CN102254101B - 一种电网系统的智能云分析系统及其数据分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网系统的智能云分析系统，包括：基本存储层，用于预先存储基础计算资源和基础信息数据；高级访问层，用于提供统一规范的接口与终端设备进行数据传输；应用接口层，用于对终端设备进行信息验证，若验证通过，则将终端设备的计算资源和终端设备的信息数据存储至基本存储层，以及检测是否有空闲计算资源，若有，则将终端设备的计算请求传送给基础管理层；基础管理层，用于对终端设备的计算请求进行分析，从基本存储层中获取所需的计算资源和所需的信息数据；以及根据所需的计算资源和所需的信息数据进行计算，以及通过高级访问层向终端设备返回计算结果。还公开了一种利用该分析系统进行数据分析的方法，提高了计算效率。
Description
技术领域
本发明涉及基于云计算的电网系统智能分析领域，具体涉及一种电网系统的智能云分析系统及其数据分析方法。
背景技术
电力系统是发电、输电、变电、配电、用电一体的复杂系统，具有分布参数的超级系统，由于电力本身的特点，电能不能大规模储存，发、输、配、用必须同时完成，电力生产控制要求实时性强、可靠性高，具有自然分布的特性。随着电网容量的越来越大，对各个地区电网的控制要求增多，各个地区的电网设备的参数庞大，如果按照现有的在各个地区单独完成电网控制所述的参数分析计算，会影响计算效率，严重时，还可能引起地区电网计算系统的崩溃。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种电网系统的智能云分析系统，提高电网系统的相关参数的运算效率。
一种电网系统的智能云分析系统，包括：
基本存储层，用于预先存储基础计算资源和基础信息数据；
高级访问层，用于提供统一规范的接口与终端设备进行数据传输；
应用接口层，用于对所述终端设备进行信息验证，若验证通过，则将所述终端设备的计算资源和终端设备的信息数据存储至所述基本存储层，以及检测是否有空闲计算资源，若有，则将终端设备的计算请求传送给基础管理层；其中，所述终端设备的计算资源包括CPU和存储器；所述终端设备的信息数据包括：设备终端采集或存储的相关数据、计算要求以及需进行分析的目标；
基础管理层，用于对所述终端设备的计算请求进行分析，从所述基本存储层中获取所需的计算资源和所需的信息数据；以及通过所述高级访问层向所述终端设备返回计算结果。
本发明通过构建一种智能云分析系统，利用基本储存层存储有公共的计算资源和公共的数据信息；作为请求方的任何地区的电网设备可以通过高级访问层的公共接口来访问，发出请求；利用应用接口层对电网设备进行身份验证如果验证通过，则将对应的电网设备的计算资源存储到基本存储层，以及判断是否有空闲资源，若有空闲资源，则基础管理层对请求方的计算请求进行响应，得到对应的资源请求和数据请求；进而根据该资源请求和数据请求从基本存储层中获取所需的空闲计算资源和数据信息；利用获取的计算资源和数据信息完成请求方的计算请求，利用这种智能云分析系统，与现有电网设备参数计算方法相比，将运行的电网节点或单个计算机上的运算转移到系统内数量庞大的“智能云”内，由云来处理该点或计算机的请求。对所有的计算资源进行合理利用，大大提高了计算效率。
本发明的目的还在于提供一种利用智能云分析系统进行电网系统的数据分析的方法，提高电网系统的相关参数的运算效率。
一种利用智能云分析系统进行电网系统的数据分析的方法，包括步骤：
基本存储层预先存储公共计算资源和公共信息数据；
终端设备通过高级访问层向应用接口层发送计算请求；其中，所述计算请求包括：终端设备的身份标识、所述终端设备的计算资源以及所述终端设备的信息数据；所述终端设备的计算资源包括CPU和存储器；所述终端设备的信息数据包括：设备终端采集或存储的相关数据、计算要求以及需进行分析的目标；
所述应用接口层根据所述终端设备的身份标识对所述计算请求进行验证，若验证通过，则存储所述终端设备的计算资源以及所述终端设备的信息数据；
所述应用接口层检测存储的计算资源是否有未占用的计算资源，若有未占用的计算资源，则所述基础管理层对所述计算请求进行分析，向所述基本存储层发出资源请求和数据请求；
所述基本存储层根据所述资源请求和数据请求，从存储的计算资源和信息数据中获取所需的计算资源和所需的信息数据；
所述基础管理层根据所述所需的计算资源和所述所需的信息数据进行计算；
所述基础管理层通过所述高级访问层向所述终端设备返回计算结果。
本发明通过构建一种智能云分析系统，利用基本储存层存储有公共的计算资源和公共的数据信息；作为请求方的任何地区的电网设备可以通过高级访问层的公共接口来访问，发出请求；利用应用接口层对电网设备进行身份验证如果验证通过，则将对应的电网设备的计算资源存储到基本存储层，以及判断是否有空闲资源，若有空闲资源，则基础管理层对请求方的计算请求进行响应，得到对应的资源请求和数据请求；进而根据该资源请求和数据请求从基本存储层中获取所需的空闲计算资源和数据信息；利用获取的计算资源和数据信息完成请求方的计算请求，利用这种智能云分析系统，与现有电网设备参数计算方法相比，将运行的电网节点或单个计算机上的运算转移到系统内数量庞大的“智能云”内，由云来处理该点或计算机的请求。对所有的计算资源进行合理利用，大大提高了计算效率。
附图说明
图1是智能云分析系统的一个结构示意图；
图2是本发明数据分析方法的一个流程示意图；
图3是本发明数据分析方法的另一个流程示意图；
图4是本发明的一个具体应用例示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合附图进行阐述。
请参考图1，首先介绍一种电网系统的智能云分析系统，包括：
基本存储层T1，用于预先存储基础计算资源和基础信息数据；
高级访问层T2，用于提供统一规范的接口与终端设备进行数据传输；
应用接口层T3，用于对终端设备进行信息验证，若验证通过，则将终端设备的计算资源和终端设备的信息数据存储至基本存储层T1，以及检测是否有空闲计算资源，若有，则将终端设备的计算请求传送给基础管理层T4；其中，终端设备的计算资源包括CPU和存储器；终端设备的信息数据可以包括：设备终端采集或存储的相关数据、计算要求以及需进行分析的目标；
基础管理层T4，用于对终端设备的计算请求进行分析，从基本存储层T1中获取所需的计算资源和所需的信息数据；以及根据所需的计算资源和所需的信息数据进行计算，以及通过高级访问层T2向终端设备返回计算结果。
本发明通过构建一种智能云分析系统，利用基本储存层存储有公共的计算资源和公共的数据信息；作为请求方的任何地区的电网设备可以通过高级访问层的公共接口来访问，发出请求；利用应用接口层对电网设备进行身份验证如果验证通过，则将对应的电网设备的计算资源存储到基本存储层，以及判断是否有空闲资源，若有空闲资源，则基础管理层对请求方的计算请求进行响应，得到对应的资源请求和数据请求；进而根据该资源请求和数据请求从基本存储层中获取所需的空闲计算资源和数据信息；利用获取的计算资源和数据信息完成请求方的计算请求，利用这种智能云分析系统，与现有电网设备参数计算方法相比，将运行的电网节点或单个计算机上的运算转移到系统内数量庞大的“智能云”内，由云来处理该点或计算机的请求。对所有的计算资源进行合理利用，大大提高了计算效率。
请参考图2，接着介绍，利用上述智能云分析系统进行电网系统的数据分析的方法，包括步骤：
201、预先存储相关资源和信息；
基本存储层预先存储公共计算资源和公共信息数据。具体的，公共计算资源包括CPU和存储器；公共信息数据包括，在分析中可能用到的各种恒值参数、SCADA/EMS(数据采集与监视控制系统/能量管理系统)数据、算法、计算公式等。
202、发送请求；
终端设备通过高级访问层向应用接口层发送计算请求；其中，计算请求包括：终端设备的身份标识、终端设备的计算资源以及终端设备的信息数据。同样的，计算资源包括CPU和存储器；终端设备的信息数据可以包括：设备终端采集或存储的相关数据、计算要求(离线计算或者实时计算)以及需进行分析的目标等。该终端设备的身份标识可以为设备终端的区域编号。
203、身份验证是否通过；
应用接口层根据终端设备的身份标识对计算请求进行验证，若验证通过，则进行204步骤。
204、存储即时计算资源和信息；
存储终端设备的计算资源以及终端设备的信息数据。
205、是否有空闲计算资源；
应用接口层检测存储的计算资源是否有未占用的计算资源，若有未占用的计算资源，则进行步骤206。
206、分析计算请求；
基础管理层对计算请求进行分析，向基本存储层发出资源请求和数据请求。
207、响应计算请求，得到计算结果；
基本存储层根据资源请求和数据请求，从存储的计算资源和信息数据中获取所需的计算资源和所需的信息数据。其中，存储的计算资源包括预先存储的公共计算资源和设备终端的计算资源；存储的信息数据包括预先存储的公共信息数据和终端设备的即时信息数据。
基础管理层根据所需的计算资源和所需的信息数据进行计算。
208、返回计算结果；
基础管理层通过高级访问层向终端设备返回计算结果。
本发明通过构建一种智能云分析系统，利用基本储存层存储有公共的计算资源和公共的数据信息；作为请求方的任何地区的电网设备可以通过高级访问层的公共接口来访问，发出请求；利用应用接口层对电网设备进行身份验证如果验证通过，则将对应的电网设备的计算资源存储到基本存储层，以及判断是否有空闲资源，若有空闲资源，则基础管理层对请求方的计算请求进行响应，得到对应的资源请求和数据请求；进而根据该资源请求和数据请求从基本存储层中获取所需的空闲计算资源和数据信息；利用获取的计算资源和数据信息完成请求方的计算请求，利用这种智能云分析系统，与现有电网设备参数计算方法相比，将运行的电网节点或单个计算机上的运算转移到系统内数量庞大的“智能云”内，由云来处理该点或计算机的请求。对所有的计算资源进行合理利用，大大提高了计算效率。
上述203步骤的具体的验证方法可以是，根据终端设备的区域编号来判断是否有权限进入智能云分析系统。当终端设备的身份验证不通过时，则进行步骤209：不存储终端设备的计算资源以及终端设备的信息数据。
在上述步骤205中，若应用接口层检测到存储的计算资源全部被占用时，则进行步骤210：不对计算请求进行分析，并发出告警。具体流程，请参考图3。
为了使得利用本发明的系统进行分析数据时，可以适应不同终端设备的实际需求，可对上述实施例进行改进：在上述步骤202中，向智能云分析系统发送的终端设备的信息数据包括：数据分析的任务描述。具体的，数据分析的任务描述可以包括：进行什么计算、是否制定计算资源、计算时间、计算结果的返回形式以及重复计算时的时间间隔等等。
因为利用本发明的分析系统进行分析数据时，有可能出现几个不同终端设备的数据同时请求分析系统进行分析，而有些终端设备的分析数据是重要用户急需的，这时可对上实施例做进一步的改进：给每个终端设备设定优先级别，向分析系统发送计算请求时，一齐发送给分析系统。当智能云分析系统检测到优先级别高的设备时，基础管理层先对优先级别高的设备终端的计算请求进行分析。
利用本发明的相关方案，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，再造了电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。
作为一种具体的应用方式，利用本发明的智能云分析系统进行电网电压无功分析，分析过程如下：
①电网终端设备向智能云分析系统发出计算请求，该计算请求包括：需要进行电压无功优化的范围、电压稳定指标以及电压无功控制的要求(如实时、离线等)等；
②智能云分析系统通过分析该计算请求，发出资源及数据请求；其中，数据请求包括：地区电网的电压、功角、当前系统的无功补偿、继电保护的动作信息等；资源请求包括所需的CPU资源及存储资源；
③智能云分析系统根据该资源请求和数据请求，按需求分配CPU资源及存储资源，并完成电压无功的(实时或离线)计算，得出相应分析结果(无功补偿的方式及无功补偿量)并将结果返回作为请求方的电网终端设备。
下面介绍本发明的一个具体应用例，请参考图4，
有若干电网的终端设备向智能云分析系统Q1，发送计算请求；在智能云分析系统中有庞大的计算资源(CPU和存储器)以及存储有预先配置的可用参数信息和计算模式等；终端设备Q2向智能云分析系统发送的计算请求包括：区域编码MZ1、优先级别高、终端设备Q2发生短路时的应采取什么控制、实时计算、进行控制计算所需的实时数据以及终端设备Q2的计算资源(计算资源状态占用)；终端设备Q3向智能云分析系统发送的计算请求包括：区域编码MZ2、优先级别低、需要进行电压无功优化的范围、电压稳定指标以及电压无功控制的要求为离线以及终端设备Q3的计算资源(计算资源状态：未占用)；终端设备Q4向智能云分析系统发送的计算请求包括：区域编码MZ3、区域备自投控方案、相关遥信和遥测参数、计算要求为离线以及终端设备Q4的计算资源(计算资源状态：未占用)；若经过智能云分析系统Q1的检测，区域编码为MZ3的终端设备没用权限，则不对终端设备Q4的计算请求进行响应；区域编码为MZ1和区域编码为MZ2终端设备的有权限进入智能云分析系统并且有空闲计算资源。经过智能云分析系统对终端设备Q2和终端设备Q3的计算请求的分析，优先对终端设备Q2的计算请求进行分析并返回计算结果。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电网系统的智能云分析系统，其特征是，包括：
基本存储层，用于预先存储基础计算资源和基础信息数据；
高级访问层，用于提供统一规范的接口与终端设备进行数据传输；
应用接口层，用于对所述终端设备进行信息验证，若验证通过，则将所述终端设备的计算资源和终端设备的信息数据存储至所述基本存储层，以及检测是否有空闲计算资源，若有，则将终端设备的计算请求传送给基础管理层，发出资源请求和数据请求；其中，所述终端设备的计算资源包括CPU和存储器；所述终端设备的信息数据包括：设备终端采集或存储的相关数据、计算要求以及需进行分析的目标；所述终端设备的信息数据还包括数据分析的任务描述和所述设备终端的优先级别，所述数据分析的任务描述包括：进行什么计算、是否制定计算资源、计算时间、计算结果的返回形式以及重复计算时的时间间隔；所述数据请求包括：地区电网的电压、功角、当前系统的无功补偿、继电保护的动作信息；资源请求包括所需的CPU资源及存储资源；所述计算请求包括：需要进行电压无功优化的范围、电压稳定指标以及电压无功控制的要求；
基础管理层，用于对优先级别高的设备终端的计算请求进行分析，从所述基本存储层中获取所需的计算资源和所需的信息数据；以及根据所述所需的计算资源和所述所需的信息数据进行计算，根据所述资源请求和所述数据请求，按需求分配CPU资源及存储资源，并完成电压无功的计算，获得包括无功补偿的方式及无功补偿量的计算结果，以及通过所述高级访问层向所述终端设备返回计算结果。
2.利用如权利要求1所述的智能云分析系统进行电网系统的数据分析的方法，其特征是，包括步骤：
基本存储层预先存储公共计算资源和公共信息数据；
终端设备通过高级访问层向应用接口层发送计算请求；其中，所述计算请求包括：终端设备的身份标识、所述终端设备的计算资源以及所述终端设备的信息数据；所述终端设备的计算资源包括CPU和存储器；所述终端设备的信息数据包括：设备终端采集或存储的相关数据、计算要求以及需进行分析的目标；所述终端设备的信息数据还包括数据分析的任务描述和所述设备终端的优先级别，所述数据分析的任务描述包括：进行什么计算、是否制定计算资源、计算时间、计算结果的返回形式以及重复计算时的时间间隔；所述计算请求还包括：需要进行电压无功优化的范围、电压稳定指标以及电压无功控制的要求；
所述应用接口层根据所述终端设备的身份标识对所述计算请求进行验证，若验证通过，则存储所述终端设备的计算资源以及所述终端设备的信息数据；
所述应用接口层检测存储的计算资源是否有未占用的计算资源，若有未占用的计算资源，则所述基础管理层先对优先级别高的设备终端的计算请求进行分析，向所述基本存储层发出资源请求和数据请求；所述数据请求包括：地区电网的电压、功角、当前系统的无功补偿、继电保护的动作信息；所述资源请求包括所需的CPU资源及存储资源；
所述基本存储层根据所述资源请求和数据请求，从存储的计算资源和信息数据中获取所需的计算资源和所需的信息数据；所述基础管理层根据所述所需的计算资源和所述所需的信息数据进行计算，根据所述资源请求和所述数据请求，按需求分配CPU资源及存储资源，并完成电压无功的计算，获得包括无功补偿的方式及无功补偿量的计算结果；
所述基础管理层通过所述高级访问层向所述终端设备返回计算结果。
3.根据权利要求2所述的数据分析的方法，其特征是，
若所述应用接口层根据所述终端设备的身份标识进行验证时，验证不通过，则不存储所述终端设备的计算资源以及所述终端设备的信息数据。
4.根据权利要求2所述的数据分析的方法，其特征是，若所述应用接口层检测到存储的计算资源全部被占用时，则不对所述计算请求进行分析，并发出告警。
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