CN102034145A - 一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的ems系统 - Google Patents

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张亮
王亮
葛敏辉
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Abstract

本发明涉及一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,该EMS系统包括模型维护模块、模型发布模块、模型订阅模块、模型更新模块,其中:模型维护模块使维护人员对本EMS系统的电网模型进行人工维护;模型订阅模块通过订阅其他EMS系统的模型发布模块发布的模型维护更新信息以获取模型维护更新信息的实时通知,并将订阅的模型维护更新信息转发模型发布模块和模型更新模块;模型发布模块将本EMS系统中模型维护模块中人工维护的模型维护更新信息和本EMS系统中模型订阅模块中订阅的其他EMS系统模型发布模块的模型维护更新信息进行发布;模型更新模块根据本EMS系统中模型订阅模块订阅的其他EMS系统模型维护更新信息对本EMS系统中的电网模型进行更新。

Description

一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统
技术领域
本发明属于电力系统调度自动化领域,更准确地说本发明涉及能量管理系统(EMS)电网模型协同维护的领域。
背景技术
多年来,我国电力生产形成了“分级管理”的管理模式(如:国调、网调、省调、地调、县调),即根据电网分布的地域特征、网络的拓扑结构、电网的电气特点等将电网划分成多个子网,各子网的调度和运行由一个调度中心负责,各调度中心都拥有并维护着所辖电网的详细的模型参数和运行参数.调度中心都针对所辖区域内的电网建立了较为详细的电力系统模型,而对相邻电网的模型的处理方式有二:一种是对相邻电网在很大程度上进行了简化和等值,但由于经过简化和等值的模型所引起的仿真计算误差和分析误差较大使得其适用范围有限;另一种,也是目前普遍采用的方法,采用对其他相关控制区域的CIM模型进行拼接形成电网的全模型并增量导入本调度中心的EMS系统中,仿真计算和分析是基于该全模型进行,用来以解决第一种方法模型简化和等值引起的电力系统仿真计算和分析误差的问题。
但是,一般来说,采用CIM模型拼接的方法对本控制区域的EMS系统的电网模型进行维护的周期通常是以周计的,也即是说,在最坏的情况下,相关控制区域的模型变化可能需要一周或几周才能经过CIM模型拼接增量导入到本级调度机构的EMS系统中,这就导致在拼接增量导入的间隔期内本控制区域内的电网模型所采用的相关控制区域的电网模型与实际的电网模型(相关控制区域的EMS系统中维护的电网模型)存在一定的差异,从而也会引起仿真计算和分析失真的问题。
我国国、网、省、地的“分级管理”的管理模式使得不同控制区域维护本级调度机构直接管辖的电网模型,各级调度机构EMS间的电网模型的协同维护问题一直是影响仿真计算和分析误差的主要因素,本发明正是针对该问题,在EMS系统中引入模型的订阅和发布机制,实现相关控制区域电网模型更新的实时通知,进而实现本EMS系统电网模型的实时更新,以达到各EMS系统间模型维护的协同工作,在减少每级调度机构电网模型维护工作量的同时,采用本发明对电网模型进行实时协同维护,能够确保电网模型的维护及时、准确、完整,可使在该实时全模型数据的基础上进行仿真和分析的结果可靠可信。
发明内容
本发明的目的是:
各控制区EMS间电网模型实现协同维护,以减少各控制区EMS电网模型的维护工作量;确保各控制区EMS电网模型维护的及时、准确、完整;采用本发明中的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,实现相关控制区域电网模型更新的实时通知,进而实现本EMS系统电网模型的实时更新,以达到在减少每级调度机构电网模型维护工作量的同时,协同维护各控制区EMS之间的模型。
为了实现上述目的,本发明是采取以下的技术方案来实现的:
一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,包括模型维护模块、模型发布模块、模型订阅模块、模型更新模块,其中:
模型维护模块连接至模型发布模块,该模型维护模块用于供维护人员对本EMS系统的电网模型进行人工维护;
模型订阅模块分别连接至模型发布模块和模型更新模块,该模型订阅模块用于通过订阅其他EMS系统的模型发布模块发布的模型维护更新信息以获取模型维护更新信息的实时通知,并将订阅的模型维护更新信息转发模型发布模块和模型更新模块;
模型发布模块用于发布本EMS系统中模型维护模块中人工维护的模型维护更新信息和本EMS系统中模型订阅模块中订阅的其他EMS系统模型发布模块的模型维护更新信息;
模型更新模块用于根据本EMS系统中模型订阅模块订阅的其他EMS系统模型维护更新信息对本EMS系统中的电网模型进行更新。
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:多个所述EMS系统通过调度数据网进行相互连接,每个EMS系统的模型订阅模块连接至一个或多个其他EMS系统中的模型发布模块。
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型更新模块对本EMS系统中的电网模型的更新是自动更新或经人工确认后再更新;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型维护更新信息由EMS控制区标识信息和序列号信息唯一标识;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型维护更新信息包括模型维护更新记录;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型维护更新信息包括增量CIM模型文件;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型维护更新信息包括全量CIM模型文件;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型订阅模块将订阅的模型维护更新信息经筛选后转发模型发布模块和模型更新模块;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型发布模块维护其他EMS系统模型订阅模块订阅本EMS模型发布模块的订阅列表;
前述的基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,其中:模型订阅模块针对各控制区维护一个模型维护更新信息的最大序列号。
本发明基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,在减少每级调度机构电网模型维护工作量的同时,实现了各控制区EMS之间的模型的实时、协同维护。
附图说明
图1是一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统的结构图;
图2是多个基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统间进行模型同步的网络结构图;
图3是多个基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统间进行模型同步的流程图;
图4是基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统模型订阅模块的工作过程;
图5是基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统模型发布模块的工作过程;
图6是基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统模型更新模块的工作过程。
具体实施方式
在本发明中,披露了一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,包括模型维护模块、模型发布模块、模型订阅模块、模型更新模块,其结构图详见图1,其中:模型维护模块功能是使维护人员对本EMS系统的电网模型进行人工维护;模型订阅模块功能是通过订阅其他EMS系统的模型发布模块发布的模型维护更新信息以获取模型维护更新信息的实时通知,并将订阅的模型维护更新信息转发模型发布模块和模型更新模块;模型发布模块功能是将本EMS系统中模型维护模块中人工维护的模型维护更新信息和本EMS系统中模型订阅模块中订阅的其他EMS系统模型发布模块的模型维护更新信息进行发布;模型更新模块功能是根据本EMS系统中模型订阅模块订阅的其他EMS系统模型维护更新信息对本EMS系统中的电网模型进行更新;所述EMS系统还可包括EMS其他通用功能模块,以实现其他相应的功能。
多个基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统间进行模型同步的网络结构图见图2。该多个基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统之间通过调度数据网进行相互连接,并进行信息传送,从而实现EMS系统间的模型同步。
作为具体实施例的实施步骤,多个基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统间进行模型同步的流程图详见图3:
1.按照各控制区的管辖范围对各EMS系统导出的CIM模型进行拼接,形成一个全网范围的CIM模型;
2.将全网CIM模型导入到各EMS系统;
3.在各EMS系统中指定由本EMS维护的模型范围(为本控制区管辖范围,简称为本EMS的内部维护模型);
4.各EMS系统的模型维护模块中仅维护指定由本EMS维护的模型(内部维护模型),同时将本EMS内部维护模型的模型维护更新信息发布到模型发布模块中,这些模型维护更新信息由控制区EMS标识+序列号进行唯一性标识;
5.各EMS系统中的模型订阅模块对与本控制区相关控制区的EMS中模型发布模块中的模型维护更新信息进行订阅,当相关控制区的EMS模型发布模块有模型维护更新信息时,对其他EMS系统的模型订阅模块(订阅者)进行信息发布;
6.各EMS系统中的模型订阅模块收到相关控制区EMS模型发布模块发布的模型维护更新信息时,将收到的模型维护更新信息记录到本EMS模型发布模块中进行发布,同时利用模型更新模块根据收到的模型维护更新信息对本EMS系统中的电网模型(外部维护模型)进行自动更新,以实现本EMS电网模型与其他EMS模型的实时同步。
对于本发明一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统中的模型订阅模块的工作过程,详见图4:
1.对于每一控制区EMS的模型订阅模块中均维护一个已经在本EMS中进行维护的模型维护更新信息最大序列号,对于各控制区该序列号初始值均为0;
2.各EMS系统的模型订阅模块等待接受其他EMS系统模型发布模块发布的模型维护更新信息(由控制区EMS标识+序列号进行唯一性标识),收到后写入模型维护更新预备队列中;
3.判断模型维护更新预备队列是否为空,如果不为空,转4;为空,转8;
4.从模型维护更新预备队列中取出一条模型维护更新信息;
5.判断该模型维护更新信息的控制区EMS标识是否为本控制区,如果是,转4;如果否,转6;
6.根据该模型维护更新信息的序列号与本EMS模型订阅模块中模型维护更新信息最大序列号相比较判断该条记录是否已经处理过,如果是,转4;如果否,转7;
7.将该模型维护更新信息记录写入模型维护更新队列中,转3;
8.将该模型维护更新队列发送给模型发布模块进行发布;
9.将模型维护更新队列发送给模型更新模块处理,转2。
对于本发明一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统中的模型发布模块的工作过程,详见图5:
1.对于每一控制区EMS的模型发布模块中均维护一个订阅本模型发布模块所发布的模型维护更新信息的控制区EMS列表(简称订阅者列表);
2.各EMS系统的模型发布模块等待对模型订阅模块转来的模型维护更新信息以及本EMS模型维护模块转来的模型维护更新信息写入模型维护更新待发布队列中;
3.模型维护更新待发布队列是否为空,如果是,转2;
4.从模型维护更新待发布队列中取出一条模型维护更新信息;
5.将该条模型维护更新信息按照订阅者列表发送给订阅的EMS的模型订阅模块,转3。
对于本发明一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统中的模型更新模块的工作过程,详见图6:
1.判断从模型订阅模块中获取的模型维护更新队列是否为空,如果为空,转1;
2.从模型维护更新队列中取出一条模型维护更新信息;
3.根据该条模型维护更新信息更新本EMS的电网模型,转1。
在具体实施例中,模型维护更新信息可以是EMS电网模型维护更新记录,可至少包括设备和电网拓扑的变化信息(增加、删除、修改记录),在模型更新模块中可根据设备和电网拓扑的变化信息逐个记录直接修改EMS中的电网模型库即可;模型维护更新信息也可以包括增量CIM模型文件或全量CIM模型文件,对于增量CIM模型文件,可直接从获取增量CIM文件中的模型变化信息在本EMS中进行模型更新,对于全量的CIM模型文件,在模型更新模块中可通过与本EMS中电网模型的比较后增量更新;
至于本发明一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统中的模型维护模块功能是使维护人员对本EMS系统的电网模型进行人工维护,与通常EMS系统的模型维护模块在实现上没有差异,此处不再详述;
此外,与模型的实时同步类似,本发明一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统的模型同步方式可类比实现各EMS系统间图形的同步维护,只需维护、订阅、发布和更新相应的图形信息即可。还有,对于模型自动同步更新的同时,与模型对应的实时数据可以进行实时数据的同步自动维护,方法如下:
某A EMS系统在模型维护信息发布的同时或者后续一段时间内将新增设备所关联的实时数据名称通过TASE2进行发布(在这里模型和遥测遥信数据的关联关系可以通过CIM模型来描述);
订阅A EMS系统模型维护更新信息的B EMS系统根据所订阅的模型维护更新信息找到模型所增删的设备,并进一步找到设备所关联的实时数据名称;
然后将这些实时数据通过本身EMS系统的TASE2实时数据转发服务器在接受的TASE2数据中自动进行增删,用于接受A  EMS系统发布出来的TASE2的实时数据。这样就可以保持模型、图形、数据同步的一致性、及时性和准确性了。
需要说明的是,对于现有的不能实现各控制区EMS系统间模型同步的EMS系统,我们可以通过将现有模块进行封装改造成本发明所述的模块结构,以达到相同的目的。

Claims (10)

1.一种基于发布订阅机制实现电网模型同步的EMS系统,包括模型维护模块、模型发布模块、模型订阅模块、模型更新模块,其特征在于:
所述模型维护模块连接至所述模型发布模块,所述模型维护模块用于供维护人员对本EMS系统的电网模型进行人工维护;
所述模型订阅模块分别连接至所述模型发布模块和模型更新模块,所述模型订阅模块用于通过订阅其他EMS系统的所述模型发布模块发布的模型维护更新信息以获取模型维护更新信息的实时通知,并将订阅的模型维护更新信息转发所述模型发布模块和模型更新模块;
所述模型发布模块用于发布本EMS系统中所述模型维护模块中人工维护的模型维护更新信息和本EMS系统中所述模型订阅模块中订阅的其他EMS系统所述模型发布模块的模型维护更新信息;
所述模型更新模块用于根据本EMS系统中所述模型订阅模块订阅的其他EMS系统模型维护更新信息对本EMS系统中的电网模型进行更新。
2.根据权利要求1所述的EMS系统,其特征在于:多个所述EMS系统通过调度数据网进行相互连接,其中,每个EMS系统的模型订阅模块连接至一个或多个其他EMS系统中的模型发布模块。
3.根据权利要求1所述的EMS系统,其特征在于:所述模型更新模块对本EMS系统中的电网模型的更新是自动更新或经人工确认后再更新。
4.根据权利要求1所述的EMS系统,其特征在于:所述模型维护更新信息由EMS控制区标识信息和序列号信息唯一标识。
5.根据权利要求4所述的EMS系统,其特征在于:所述模型维护更新信息包括模型维护更新记录。
6.根据权利要求4所述的EMS系统,其特征在于:所述模型维护更新信息包括增量CIM模型文件。
7.根据权利要求4所述的EMS系统,其特征在于:所述模型维护更新信息包括全量CIM模型文件。
8.根据权利要求5或6或7所述的EMS系统,其特征在于:所述模型订阅模块将订阅的模型维护更新信息经筛选后转发所述模型发布模块和模型更新模块。
9.根据权利要求5或6或7所述的EMS系统,其特征在于:所述模型发布模块维护其他EMS系统所述模型订阅模块订阅本EMS所述模型发布模块的订阅列表。
10.根据权利要求8所述的EMS系统,其特征在于:所述模型订阅模块针对各控制区维护一个所述模型维护更新信息的最大序列号。
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