变电站实时监控系统开发指南文档合集

WQL-900T变电站后台监控系统软件概要设计说明书目 录1引言11.1目的11.2适用范围11.3定义11.4参考资料12总体设计22.1设计目标22.2运行环境22.2.1硬件环境22.2.2软件环境22.3网络结构22.4总体设计思路和处理流程42.5模块结构设计62.5.1网络通讯62.5.2图元&图表绘制132.5.3图表管理152.5.4数据配置定义162.5.5实时图表显示232.5.6五防操作票242.5.7历史/实时曲线372.5.8谐波分析392.5.9故障录波分析402.5.10电量计费442.5.11保护管理452.5.12事故追忆462.5.13事件检索482.6尚未解决的问题503接口设计513.1外部接口513.2内部接口513.2.1图元&图表绘制与实时图表显示之间的接口513.2.2图表管理与实时图表显示之间的接口513.2.3数据配置定义与采样数据之间的接口513.2.4历史/实时曲线与数据库之间的接口513.2.5谐波分析与数据库之间的接口523.2.6故障录波与dat文件的接口523.2.7事故追忆与数据库之间的接口523.2.8历史事件与数据库之间的接口524系统安全设计534.1数据传输安全性设计534.2应用系统安全性设计534.3数据存储安全性设计53 WQL-900T变电站后台监控系统软件 概要设计说明书 V1.001 引言1.1目的本文档是对WQL-900T变电站后台监控系统软件图表绘制软件模块（以下称为WQL-900T图表绘制软件模块）的要求进行详细分析和讨论后得出的需求规格说明书，旨在明确客户对WQL-900T图表绘制软件模块需求。通过本需求规格说明书，可以了解到WQL-900T图表绘制软件模块的开功能边界、设计思路、模块设计等。本文档面向的读者是：WQL-900T变电站后台监控系统软件项目组开发人员、测试人员、QA1.2适用范围模块名称：WQL-900T变电站后台监控系统软件根据WQL-900T变电站后台监控系统软件（简称为WQL-900T系统）的开发需求，此模块主要完成基本图形（直线、矩形、椭圆、文字等）的绘制功能、复杂图形（实时曲线、表格、遥测/遥信/遥脉列表、实时棒形图等）的绘制、图元的绘制；对图形的操作，如几何图形的线型、线宽设置，文字图形的字体、字号设置、撤销重做、对齐操作等，以及对画布属性的管理，如画布图层管理、是否显示网格、画布大小、画布颜色等等。1.3定义无1.4参考资料编号资料名称说明1WQL-900T变电站后台监控系统软件需求规格说明书V1.00592 总体设计2.1设计目标本模块软件是WQL-900M变电站后台监控软件的重要组成部分，是WQL-900M系统的图形开发工具。主要完成工程图表的绘制，生成的图表文件可以在WQL-900M实时图表显示软件中打开，进而完成工程的实时监控。本软件要求WQL-900M变电站后台监控软件的服务器应用程序WQLerver.exe和客户端应用程序WQLClient.exe启动且运行正常。2.2运行环境2.2.1硬件环境硬件环境类别要求CPU1GHz以上CPU内存最少512MB主机硬盘最少80GB2.2.2软件环境软件环境类别要求操作系统Windows 2000Pro,Windows XP数据库Sql Server 2000 SP3或以上2.3网络结构整个变电站综合自动化系统由三层组成：智能终端层、中间通讯层、后台监控层。如图所示:系统架构图l 智能终端层底层智能装置构建了自动化系统的基础部分，它们是系统的触角和最终命令的执行者，也是系统中唯一与电力相关设备直接相连的部分。底层智能终端负责采集系统需要的数据，并对原始数据进行预处理，然后采取主动上送或等待系统查询时上送的方式，将相应数据上送至系统；同时系统对电力设备的远方操作时，首先要将命令下发至智能装置，由智能装置的器件实现控制。常见的智能装置有：微机保护装置、低压测控装置、电度表、GPS、直流屏、温控器、综合信号采集装置等等。l 中间通讯层由通讯总线和前置通讯子系统（前置机）组成，前置通讯子系统与后台子系统相独立，可与后台子系统软件运行于同一台计算机上，也可以运行于不同的计算机上，专门处理通讯任务。能与现场各种智能设备通讯；同时也提供远动功能：能够向两个及以上的调度或集控站收发数据。通讯总线为现场总线RS-485、CAN-BUS、LONWORK等，以总线方式组成分布式结构，便于扩充和维护；支持RS232、以太网等其它方式。已内置当前常用的协议，通过简单的设置即可应用；同时，软件已为协议扩充搭好了框架，适应厂家的特殊协议。l 后台监控层：后台监控系统由工业微机组成，可通过网络由一台或多台微机组成，构成分布式监测控制系统。系统功能强大，界面友好，能满足综合自动化系统的需要，也可作为小型调度使用。具备以下功能，并能根据客户的要求，增加特殊的模块。Ø 系统数据库子系统；Ø 数据浏览及处理子系统；Ø 报表子系统；Ø 事件记录及实时告警子系统；Ø 制图子系统；Ø 实时显示子系统；WQL-900T变电综合自动化系统软件是上面三层有机结合的整体。由于各个现场配置的设备不同，而且用户提出的要求也不尽相同，WQL-900D配电综合自动化系统软件应用于具体项目时，可以根据用户需求灵活配置使用。2.4总体设计思路和处理流程系统内部各模块的关系，如下图所示：关系图说明如下：数据库管理子系统将后台服务管理子系统采集来的事件记录、告警信息、实时开关量数据、实时模拟量数据分别存入实时数据库及后台磁盘数据库，对于用户管理子系统维护的用户权限相关信息也进行保存。后台服务管理子系统提供采集来的事件记录、告警信息、实时开关量数据、实时模拟量数据，但接收告警确认信息、控件命令。图表制作子系统提供制作好的图表相关信息。报表制作子系统提供制作好的报表模板。综合管理子系统调用其它模块运行，需要验证用户权限，同时，它还从实时模拟量数据中获取总有功、总无功、频率等信息在主界面上显示。事件记录及报警管理子系统接收后台服务管理子系统提供的事件记录、告警信息用于显示并进行声光告警，确认后消息再回复给后台服务管理子系统。实时图表管理子系统根据已定义的图表信息及实时开关量数据、实时模拟量数据进行数据显示，用以监控变电站运行状态，通过界面又可以发布遥控、遥调等控制命令给后台服务管理子程序，从而实现对相关设备的远程控制。报表管理子系统根据已定义的报表模板及实时开关量数据、实时模拟量数据进行报表生成打印。用户管理子系统维护用户相关信息。系统与其他各系统的关系，如下图所示：WQL-900T变电综合自动化系统与外部系统的关系简要描述如下：本系统只与前置通讯管理系统进行数据交互，交互内容包括事件记录、告警信息、遥测数据、遥信数据、遥脉数据、控制命令等。当IED（Intelligent Electric Device智能电子设备）发生保护动作、遥测越限、RTU投入退出等操作时，将主动上送给前置程序，前置程序再以事件记录的方式上传给本系统。前置程序定时召唤遥测、遥信、遥脉等数据，然后上传给本系统。系统通过实时图表界面发起遥控、遥调命令时，先发遥控选择等待返校信息，收到后再发控制指令。2.5模块结构设计2.5.1网络通讯2.5.1.1支持间隔层直接上网双网结构支持保护单元直接上网（具备双网口），非以太网设备（无双网口设备）通过规约转换器上网，保护单元须具备双网口，A,B网口最好不共用缓存区（当网络处于非正常状态，比如A网网卡损坏，会产生大量的广播报文,自环数据容易产生网络风暴，这时装置A网发送缓存区由于找不到发送时隙容易被堆满，这时如果A,B网共用缓存区则B网发送也产生错误）。网络报文必须支持TCP/IP、UDP广播(UDP)和UDP点对点 (UDP/IP)三种通信方式。网络报文采用TCP/IP、UDP广播(UDP)和UDP点对点 (UDP/IP)三种通信方式。采用TCP/IP协议时，TCPIP网络广播端口号为8000。网络报文最大长度为512，报文数据区最大长度为480。应用层报文包括后台监控系统与间隔层间IEC60870-5-103报文 (Class=1)、后台监控系统与间隔层间非IEC60870-5-103报文（Class=3）和预留给后台监控系统间报文（Class=2）三种。考虑到后台监控系统与间隔层间IEC60870-5-103 UDP广播报文太多，网络容易发生碰撞、冲突，需将ASDU进行组装，方式如下： 长度1（1个字节，指ASDU报文1的长度，不包括本身长度）ASDU报文1 ASDU报文2 长度n（1个字节，指ASDU报文n的长度，不包括本身长度） ASDU报文n 后台监控系统与间隔层间IEC60870-5-103报文 1） 遥测量(顺序排列)的ASDU（ASDU50、UDP）2） 遥测量(非顺序排列)的ASDU（ASDU51、UDP，需要申请重发）3） 档位信息的ASDU（ASDU38、UDP）4） 带时标的档位信息的ASDU（ASDU39、UDP）5） 全遥信量(单点)的ASDU（ASDU44、UDP）6） 全遥信量(双点)的ASDU（ASDU46、UDP）7） 变位遥信(单点)的ASDU（ASDU40、UDP，需要申请重发）8） 变位遥信(双点)的ASDU（ASDU42、UDP，需要申请重发）9） SOE(单点)的ASDU（ASDU41、UDP，需要申请重发）10） SOE(双点)的ASDU（ASDU43、UDP，需要申请重发）11） 遥脉量的ASDU（ASDU36、UDP）12） 带时标的遥脉量的ASDU（ASDU37、UDP）13） 遥控和遥控返校的ASDU（ASDU64、UDP/IP）14） 升降和升降返校的ASDU（ASDU65、UDP/IP）15） 遥调和遥调返校的ASDU（ASDU66、UDP/IP）16） 同期操作和同期操作返校的ASDU（ASDU67、UDP/IP）17） 时间同步的ASDU（ASDU6、UDP）18） 保护开关量输入信号和内部报警信号的ASDU(ASDU1、UDP，需要申请重发)19） 保护动作信号的ASDU（ASDU2、UDP，需要申请重发）20） 保护定值(或测量值)上送的ASDU (ASDU10)21） 保护定值(或测量值)名称上送的ASDU (ASDU10)22） 响应带确认写保护定值的ASDU (ASDU10)23） 响应带执行写保护定值的ASDU (ASDU10)24） 读保护定值(或测量值)的ASDU (ASDU21)25） 读保护定值(或测量值)名称的ASDU (ASDU21)26） 带确认写保护定值的ASDU (ASDU10)27） 带执行写保护定值的ASDU (ASDU10)后台监控系统与间隔层间的非IEC60870-5-103报文(Class=3)28） 系统管理类报文29)