数据接口设计方案探讨，SCADA实时数据接口

4.2.3.1　SCADA实时数据接口

农村电网规划系统的实时数据接口主要是要从配电自动化和地调SCADA系统实时数据服务器中获得规划需要的实时数据和历史数据，从而通过分析网络的现状找出网络的薄弱环节。网络运行优化和短期网络规划都需要来自SCADA系统，特别是配电自动化系统的信息。

图4-8　FME提取数据界面图

电网数据库在设计的过程中应考虑SCADA系统的实时数据，通过配电设备元件和SCADA系统中遥测和遥信的关联，可以实时获得配电自动化和地调SCADA系统的信息。

配电自动化系统一般分为三层结构：设备层、子站层和主站层。设备层装置纷繁复杂，协议众多，有FTU、DTU、TTU，通信包括有线、光纤、无线、GPRS等，协议有IEC870—1—101，102，104，CDT和很多厂家自定义协议。子站层起到一个适配器的作用，向上屏蔽设备层细节，向上提供标准的通信协议如104，CDT等，同时过滤出有用的信息，可以向不同的主站转发不同的测点信息。主站服务器从子站接收到实时数据后，放到实时数据库。

为了屏蔽SCADA系统的差异性，使得配电网规划系统能够相对独立，SCADA的变化不会扩展到规划系统，采用商用数据库接口标准JDBC和ADO来获得SCADA数据。采用JDBC和ADO接口有如下好处：①采用标准接口可以屏蔽实时数据库的特殊性，使得实时数据库与商用数据库的调用方法一样；②大量的数据库显示和处理控件都支持这两种接口，简化SCADA系统的开发；③易于维护和管理，易于实现实时数据库和商用数据库间的数据共享。考虑到商用数据库和实时数据库的差异，实现了以下关键技术：

（1）支持发布／订阅机制和主动查询技术：支持实时数据的发布／订阅机制。实现方法是建立客户／服务器间的双向连接，将变化发送看做是请求发送的逆过程。当客户端与服务器建立连接（连接1）时，服务器同时建立与客户端的连接（连接2）。请求发送数据走连接1，变化发送数据走连接2。客户端通过连接1将要订阅的内容（SQL语句）发送给服务器，服务器定期进行SQL查询，并将满足条件的结果返回客户端。在发布订阅机制的基础上可以很方便地实现主动查询技术。主动查询技术只用发送一次SQL查询，服务器每次将变化数据刷新客户端数据，从而降低了网络资源的占用。

（2）支持高可靠性和负荷均衡机制：目前，大多数OS都提供高可靠性和负荷均衡机制，如微软的MSCS、Alpha的TruCluster等。实时数据库是通过配置MSCS或TruCluster来达到HA和LB的。系统故障时，能够自动切换主备实时库。网络故障时，客户端自动重新连接，应用系统感觉不到变化。(www.xing528.com)

（3）支持数据同步机制：可以和若干个复制实时数据库建立同步机制。复制数据源为只读，主数据源和复制数据源隔离，提高了操作的安全性，特别适用于规划系统的应用。

4.2.3.2　GIS 数据接口

GIS中描述电网的模型是面向设备模型，设备的属性数据和连接关系都保存在GIS数据库中。在与规划系统接入时，采用OGC（开放性图形连接标准）载入图形数据，通过模型校验分析GIS中的面向设备模型检查数据质量，并在AM/FM/GIS中改正。模型校验检查连接错误报警、环网报警、孤岛作色显示等。

对通过校验后的面向设备模型进行单端元件双端化、站内站外连接、网络简化、区段化和环网化等处理后形成面向馈线模型和区段模型。其中，馈线模型记录馈线和设备的包容关系及馈线间的网络联系；区段模型记录区段和馈线、设备的包容关系以及区段间的网络联系。

在提取馈线模型和区段模型的过程中，系统提供自动提取馈线和环网、自动生成主接线图和环网图的能力。用户可以修改提取主接线图和环网图，但保持连接关系和计算模型不变。可以在同一窗口中同时显示地理接线图、主接线图和环网图，并能够相互联动，如在环网图中点击线路可联动到地理界线图对应的所有线段，在主接线图上做出的计算结果可显示在地理接线图上。

在单个项目设计时，用户可按照指定条件选择单项设计的范围，如按照区块和地理范围、按照变电站的供电范围、按照一条和多条馈线的供电范围、按照一个或几个环网来建立配电网络模型。网络模型建立后与项目文件和配置保存在一起，可以更新再提取，但不用每次都重新形成。系统可以新建项目、打开已有项目、保存当前项目，项目中包括若干方案，可分析、处理、评估每个方案。

提取配电网络模型后，用户可以增加候选线路和候选站址，进行网络设计等。系统提供电网编辑工具在画图时建立网络模型，做到图库一体化。规划图和设计图与AM/FM/GIS隔离，与项目配置文件一起保存在规划库中。

整个网络提取过程不仅能够简化网络、提高效率，不失完整性和一致性，而且能够对复杂配电网进行解耦：辐射网潮流计算按照馈线来求解；网络重构和可靠性计算按照环网来计算；网架规划和自动化规划都可以分解成若干环网单独规划，从而达到复杂系统分解的目的。

数据接口与电网建模是农村电网规划设计和开发的重要环节。上述数据接口设计方案充分考虑了各系统的数据共享，将外部接口在结构上分为数据提取和数据导入两个环节，采用FME完成复杂易变的外部数据提取有助于各子系统间的隔离和相对独立。