基于SOA的电网调度自动化系统研究——事件驱动通讯系统开发及数据库设计

摘要

在建设智能电网的过程中，有越来越多的高级应用软件被接入电网调度自动化系统。传统调度系统多采用高耦合方式的架构，系统中容易形成信息孤岛，不利于系统的扩展与维护，单个功能故障甚至会造成整个系统的崩溃，严重影响着调度系统的稳定性。为消除信息孤岛，降低调度系统耦合程度，论文提出了一种面向服务架构(SOA)的调度系统实现方法，以满足智能电网发展的需要，提高调度系统的稳定性和可扩展性。通讯系统作为调度系统的数据门户，对可靠性、实时性、可维护性、可扩展性都有非常严格的要求，其核心是通讯规约。不同于传统规约解析采用的顺序编程方式，论文提出了基于事件驱动机制的IEC60870-5-104规约解析方法，以克服传统方法具有的关联性强、灵活性差的缺点，并可大幅降低对计算机资源的消耗;同时，针对C/S结构的传统系统部署繁琐、可维护性差的问题，提出基于Web技术实现通讯系统人机联系界面的设计方案，用户无需安装任何插件，即可通过浏览器对系统进行跨平台访问，极大提高了系统的易用性。另外，为彻底消除调度系统存在的信息孤岛，论文还提出了基于SOA的调度数据库设计方案，定义了标准化数据服务接口，使其他应用可通过远程服务调用实现数据访问。本文基于SOA架构，实现了从数据采集、数据传输到数据存储为一体的调度基础数据平台的开发。并将其应用于广西某县级调度控制中心，解决了现有系统无法进行横向信息传输的问题，有利于进行系统扩展和维护，验证了将所提架构应用于调度系统的可行性和易用性。

目录

声明

摘要

主要符号对照表

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 调度系统的发展趋势

1．3 面向服务架构(SOA)研究现状

1．4 课题研究的意义

1．5 本文的主要工作

第二章 关键技术介绍

2．1 SOA概述

2．1．1 SOA的特征

2．1．2 服务设计的核心规范

2．1．3 SOA典型软件模型

2．2 Windows通讯平台(WCF)技术

2．2．1 WCF的基本概念

2．2．2 WCF的体系结构

2．3 SOA与WCF

2．4 本章小结

第三章 基于SOA的调度系统设计

3．1 引言

3．2 面向服务架构的调度系统设计

3．2．1 调度系统总体架构

3．2．2 调度系统企业服务总线

3．2．3 SOA的通讯系统信息共享模式

3．3 SOA调度系统的优势

3．4 本章小结

第四章 IEC60870-5-104规约分析与实现

4．1 引言

4．2 规约主要内容分析

4．2．1 一般体系结构

4．2．2 核心参数说明

4．2．3 报文控制域定义

4．2．4 三种类型报文结构

4．2．5 报文传输的启动、测试和停止

4．2．6 报文传输安全控制机制

4．3 基于事件驱动机制的规约解析方法

4．3．1 事件驱动机制概述

4．3．2 事件驱动机制的优点

4．3．3 规约解析的事件驱动框架

4．3．4 事件驱动的规约解析流程

4．4 规约解析功能的具体实现

4．4．1 链路初始化过程

4．4．2 通信数据收发

4．4．3 遥测功能的实现

4．4．4 遥信功能的实现

4．4．5 遥控功能的实现

4．4．6 遥调功能的实现

4．4．7 其他

4．5 规约解析结果的验证与讨论

4．5．1 遥测解析结果验证及讨论

4．5．2 遥信解析结果验证及讨论

4．6 规约解析的难点及解决方案

4．6．1 程序稳定性影响因素

4．6．2 TCP连接的稳定性

4．6．3 报文粘包的分解与合并

4．6．4 多线程技术的应用

4．7 本章小结

第五章 通讯系统人机联系界面的开发

5．1 引言

5．2 ASP．NET与HTML5的技术特点

5．3 功能界面的开发

5．3．1 通道状态显示界面

5．3．2 实时数据显示界面

5．3．3 系统参数设置界面

5．4 本章小结

第六章 数据存储的设计与实现

6．1 引言

6．2 基于SOA的实时数据库设计

6．2．1 实时数据库的特点

6．2．2 实时数据库开发的难点

6．2．3 SOA的实时数据库设计方案

6．3 历史数据库的设计与实现

6．3．1 历史数据库的特点

6．3．2 历史数据库的选择

6．3．3 历史数据表的设计

6．3．4 历史数据的存储过程

6．4 本章小结

第七章 系统集成、测试及发布

7．1 引言

7．2 系统集成

7．2．1 基础运行平台配置

7．2．2 服务部署与安全发布

7．2．3 远程服务调用

7．3 系统测试

7．3．1 功能测试

7．3．2 稳定测试

7．3．3 性能测试

7．4 本章小结

第八章 总结与展望

8．1 总结

8．2 展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况