專利名稱：應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)采集及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中保護(hù)和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一體化集成多態(tài) 數(shù)據(jù)的采集和處理方法。
背景技術(shù)：
各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)(EMS)通過設(shè)置在廠站的遠(yuǎn)傳終端單元(RTU) 收集電網(wǎng)中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和測量值，使調(diào)度運(yùn)行人員能及時(shí)跟蹤、調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行 狀態(tài)，EMS采集的是穩(wěn)態(tài)的、低采樣密度的電網(wǎng)時(shí)間斷面數(shù)據(jù)。
近幾年興起的相角測量單元(PMU)及以其為基礎(chǔ)的廣域測量系統(tǒng)(WAMS)是 EMS的有力補(bǔ)充，PMU能提供較高采樣密度的電力系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)，使得在更精細(xì)的時(shí) 間尺度上對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行同步觀測，以及利用這些精細(xì)數(shù)據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全新的分析 成為可能，從而彌補(bǔ)了 EMS系統(tǒng)的不足。WAMS系統(tǒng)采集的是動(dòng)態(tài)的、較高采樣密度 的電網(wǎng)時(shí)間斷面數(shù)據(jù)。
電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)(FIS)主要是對(duì)電力系統(tǒng)二次裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，如繼電 保護(hù)和故障錄波器等，對(duì)這些裝置送出的所有信息進(jìn)行采集和分析處理,并具有為用戶提 供告警、操作、分析、統(tǒng)計(jì)、査詢等功能的綜合性系統(tǒng)。這些裝置記錄的主要是電網(wǎng)故 障或異常時(shí)的瞬時(shí)值，因此FIS系統(tǒng)主要采集的是暫態(tài)的、高采樣密度的電網(wǎng)時(shí)間斷面
、w . rm數(shù)據(jù)。
穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)等多態(tài)數(shù)據(jù)，關(guān)注的都是同一電力系統(tǒng)對(duì)象的運(yùn)行信息，相互補(bǔ) 充，但由于側(cè)重點(diǎn)不同及技術(shù)所限，大部分調(diào)度中心需要建立不同的電力自動(dòng)化系統(tǒng)來 對(duì)這些信息進(jìn)行各自處理，這種方式造成了硬件資源、通道資源、人力資源等的浪費(fèi)， 而且限制了這幾種數(shù)據(jù)的綜合處理和分析，不利于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化調(diào)度。
本發(fā)明提出了一種采集和處理多態(tài)數(shù)據(jù)的方法，在此基礎(chǔ)上可構(gòu)建一個(gè)一體化集成 系統(tǒng)，同時(shí)采集并處理多態(tài)數(shù)據(jù)。 一方面減少資源浪費(fèi)，節(jié)約能耗，構(gòu)建綠色電力調(diào)度 中心，另一方面在同一系統(tǒng)中通過對(duì)多態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容
3為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的 穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)多態(tài)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理方法，本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案
一種應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)采集及處理方法，該方法通過同時(shí)采集 并處理電力系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行索引和存儲(chǔ)，其特征在于， 所述方法包括以下步驟
(1) 構(gòu)建一個(gè)一體化集成系統(tǒng)，采集電力系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)，所述多態(tài)數(shù)據(jù)包括 穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)數(shù)據(jù)；
(2) 將所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為不同的所屬態(tài)，用于對(duì)所述多態(tài)數(shù)據(jù)的索引；
(3) 建立多表集的實(shí)時(shí)庫來存儲(chǔ)所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)；
(4) 結(jié)合對(duì)等式和C/S模式對(duì)所述多態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。 所述一體化集成系統(tǒng)采集的電力系統(tǒng)對(duì)象具有一到多個(gè)量測，每個(gè)量測按照來源可
以分為穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)，通過量測來源標(biāo)識(shí)量測所屬態(tài)，達(dá)到對(duì)多態(tài)數(shù)據(jù)的有效 索引管理。
多態(tài)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要使用實(shí)時(shí)庫的表集存儲(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)在傳統(tǒng)實(shí)時(shí)庫管理模式中 加入表集的概念，即將實(shí)時(shí)庫中一系列相關(guān)的表定義成一個(gè)表集進(jìn)行存儲(chǔ)。從物理上， 表集是一種可分布的存儲(chǔ)單元， 一體化集成系統(tǒng)以表集為單位實(shí)現(xiàn)多態(tài)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中不 同服務(wù)器內(nèi)的分布存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)同步。根據(jù)業(yè)務(wù)需求不同，專門處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的服務(wù)器內(nèi) 的實(shí)時(shí)庫可以只配置動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表集，而不用配置穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)數(shù)據(jù)表集，這樣該服務(wù)器實(shí) 時(shí)庫對(duì)內(nèi)存資源的需求大大降低，同時(shí)也減少了不必要的數(shù)據(jù)同步帶來的通信帶寬消 耗。
所述多態(tài)數(shù)據(jù)訪問模式要結(jié)合對(duì)等式和客戶端/服務(wù)器(c/s)模式。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、暫 態(tài)數(shù)據(jù)采用c/s模式進(jìn)行存取，僅在有限的服務(wù)器端存儲(chǔ)，保證系統(tǒng)空間合理性，結(jié)合
本地緩沖區(qū)等技術(shù)提高客戶端訪問效率。同時(shí)對(duì)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)量較小的數(shù)據(jù)采用對(duì)等 式存儲(chǔ)和訪問，在一體化集成系統(tǒng)的每個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)庫中加載同一的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，就地訪 問。兩種訪問模式相結(jié)合，有效保證了一體化集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問高效性和存儲(chǔ)空間的 有效性。
本發(fā)明能同時(shí)采集并處理多態(tài)數(shù)據(jù)，避免了建立多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)分別處理不同態(tài)數(shù) 據(jù)的傳統(tǒng)做法。 一方面減少資源浪費(fèi)，節(jié)約能耗，構(gòu)建綠色電力調(diào)度中心，另一方面在 同一系統(tǒng)中通過對(duì)多態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化調(diào)度。


圖1是多態(tài)數(shù)據(jù)與對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，該圖表明一個(gè)電力系統(tǒng)對(duì)象有多個(gè)量測量與之對(duì)應(yīng)，每個(gè)量測量有1到多個(gè)量測值，每個(gè)量測值的數(shù)據(jù)來源可以不一樣。通過這種 關(guān)系，多態(tài)數(shù)據(jù)與電力系統(tǒng)對(duì)象關(guān)聯(lián)在一起。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明的應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)采集及處理方法通過量測多源的模 式，對(duì)多態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行索引管理，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫表集存儲(chǔ)技術(shù)，結(jié)合對(duì)等式和客戶 端/服務(wù)器(C/S)訪問模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，實(shí)現(xiàn)多態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理。
1、 構(gòu)建一個(gè)一體化集成系統(tǒng)，釆集電力系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)
該系統(tǒng)由多個(gè)服務(wù)器和工作站等計(jì)算機(jī)組成，設(shè)置多臺(tái)采集服務(wù)器用于采集電力系
統(tǒng)多態(tài)數(shù)據(jù)，其中穩(wěn)態(tài)采集服務(wù)器采集廠站端的遠(yuǎn)傳終端單元RTU的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)采集 服務(wù)器采集廠站端的同步相量測量PMU的數(shù)據(jù)，暫態(tài)采集服務(wù)器采集廠站端的故障信 息子站數(shù)據(jù)。設(shè)置存儲(chǔ)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器分別對(duì)多態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析處理。
2、 將所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為不同的所屬態(tài)，用于對(duì)所述多態(tài)數(shù)據(jù)的索引
IEC 61970國際標(biāo)準(zhǔn)的公共信息模型(CIM)標(biāo)準(zhǔn)中，任何電力設(shè)備都可以有O到n 個(gè)量領(lǐng)J量(Measurement), Measurement至少禾口一個(gè)量觀!j值(MeasurementValue)關(guān)聯(lián)。 每一個(gè)MeasurementValue是來自某一特定源(ValueSource)。在研究應(yīng)用環(huán)境中，量 測值也可以用一個(gè)計(jì)算源替代。運(yùn)行時(shí)可以選擇使用的MeasurementValue。通過擴(kuò)展 CIM的ValueSource，定義出EMS、 WAMS、 FIS數(shù)據(jù)類型枚舉，可以將對(duì)同一設(shè)備的某個(gè) 量測如電壓、電流等多態(tài)測量數(shù)據(jù)，統(tǒng)一到相應(yīng)的量測對(duì)象，從而既實(shí)現(xiàn)對(duì)象化管理， 也統(tǒng)一了訪問模式，如圖1所示。
通過MeasurmentValue對(duì)象增加引用關(guān)系描述的方式來標(biāo)識(shí)不同的數(shù)據(jù)源，當(dāng) Measurment Value Source為EMS時(shí)可以指向EMS穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的內(nèi)存表，同時(shí)結(jié)合描述點(diǎn) ID，由此該Value對(duì)象即可定位具體的測量值，而數(shù)據(jù)源為WAMS數(shù)據(jù)時(shí)，可以指向動(dòng) 態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)存塊從而實(shí)現(xiàn)定位。主要的接口對(duì)象類CPower0b ject 、 CMeasurement 、 CMeasurementValue等如下定義(以C+十語言為例)
CPowerObject{
public:
getMeasuemnt(CIMMeasType， TerminalID, CIMMeasValueSource); protected:
CIM0Type iType; 〃統(tǒng)一設(shè)備對(duì)象類型 CMeasuementList oMeasList //指向量測量對(duì)象的歹lj表CMeasurement{
CIMMeasType iType; 〃Measuement類型如U、 I、 P、 Q等
TerminalIDiID; 〃該measurement所在的Terminal ID,標(biāo)識(shí)掛在0bject對(duì)象上 CMeasurenmtValueList oMeasVlaues; 〃量測量值歹!j表…
CMeasurementValue
CIMMeasValueSource iSource: 〃標(biāo)識(shí)不同的數(shù)據(jù)源 DataRef refData; 〃指向多態(tài)數(shù)據(jù)的描述信息
由此，對(duì)于高級(jí)應(yīng)用或者基于圖模一體化的調(diào)度員界面，通過設(shè)備對(duì)象號(hào)、量測類 型、所在端點(diǎn)ID、量測來源即可索引訪問各態(tài)數(shù)據(jù)。
3、 建立多表集的實(shí)時(shí)庫來存儲(chǔ)所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)
為實(shí)現(xiàn)分布存儲(chǔ)，擴(kuò)展了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的定義，增加了表集(Table Block)概念，即 將實(shí)時(shí)庫中一系列相關(guān)的表定義成一個(gè)表集進(jìn)行存儲(chǔ)。從物理上，表集是一種可分布的 存儲(chǔ)單元， 一體化集成系統(tǒng)以表集為單位實(shí)現(xiàn)多態(tài)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中不同服務(wù)器內(nèi)的分布存 儲(chǔ)和數(shù)據(jù)同步，常規(guī)的EMS數(shù)據(jù)組織在穩(wěn)態(tài)表集中，F(xiàn)IS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在暫態(tài)表集中，而將 WAMS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)表集中。根據(jù)業(yè)務(wù)需求不同，專門處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的服務(wù)器內(nèi)的實(shí)時(shí) 庫可以只配置動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表集，而不用配置穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)數(shù)據(jù)表集，這樣該服務(wù)器實(shí)時(shí)庫對(duì) 內(nèi)存資源的需求大大降低，同時(shí)也減少了不必要的數(shù)據(jù)同步帶來的通信帶寬消耗。
4、 結(jié)合對(duì)等式和C/S模式對(duì)所述多態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問
EMS穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)其存取性能要求高，但是數(shù)據(jù)量相對(duì)WAMS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)不在一個(gè)數(shù)量級(jí)， 因此，采用C/S模式存取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，僅在有限的服務(wù)器端存儲(chǔ)，保證系統(tǒng)空間合理性， 結(jié)合本地緩沖區(qū)等技術(shù)提高效率。暫態(tài)數(shù)據(jù)采樣頻率很高，數(shù)據(jù)量較大，以錄波文件方 式存儲(chǔ)在服務(wù)器端，每個(gè)錄波文件和一個(gè)事件、多個(gè)量測量相關(guān)聯(lián)，服務(wù)器端提供接口 使客戶端通過C/S模式訪問到暫態(tài)數(shù)據(jù)。對(duì)采集的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，采用對(duì)等式模式在一體化 集成系統(tǒng)的每個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)庫中加載同一鏡像，就地訪問，保證了數(shù)據(jù)的快速存取。這 樣兩種訪問模式相結(jié)合，有效保證了一體化集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問高效性和存儲(chǔ)空間的有 效性。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)采集及處理方法，該方法同時(shí)采集并處理電力系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行索引及存儲(chǔ)，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)構(gòu)建一個(gè)一體化集成系統(tǒng)，采集電力系統(tǒng)中的多態(tài)數(shù)據(jù)，所述多態(tài)數(shù)據(jù)包括穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)數(shù)據(jù)；(2)將所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為不同的所屬態(tài)，用于對(duì)所述多態(tài)數(shù)據(jù)的索引；(3)建立多表集的實(shí)時(shí)庫來存儲(chǔ)所采集的多態(tài)數(shù)據(jù)；(4)結(jié)合對(duì)等式和C/S模式對(duì)所述多態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多態(tài)數(shù)據(jù)是根據(jù)不同的量測來 源分為穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)，所述量測來源包括各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng) EMS、廣域測量系統(tǒng)WAMS和電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)FIS;其中，通過能量管理系統(tǒng)EMS中設(shè)置在廠站端的遠(yuǎn)傳終端單元RTU采集的數(shù)據(jù)為 穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)；通過廣域測量系統(tǒng)WAMS中的同步相角測量單元PMU采集的數(shù)據(jù)為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)； 通過電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)FIS中的故障信息子站所采集的數(shù)據(jù)為暫態(tài)數(shù)據(jù)，包括繼電 保護(hù)的動(dòng)作信息和故障錄波器數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用表集存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述多態(tài)數(shù) 據(jù)的分布存儲(chǔ)，即將實(shí)時(shí)庫中一系列相關(guān)的表定義成一個(gè)表集進(jìn)行存儲(chǔ)，不同態(tài)數(shù)據(jù)保 存在不同的表集中，并建立每個(gè)表的索引，表集可拆卸，在系統(tǒng)內(nèi)的不同計(jì)算機(jī)中配置 是否裝載，由此實(shí)現(xiàn)多態(tài)數(shù)據(jù)的分布。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在物理結(jié)構(gòu)上，可以在一體化集成 系統(tǒng)內(nèi)不同的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行不同的表集配置，也可以在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上配置所有表集。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)數(shù)據(jù)采用C/S 模式進(jìn)行存取，僅在有限的服務(wù)器端存儲(chǔ)，保證系統(tǒng)空間合理性，結(jié)合本地緩沖區(qū)提高 效率；對(duì)所述穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采用對(duì)等式訪問和存儲(chǔ)模式，在一體化集成系統(tǒng)的每個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí) 時(shí)庫中加載同一的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)就地訪問。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)(能量管理系統(tǒng)采集)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)(廣域測量系統(tǒng)采集)、暫態(tài)數(shù)據(jù)(故障信息系統(tǒng)采集)等多態(tài)數(shù)據(jù)采集及其處理方法。該方法通過量測多源的模式，對(duì)多態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行索引，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫表集存儲(chǔ)技術(shù)，結(jié)合對(duì)等式和C/S模式的訪問方式，實(shí)現(xiàn)多態(tài)數(shù)據(jù)的采集及處理，既實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)多態(tài)數(shù)據(jù)在一體化集成系統(tǒng)的有效存儲(chǔ)和索引，也保證了網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝Э煽啃?，從而?shí)現(xiàn)了按對(duì)象訪問管理多態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析處理提供了底層支持，為智能化調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)G06F17/30GK101534021SQ200910082570
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者俊 周, 建 朱, 李自強(qiáng), 王海力, 王立鼎, 亮 葛, 郭慶武 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司;北京四方繼保工程技術(shù)有限公司