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CN103488726A - 基于web-service的建设电网统一数据平台的方法 - Google Patents

基于web-service的建设电网统一数据平台的方法 Download PDF

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CN103488726A
CN103488726A CN201310422646.4A CN201310422646A CN103488726A CN 103488726 A CN103488726 A CN 103488726A CN 201310422646 A CN201310422646 A CN 201310422646A CN 103488726 A CN103488726 A CN 103488726A
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China
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data
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CN201310422646.4A
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莫天文
陈根军
文安
杨梦楠
赵曼勇
钱锋
李建设
卞瑞祥
胡荣
连伟华
谢喆
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China Southern Power Grid Co Ltd
NR Electric Co Ltd
Original Assignee
China Southern Power Grid Co Ltd
NR Electric Co Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/25—Integrating or interfacing systems involving database management systems
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开一种基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，包括如下步骤：a)将调度能量管理系统的电网一次设备模型与继电保护及故障信息系统的电网二次设备模型建立在统一数据平台中；在统一数据平台中建立一次设备模型与二次设备模型之间的映射关系；b)采用统一的接口方式WEB-SERVICE与调度子系统进行数据交互，对外提供模型服务和实时数据服务。此方法可向各子系统提供完整、统一、实时的电网全模型及数据，并可实现子系统之间按照应用和业务的需要及时进行数据交互，最大程度降低数据交互带来的调度子系统之间的耦合。

Description

基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法
技术领域
本发明涉及统一数据平台与调度能量管理系统、继电保护及故障信息系统以及各调度子系统之间的数据交互和建模的方法。
背景技术
电力系统设备按照其功能可划分为以下两种：
1）一次设备：发电、输电、配电的主系统上所使用的设备，如发电机、变压器、断路器、母线、线路等等；
2）二次设备：对一次设备的工作进行控制、保护、检测和测量的设备，如继电器、测控装置、录波器、自动控制装置等等。
其中，调度能量管理系统主要建设用于电力系统一次设备的监视、分析、评估、调度等，而继电保护及故障信息系统主要建设用于电力系统二次设备的监视、分析、评估等。两大系统又根据自身领域特点建立了若干子系统，各个子系统是其主系统的必要补充，为其生产、评估、分析、检修、调度等提供专业数据，从而形成了电力系统信息化建设的两大分支。以往各子系统往往独立建设，仅与本分支子系统联系紧密，难以获取跨分支子系统的数据，一方面造成了模型数据的重复建设，另一方面也阻碍了子系统本身分析评估能力的发展。
以电网智能告警系统为例，以往此系统依托于调度能量管理系统进行建设，属于电网一次设备的分析子系统。由于与继电保护及故障信息系统交互困难，难以获取电网二次设备模型数据及实时定值数据，一方面此系统需要自行维护一套电网二次数据模型，另一方面由于缺少二次设备的实时定值数据，智能告警很难利用二次设备的相关信息来进行辅助分析。
以定值整定校核系统为例，以往此系统依托于继电保护及故障信息系统进行建设，属于电网二次设备的分析子系统。由于与调度能量管理系统交互困难，难以获取电网一次设备的模型数据及在线运行数据，一方面此系统需要自行维护一套电网一次模型数据，另一方面也无法进行定值的在线整定及校核运算，只能进行离线研究分析，限制了此系统的实用性。
基于以上分析，本发明人考虑到通过统一数据平台，所有子系统均可通过统一的接口（WEB-SERVICE服务）来获取调度能量管理系统提供的电网一次模型及实时运行数据、继电保护及故障信息系统提供的电网二次模型及实时定值数据，省去了各个子系统以往对电网模型的繁琐维护工作，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其可向各子系统提供完整、统一、实时的电网全模型及数据，并可实现子系统之间按照应用和业务的需要及时进行数据交互，最大程度降低数据交互带来的调度子系统之间的耦合。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，包括如下步骤：
a)将调度能量管理系统的电网一次设备模型与继电保护及故障信息系统的电网二次设备模型建立在统一数据平台中；在统一数据平台中建立一次设备模型与二次设备模型之间的映射关系；
b)采用统一的接口方式WEB-SERVICE与调度子系统进行数据交互，对外提供模型服务和实时数据服务。
上述步骤a)包括如下详细内容：建立统一数据平台模型属性到源数据库模型关键字属性之间的关联关系，完成源数据到统一数据平台数据的映射，所述源数据库包含调度能量管理系统的模型数据、继电保护及故障信息系统的模型数据；通过源数据库的相关属性自动关联完成源数据的整合，即电网一二次设备的映射。
上述统一数据平台模型在更新时，在统一数据平台的驱动下，通过WEB-SERVICE接口向调度能量管理系统请求电网一次设备模型文件，向继电保护及故障信息系统请求电网二次设备模型文件。
上述电网一二次模型的关联映射通过对电网一次设备名及电网二次设备属性之间的模糊匹配来完成。
上述步骤b)中，在接口定义和信息组织方面遵循IEC61968标准，模型更新由各子系统驱动，通过统一数据平台提供的模型服务，各子系统根据其自身需求灵活调用服务以更新电网模型。
上述各子系统在需要电网实时数据或定值数据时，调用统一数据平台提供的数据服务。
采用上述方案后，本发明提供了一种方便、快捷、统一的方式，将电网一二次设备模型及实时数据接入电网统一数据平台中，并实现了跨系统的设备对象的自动匹配和模型拼接,支持不同厂家，不同操作系统、不同数据库之间的数据交换，使得各电力子系统能方便、快捷地使用电网统一数据平台中的各类信息作为其用于监视、分析的基础数据。本发明具有以下特点：
（1）本发明打破电网一二次分支系统之间的壁垒，建立电网统一数据平台，向各子系统提供完整、统一、实时的电网全模型及数据；
（2）本发明采用全局映射模型，模糊匹配的方式，方便快捷地解决两个分支接入电网统一数据平台时映射电力系统设备的问题；
（3）本发明提供WEB-SERVICE服务来实现不同操作系统、不同数据库的子系统的数据请求，同时通过订阅/发布的消息服务，使得子系统之间能够按照应用和业务的需要及时进行数据交互，最大程度降低数据交互带来的调度子系统之间的耦合。
附图说明
图1是本发明应用的网络架构示意图；
图2是系统数据交互图；
图3是与子系统交互通信过程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
如图1所示，是本发明所应用的网络架构图，电网统一数据平台计算机服务器与各个调度系统计算机服务器通过网络相连接。
本发明提供一种基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，使用WEB-SERVICE作为电网统一数据平台与其他子系统之间的接口方式，解决了各个系统之间平台不同、数据库不同、开发语言不同的问题，所述方法包括建立电网统一数据平台的模型和完成与子系统的数据交互两部分内容。
一、建立电网统一数据平台模型
通过下面两个步骤完成模型的建立：1）通过从调度能量管理系统导出的XML模型文件，创建电网统一数据平台的电网一次模型；2）通过从继电保护及故障信息系统导出的XML模型文件，创建电网统一数据平台的电网二次模型，并根据其属性自动判断及建立与电网一次模型的映射关系。
其中步骤1）进一步包括：考虑到电网统一数据平台是电网一二次设备联合建模，需要按照IEC61970规范在原有电网一次模型的基础上扩展二次设备模型的定义。
protectionEquipment（保护装置模型）的定义如下：
属性名 数据类型 描述
name DT_STRING 装置型号名称
id DT_STRING ID号
version DT_STRING 保护装置版本号
dzdNo DT_STRING 定值单号
setNo DT_STRING 定值区号
keyname DT_STRING 装置名称
RefProtectionEquipMdl DT_S_REF_SIM 关联类型，指向所属的装置类型模板
ContainsSettingValue DT_S_ARRAY 关联类型，包含装置所含的定值
ContainsStatus DT_S_ARRAY 关联类型，包含装置所含的动作量
MemberOfgEquipment DT_S_ARRAY 关联类型，指向所属的电网一次设备
Contains_Container_SourceID DT_S_DLIST 包含数据源中的ID
protectionSetValue（保护装置定值）的定义如下：
属性名 数据类型 描述
name DT_STRING 名称
id DT_STRING ID号
type DT_ENUM 定值类型
value DT_FLOAT 定值
protectionAction（保护装置动作）的定义如下：
属性名 数据类型 描述
name DT_STRING 名称
id DT_STRING ID号
步骤2）中进一步包括：通过分析继电保护及故障信息系统导出的XML描述文件完成电网二次设备信息的建模，通过对二次设备的属性进行归纳，提取出与一次设备相关的信息，并根据这些信息在已建立好的电网一次设备模型中搜索到对应的对象，完成二者的映射关联。这种映射是一种动态的智能映射，完全是自动完成的，继电保护及故障信息系统不需要做任何改变。电网统一数据平台是根据其导出的XML文件分析后智能地调整这种映射。
继电保护及故障信息系统导出的XML遵循IEC61850标准，主要包括以下数据结构：
IED（保护装置）的定义如下：
属性名 数据类型 描述
name DT_STRING 名称
id DT_STRING ID号
stnName DT_STRING 所属厂站名
equipName DT_STRING 所属一次设备名
FISSETTING（保护装置定值）的定义如下：
属性名 数据类型 描述
name DT_STRING 名称
id DT_STRING ID号
max DT_FLOAT 最大值
min DT_FLOAT 最小值
default DT_FLOAT 缺省值
FISEVENT（保护装置动作）的定义如下：
属性名 数据类型 描述
name DT_STRING 名称
id DT_STRING ID号
其中IED与protectEquipment一一对应、FISSETTING与protectSetValue一一对应、FISEVENT与protectAction一一对应。步骤2）包含以下三个步骤：
a)建立保护装置模型。检查IED中的stnName与equipName，根据继电保护及故障信息系统建设厂家的不同，这两个域并不一定建模并维护。如果这两个域已存在并维护，则根据stnName前往统一数据平台中的厂站模型中进行搜索，找到对应的厂站后再根据equipName在该厂站下的设备模型中进行搜索，找到对应的一次设备后，根据IED模型建立与之对应的protectEquipment模型，并与一次设备相关联。如果这两个域不存在或者未维护，则根据IED的名称自动分析出stnName与equipName。
b)建立保护定值模型。根据FISSETTING与IED的关联，在统一数据平台中搜索到与此IED对应protectEquipment对象，建立与FISSETTING对应的protectSetValue对象，并仿造FISSETTING与IED的关联建立起protectSetValue与protectEquipment的关联。
c)建立保护动作模型。根据FISEVENT与IED的关联，在统一数据平台中搜索到与此IED对应protectEquipment对象，建立与FISEVENT对应的protectAction对象，并仿造FISEVENT与IED的关联建立起protectAction与protectEquipment的关联。
步骤a)进一步包括：由于继电保护及故障信息系统的建设习惯，IED的名称通常以某种格式包含了stnName与equipName。例如”500kv曲江变220kV曲界甲线主二保护RCS931”这个名称，可以通过正则表达式解析出stnName为“曲江变”，一次设备名为“曲界甲线”，二次设备类型为“RCS931”。在stnName与equipName无法获得的情况下，可以通过对IED名称的自动解析来获取。另外，由于调度能量管理系统与继电保护及故障信息系统建设习惯的不同，有可能同一个厂站在两个系统的名称有细微差别，如“曲江变”、“曲江站”、“曲江变电站”、“500kV曲江变电站”等等多种命名方法，在统一数据平台中，均以调度能量管理系统的命名为准，采用正则表达式及模糊匹配的方法，将故障信息系统中的名称与之对应起来。再则，对于二次设备类型的名称，继电保护及故障信息系统由于维护人员的不同，也有可能出现多种描述方法，如“RCS931”、“RCS－931”、“RCS931线路保护”、“RCS931”等等，这些问题在统一数据平台中均有效地得到解决，即统一同一设备类型的名称描述格式，常用设备类型名称可见下表。
Figure BDA0000382504720000071
Figure BDA0000382504720000091
二、与电力各子系统的数据交互
考虑到跨平台的特性以及适应多种开发语言的实际需求，电网统一数据平台的模型服务及数据服务采用WEB-SERVICE方式实现，服务端和客户端以SOAP协议进行数据传输。电网统一数据平台采用IEC61968定义的信息交换模型进行数据交换。该标准定义的信息交换模型具有一定的通用性，同时，该标准允许对操作接口进行自定义扩展。因此，电网统一数据平台在接口定义和信息组织方面遵循IEC61968标准，并对操作接口做适当扩展。
在服务通信过程中，客户端通过实现的Web服务客户端向服务提供方发送服务请求。服务提供方作为Web服务端接收服务请求，在处理完该服务请求后向客户端发送响应信息。在此过程中，客户端在有限时间内等待服务端的反馈。服务的双方在同步模式下完成服务的调用。
下面以客户端调用数据服务接口GetData的为例，过程如下：
1、客户端按照IEC61968标准规范组织传递给服务端的参数数据
2、客户端调用数据交换接口GetData，向服务端发送数据交换请求
3、服务端根据IEC61968标准规范解析参数数据，在处理完成后，按照IEC61968标准规范组织反馈数据
4、服务端将反馈数据返回给客户端
5、客户端处理反馈数据
在本发明中，电网统一数据平台作为服务端提供了电网一次模型服务、电网一次设备实时数据服务、电网二次模型服务、电网二次设备实时定值数据服务等多种服务。电力各子系统根据自身情况编写所需服务的客户端程序，即可调用电网统一数据平台提供的服务以获取相应的数据。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其特征在于包括如下步骤：
a)将调度能量管理系统的电网一次设备模型与继电保护及故障信息系统的电网二次设备模型建立在统一数据平台中；在统一数据平台中建立一次设备模型与二次设备模型之间的映射关系；
b)采用统一的接口方式WEB-SERVICE与调度子系统进行数据交互，对外提供模型服务和实时数据服务。
2.如权利要求1所述的基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其特征在于所述步骤a)包括如下详细内容：建立统一数据平台模型属性到源数据库模型关键字属性之间的关联关系，完成源数据到统一数据平台数据的映射，所述源数据库包含调度能量管理系统的模型数据、继电保护及故障信息系统的模型数据；通过源数据库的相关属性自动关联完成源数据的整合，即电网一二次设备的映射。
3.如权利要求2所述的基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其特征在于：所述统一数据平台模型在更新时，在统一数据平台的驱动下，通过WEB-SERVICE接口向调度能量管理系统请求电网一次设备模型文件，向继电保护及故障信息系统请求电网二次设备模型文件。
4.如权利要求2所述的基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其特征在于：所述电网一二次模型的关联映射通过对电网一次设备名及电网二次设备属性之间的模糊匹配来完成。
5.如权利要求1所述的基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其特征在于：所述步骤b)中，在接口定义和信息组织方面遵循IEC61968标准，模型更新由各子系统驱动，通过统一数据平台提供的模型服务，各子系统根据其自身需求灵活调用服务以更新电网模型。
6.如权利要求5所述的基于WEB-SERVICE的建设电网统一数据平台的方法，其特征在于：所述各子系统在需要电网实时数据或定值数据时，调用统一数据平台提供的数据服务。
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