CN101534021A - 应用于电力自动化系统中的多态数据采集及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于电力自动化系统领域的稳态数据(能量管理系统采集)、动态数据(广域测量系统采集)、暂态数据(故障信息系统采集)等多态数据采集及其处理方法。该方法通过量测多源的模式，对多态数据统一进行索引，利用实时数据库表集存储技术，结合对等式和C/S模式的访问方式，实现多态数据的采集及处理，既实现了电力系统多态数据在一体化集成系统的有效存储和索引，也保证了网络和数据传输的高效可靠性，从而实现了按对象访问管理多态数据的统一接口，为进一步的数据分析处理提供了底层支持，为智能化调度系统的建设创造了条件。

Description

应用于电力自动化系统中的多态数据采集及处理方法

技术领域

本发明属于电力自动化系统中保护和控制技术领域，具体涉及一种一体化集成多态数据的采集和处理方法。

背景技术

各级电网调度中心的能量管理系统(EMS)通过设置在厂站的远传终端单元(RTU)收集电网中设备的运行状态和测量值，使调度运行人员能及时跟踪、调整电力系统运行状态，EMS采集的是稳态的、低采样密度的电网时间断面数据。

近几年兴起的相角测量单元(PMU)及以其为基础的广域测量系统(WAMS)是EMS的有力补充，PMU能提供较高采样密度的电力系统测量数据，使得在更精细的时间尺度上对电力系统进行同步观测，以及利用这些精细数据对电力系统进行全新的分析成为可能，从而弥补了EMS系统的不足。WAMS系统采集的是动态的、较高采样密度的电网时间断面数据。

电网故障信息系统(FIS)主要是对电力系统二次装置的实时监测和控制，如继电保护和故障录波器等，对这些装置送出的所有信息进行采集和分析处理，并具有为用户提供告警、操作、分析、统计、查询等功能的综合性系统。这些装置记录的主要是电网故障或异常时的瞬时值，因此FIS系统主要采集的是暂态的、高采样密度的电网时间断面数据。

稳态、动态、暂态等多态数据，关注的都是同一电力系统对象的运行信息，相互补充，但由于侧重点不同及技术所限，大部分调度中心需要建立不同的电力自动化系统来对这些信息进行各自处理，这种方式造成了硬件资源、通道资源、人力资源等的浪费，而且限制了这几种数据的综合处理和分析，不利于实现电网的智能化调度。

本发明提出了一种采集和处理多态数据的方法，在此基础上可构建一个一体化集成系统，同时采集并处理多态数据。一方面减少资源浪费，节约能耗，构建绿色电力调度中心，另一方面在同一系统中通过对多态数据进行深度挖掘，实现电网的智能化调度。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种应用于电力自动化系统中的稳态、动态、暂态多态数据采集及数据处理方法，本发明具体采用以下技术方案：

一种应用于电力自动化系统中的多态数据采集及处理方法，该方法通过同时采集并处理电力系统中的多态数据，对所采集的多态数据统一进行索引和存储，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)构建一个一体化集成系统，采集电力系统中的多态数据，所述多态数据包括稳态、动态和暂态数据；

(2)将所采集的多态数据标识为不同的所属态，用于对所述多态数据的索引；

(3)建立多表集的实时库来存储所采集的多态数据；

(4)结合对等式和C/S模式对所述多态数据进行访问。

所述一体化集成系统采集的电力系统对象具有一到多个量测，每个量测按照来源可以分为稳态、动态、暂态数据，通过量测来源标识量测所属态，达到对多态数据的有效索引管理。

多态数据的存储需要使用实时库的表集存储技术。该技术在传统实时库管理模式中加入表集的概念，即将实时库中一系列相关的表定义成一个表集进行存储。从物理上，表集是一种可分布的存储单元，一体化集成系统以表集为单位实现多态数据在系统中不同服务器内的分布存储和数据同步。根据业务需求不同，专门处理动态数据的服务器内的实时库可以只配置动态数据表集，而不用配置稳态和暂态数据表集，这样该服务器实时库对内存资源的需求大大降低，同时也减少了不必要的数据同步带来的通信带宽消耗。

所述多态数据访问模式要结合对等式和客户端/服务器(C/S)模式。动态数据、暂态数据采用C/S模式进行存取，仅在有限的服务器端存储，保证系统空间合理性，结合本地缓冲区等技术提高客户端访问效率。同时对稳态数据等数据量较小的数据采用对等式存储和访问，在一体化集成系统的每个计算机实时库中加载同一的稳态数据，就地访问。两种访问模式相结合，有效保证了一体化集成系统的数据访问高效性和存储空间的有效性。

本发明能同时采集并处理多态数据，避免了建立多个自动化系统分别处理不同态数据的传统做法。一方面减少资源浪费，节约能耗，构建绿色电力调度中心，另一方面在同一系统中通过对多态数据进行深度挖掘，实现电网的智能化调度。

附图说明

图1是多态数据与对象的对应关系图，该图表明一个电力系统对象有多个量测量与之对应，每个量测量有1到多个量测值，每个量测值的数据来源可以不一样。通过这种关系，多态数据与电力系统对象关联在一起。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

本发明的应用于电力自动化系统中的多态数据采集及处理方法通过量测多源的模式，对多态数据统一进行索引管理，利用实时数据库表集存储技术，结合对等式和客户端/服务器(C/S)访问模式对数据进行访问，实现多态数据的采集和处理。

1、构建一个一体化集成系统，采集电力系统中的多态数据：

该系统由多个服务器和工作站等计算机组成，设置多台采集服务器用于采集电力系统多态数据，其中稳态采集服务器采集厂站端的远传终端单元RTU的数据，动态采集服务器采集厂站端的同步相量测量PMU的数据，暂态采集服务器采集厂站端的故障信息子站数据。设置存储服务器和应用服务器分别对多态数据进行存储和分析处理。

2、将所采集的多态数据标识为不同的所属态，用于对所述多态数据的索引：

IEC 61970国际标准的公共信息模型(CIM)标准中，任何电力设备都可以有0到n个量测量(Measurement)，Measurement至少和一个量测值(MeasurementValue)关联。每一个MeasurementValue是来自某一特定源(ValueSource)。在研究应用环境中，量测值也可以用一个计算源替代。运行时可以选择使用的MeasurementValue。通过扩展CIM的ValueSource，定义出EMS、WAMS、FIS数据类型枚举，可以将对同一设备的某个量测如电压、电流等多态测量数据，统一到相应的量测对象，从而既实现对象化管理，也统一了访问模式，如图1所示。

通过MeasurmentValue对象增加引用关系描述的方式来标识不同的数据源，当Measurment Value Source为EMS时可以指向EMS稳态数据的内存表，同时结合描述点ID，由此该Value对象即可定位具体的测量值，而数据源为WAMS数据时，可以指向动态数据内存块从而实现定位。主要的接口对象类CPowerObject、CMeasurement、CMeasurementValue等如下定义(以C++语言为例)：

CPowerObject{

public：

   getMeasuemnt(CIMMeasType，Terminal ID，CIMMeasValueSource)；

protected：

   CIMOType iType；//统一设备对象类型

   CMeasuementList oMeasList//指向量测量对象的列表

}

CMeasurement{

   CIMMeasType iType；//Measuement类型如U、I、P、Q等

   TerminalID iID；//该measurement所在的Terminal ID，标识挂在Object对象上

   CMeasuremntValueList oMeasVlaues；//量测量值列表…

}

CMeasurementValue

{

   CIMMeasValueSource iSource；//标识不同的数据源

   DataRef            refData；//指向多态数据的描述信息

}

由此，对于高级应用或者基于图模一体化的调度员界面，通过设备对象号、量测类型、所在端点ID、量测来源即可索引访问各态数据。

3、建立多表集的实时库来存储所采集的多态数据：

为实现分布存储，扩展了实时数据库的定义，增加了表集(Table Block)概念，即将实时库中一系列相关的表定义成一个表集进行存储。从物理上，表集是一种可分布的存储单元，一体化集成系统以表集为单位实现多态数据在系统中不同服务器内的分布存储和数据同步，常规的EMS数据组织在稳态表集中，FIS数据存储在暂态表集中，而将WAMS数据存储在动态表集中。根据业务需求不同，专门处理动态数据的服务器内的实时库可以只配置动态数据表集，而不用配置稳态和暂态数据表集，这样该服务器实时库对内存资源的需求大大降低，同时也减少了不必要的数据同步带来的通信带宽消耗。

4、结合对等式和C/S模式对所述多态数据进行访问

EMS稳态数据其存取性能要求高，但是数据量相对WAMS动态数据不在一个数量级，因此，采用C/S模式存取动态数据，仅在有限的服务器端存储，保证系统空间合理性，结合本地缓冲区等技术提高效率。暂态数据采样频率很高，数据量较大，以录波文件方式存储在服务器端，每个录波文件和一个事件、多个量测量相关联，服务器端提供接口使客户端通过C/S模式访问到暂态数据。对采集的稳态数据，采用对等式模式在一体化集成系统的每个计算机实时库中加载同一镜像，就地访问，保证了数据的快速存取。这样两种访问模式相结合，有效保证了一体化集成系统的数据访问高效性和存储空间的有效性。

Claims (5)

1、一种应用于电力自动化系统中的多态数据采集及处理方法，该方法同时采集并处理电力系统中的多态数据，对所采集的多态数据统一进行索引及存储，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)构建一个一体化集成系统，采集电力系统中的多态数据，所述多态数据包括稳态、动态和暂态数据；

(2)将所采集的多态数据标识为不同的所属态，用于对所述多态数据的索引；

(3)建立多表集的实时库来存储所采集的多态数据；

(4)结合对等式和C/S模式对所述多态数据进行访问。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多态数据是根据不同的量测来源分为稳态、动态、暂态数据，所述量测来源包括各级电网调度中心的能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和电网故障信息系统FIS；

其中，通过能量管理系统EMS中设置在厂站端的远传终端单元RTU采集的数据为稳态数据；

通过广域测量系统WAMS中的同步相角测量单元PMU采集的数据为动态数据；

通过电网故障信息系统FIS中的故障信息子站所采集的数据为暂态数据，包括继电保护的动作信息和故障录波器数据。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用表集存储技术实现所述多态数据的分布存储，即将实时库中一系列相关的表定义成一个表集进行存储，不同态数据保存在不同的表集中，并建立每个表的索引，表集可拆卸，在系统内的不同计算机中配置是否装载，由此实现多态数据的分布。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在物理结构上，可以在一体化集成系统内不同的计算机上进行不同的表集配置，也可以在单台计算机上配置所有表集。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态数据、暂态数据采用C/S模式进行存取，仅在有限的服务器端存储，保证系统空间合理性，结合本地缓冲区提高效率；对所述稳态数据采用对等式访问和存储模式，在一体化集成系统的每个计算机实时库中加载同一的稳态数据，实现就地访问。

Images