动化系统实时数据库模型的研究与实现［J］.电网技术，2001，(9).
