CN102361355B - 市县调度电力设备的数据集中采集和运行监视的方法 - Google Patents

市县调度电力设备的数据集中采集和运行监视的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种市县调度电力设备的数据集中采集的方法,其包括:(1)采集任务定义语言,其包括对任务所要采集的设备、该设备对应的采集参数和任务行为的描述定义;(2)电力规约解析行为定义语言,对各类通用的电力规约的报文获取流程、报文内容解析方法和规约命令生成的定义描述语法;(3)统一任务执行框架,对已定义的任务脚本进行解析,并根据脚本内容执行相应的任务;(4)设备统一通信平台,该设备统一通信平台负责与外部设备的通信交互。本发明简化了电力设备的数据采集的过程,在不需要编程的情况下可方便定义各类电力设备的采集任务和采集流程;尤其在大型的电网设备监控系统中发挥了重要作用。

Description

市县调度电力设备的数据集中采集和运行监视的方法
技术领域
本发明涉及市县电力调度自动化的技术领域,具体是一种市县调度电力设备的数据集中采集和监视的方法。
背景技术
随着现代电网的发展,电网智能化已成为电网发展的趋势,而智能电网的一个重要的特征是具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力,而实时准确地了解各类电力设备的运行状态是支撑智能电网运行的必要条件。利用现代计算机技术,通信技术和传感器技术对支撑智能电网运行的各类电力设备的运行状态进行实时的监控是保证智能电网安全和发现潜在故障的重要手段,而对各类设备运行状态的数据采集和分析是监控各类设备运行状态的基础。为了实现对各类设备状态数据的采集,就必须建立起相应的设备数据的采集分析平台。而面对众多不同种类的设备需要建立起一套行之有效的设备数据采集方法和与之相应的采集任务执行平台,从而能够实时监控在线设备运行状态,保证电网运行系统的安全运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种市县调度电力设备的数据集中采集的方法,其根据电力设备的特点,定义出一套符合当今流行的电力规约的电力设备采集任务描述脚本语言,以及与该脚本语言相对应的采集任务执行框架。任务描述语言定义了所要执行的各项采集任务以及与该任务对应的采集参数,而统一任务执行框架负责去执行这些定义的采集任务。
为了解决上述技术问题,本发明提供的市县调度电力设备的数据集中采集的方法,其包括:
步骤(1)、设置采集任务定义语言,其包括对任务所要采集的设备、该设备对应的采集参数和任务行为的描述定义;其中,对设备的描述定义是对任务所需的设备属性的定义,包括:设备的地址信息、设备所采用的规约类型;设备参数描述用于定义一个参数的采集周期、参数的信息体地址、信息点的采集指令集、参数采集的应答过程、数据规约类型;该采集任务定义语言集根据电力设备工作运行和调度管理的特点抽象出一系列的最小得可被描述的执行体,通过任务定义语言可将这些执行体进行不同的组合定义出不同设备的不同采集任务,并且采集任务语言也定义了执行体间的执行逻辑。这些任务执行体有两种类型,一种为参数执行体,主要是获取一个采集任务所需的环境参数,比如采集设备属性参数,设备参数的采集周期、参数的信息体地址、信息点的采集指令集、参数采集的应答过程、数据规约类型等;另一种为命令执行体,主要是执行参数执行体中的规约命令,接收相应的规约报文和根据参数执行体中的规约参数解析报文数据。采集任务定义语言抽象出了电力设备数据采集过程,支持101规约,Modbus规约,Tmaster规约的电力设备,也可扩展到其他规约的设备。
步骤(2)、设置电力规约解析行为定义语言,其包括对各类通用的电力规约的报文获取流程、报文内容解析方法和规约命令生成的定义描述语法;该语言主要是用来描述某种规约的设备数据采集过程中规约命令的生成,规约命令的执行过程,次序和报文数据解析的规则,使用该语言可灵活描述同一种电力规约的不同设备在数据采集过程中的差异性,同时也支持标准规约的变种和扩展。用该语言定义的各规约执行解析行为可在同一任务执行框架中被解释执行。
步骤(3)、设置统一任务执行框架,该统一任务执行框架用于对已定义的任务脚本进行解析,并根据脚本内容执行相应的任务;该统一任务执行框架由相应的任务脚本驱动,根据任务脚本来的指令来执行相应的任务,该统一任务执行框架包括:任务解析器、任务行为库、规约行为解析器和设备统一通信平台;任务解析器首先完成对任务脚本的解析,根据任务脚本组装相应的任务行为;一个任务是由一个或若干个任务行为组成,规约解析任务行为调用规约行为解析器完成对规约设备的规约命令生成和规约报文地解析;任务在执行过程中与外界设备的交互由设备统一通信平台负责完成;该框架的主要目的是建立出一个可灵活扩展采集框架来应付复杂的电力设备数据采集要求。框架定义了一套任务体接入规范,任何符合接入规范的采集任务可被任务框架执行。所有在框架中的任务由任务脚本驱动执行,统一任务执行框架用于对已定义的任务脚本进行解析,并根据脚本内容执行相应的任务。
步骤(4)、设置设备统一通信平台,该设备统一通信平台负责与外部设备的通信交互,它接收由任务控制执行器发过来的命令,再将命令传给相应的外部设备;同时它也负责接收外部设备发送过来的报文,并将相应报文返还给任务执行控制器。为了管理和控制统一任务执行框架中各采集任务与各种设备的交互通信,采用了异步非阻塞的通信机制加快了统一任务执行框架于外部设备的交互过程。统一通信平台接收由统一任务执行框架中的任务控制执行器发过来的命令,再将命令传给相应的外部设备;同时它也负责接收外部设备发送过来的报文,利用规约匹配技术将报文发送给任务执行框架中相对应的任务执行控制器。
所述采集任务定义语言可定义符合101规约、104规约、ModBus规约和Tmaster规约的设备的采集任务,也可以定义符合该语言规范的任务。
采用规约行为描述语言描述所述的各种规约的多种交互行为,该交互行为包括:规约报文的获取流程,具体报文的解析方法和获取相应报文的规约命令产生方式;采用统一规约解析器通过对规约描述语言定义的规约行为的解析,从而支持所述101规约、104规约、ModBus规约和Tmaster规约,并适于将新的规约导入。
所述统一任务执行框架由任务脚本来驱动,任何任务脚本可描述的任务都可在统一任务执行框架中运行。
所述设备统一通信平台用于与外部系统的通信交互,该平台定义了与任务执行框架的交互接口,将任务执行框架与外部系统做了一个的隔离;通过该平台可方便引入不同类型的硬件接口设备。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:(1)本发明的市县调度电力设备的数据集中采集和监视的方法中,任务描述语言定义了所要执行的各项采集任务以及与该任务对应的采集参数,而统一任务执行框架负责去执行这些定义的采集任务。采集任务描述语言遵循了目前各类通用电力规约规范,可定义描述各个不同种类的电力设备的通信采集任务全过程。这个过程描述通常包括采集任务对应的目标设备和该设备相对应的采集参数。当用任务描述语言完成对一个特定设备的特定任务行为的定义,统一任务执行框架便可按照该任务脚本定义完成该任务的执行行为。通过该系统可方便的接入各类不同的目标设备,和相应的设备的采集参数,从而可快速便捷地建立起一套可扩展的电力设备数据采集平台。(2)由于存在着众多不同种类的电力设备,他们分别采用了不同的电力规约,为了与这些电力规约设备进行方便的交互,尤其在电网设备监控系统中能方便灵活快速地接入各种不同类型的电力设备,本发明根据各类电力规约的特性抽象提取出相应的脚本语言语法规则来描述与电力规约设备交互全过程,并且完成了支持采集任务脚本语言运行的统一任务执行框架;同时在项目实施过程中采取该任务描述语言解决了众多电力设备运行状态集中监控快速接入的难题。(3)、本发明根据电力规约的特性,将与电力规约设备的任务交互的过程分解出一系列的最小事物单元,每个单元只关注交互过程的某个特定点,通过对这些事物单元的进行不同的组合来描述出对不同规约设备的任务执行过程,从而做到了采集任务行为的可配置定制。(4)、本发明利用采集任务可配置的特性在不改变系统的情况下,灵活地为新的设备配置采集任务,提高了系统的扩展性。(5)、本发明统一任务执行框架可执行的任务不在只是对应于某类或某几类设备的,它的任务可方便地扩展到采集任务语言规范可描述的任何设备。
具体实施方式
本实施例的市县调度电力设备的数据集中采集和监视的方法,基于任务驱动的电力设备采集执行框架最大限度地抽象出与一个电力规约设备的交互全过程,对与各类不同的规约设备或同规约设备的差异性都可由任务脚本定义语言做清晰描述定义,本发明包含采集任务定义语言、电力规约解析行为描述语言、统一任务执行框架和设备统一通信平台。
(1)采集任务定义语言:
包含对采集任务所要求的采集设备、该设备对应的采集参数和该任务的行为体的描述定义,其中设备级的描述主要是对任务所需的设备级属性的定义,它包括设备的地址信息,设备所采用的规约类型等;设备参数描述主要定义一个参数的采集周期、参数的信息体地址、信息点的采集指令集、参数采集的应答过程、参数所属规约类型等等;通过该语法定义的各类任务可被统一任务执行框架识别执行。
(2)电力规约解析行为定义语言:
包含对目前的各类通用的电力规约的报文获取流程、报文内容解析方法和规约命令生成的定义描述语法,语法兼顾了同一规约在不同设备上的差异。统一任务执行框架可根据所采集参数所属规约类型,通过相应的规约行为语法可从规约报文中提取相应的信息体信息。
(3)统一任务执行框架:
统一任务执行框架是本系统的核心,它负责对已定义的任务脚本进行解析,根据脚本内容执行相应的任务。该任务框架并不是拘泥与某类特定任务和行为,任何可被任务脚本语法定义的任务都可在这通用任务框架中执行。它是由相应的任务脚本驱动,根据任务脚本来的指令来执行相应的任务,该部分包括任务解析器、任务行为库、规约行为解析器;
任务解析器首先完成对任务脚本的解析,根据任务脚本组装相应的任务行为。一个任务是由一个或若干个任务行为体组成,规约解析任务行为调用规约行为解析器完成对规约设备的规约命令生成和规约报文地解析。任务在执行过程中与外界设备的交互由设备统一通信平台负责完成。
(4)设备统一通信平台
设备统一通信平台负责与外部设备的通信交互,它接收由任务控制执行器发过来的命令,再将命令传给相应的外部设备;同时它也负责接收外部设备发送过来的报文,并将相应报文返还给任务执行控制器。
本发明的电力设备数据采集框架系统,包括采集任务定义语言、电力规约解析行为定义语言、统一任务执行框架及设备统一通信平台。
首先,任务脚本定义了任务执行过程中所要需要的环境变量,如设备地址、所属规约,任务执行周期,任务体单元顺序和任务所需采集参数等。
任务解析器首先完成对任务脚本的解析,根据任务脚本组装相应的任务采集行为。一个采集任务可由一个或若干个任务行为体组成。统一任务执行框架启动组装好的采集任务,并为每个任务分配自己的数据存储空间。当任务行为体中需要与外部设备交互时,任务行为体首先通过通用规约报文处理单元生成该任务所需的规约指令,然后由执行控制器通过设备统一通信平台进行通讯,下发给相应的设备。返回的通讯报文也由执行控制器返回给相应的任务体,任务体在收到规约报文后调用通用规约报文处理单元解析报文,最后任务体组装数据上传入库。
本发明涉的任务驱动的电力设备数据统一采集框架系统,包括采集任务定义语言、电力规约解析行为定义语言、统一任务执行框架及设备统一通信平台,其通过对各类电力设备数据采集任务的自由定义、解析和执行,大大简化了电力设备的数据采集的过程,在不需要编程的情况下可方便定义各类电力设备的采集任务和采集流程;尤其在大型的电网设备监控系统中发挥了重要作用。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种市县调度电力设备的数据集中采集的方法,其特征在于包括:
步骤(1)、设置采集任务定义语言,其包括对任务所要采集的设备、该设备对应的采集参数和任务行为的描述定义;其中,对设备的描述定义是对任务所需的设备属性的定义,包括:设备的地址信息、设备所采用的规约类型;设备参数描述用于定义一个参数的采集周期、参数的信息体地址、信息点的采集指令集、参数采集的应答过程、数据规约类型;
步骤(2)、设置电力规约解析行为定义语言,其包括对各类通用的电力规约的报文获取流程、报文内容解析方法和规约命令生成的定义描述语法;
步骤(3)、设置统一任务执行框架,该统一任务执行框架用于对已定义的任务脚本进行解析,并根据脚本内容执行相应的任务;该统一任务执行框架由相应的任务脚本驱动,根据任务脚本来的指令来执行相应的任务,该统一任务执行框架包括:任务解析器、任务行为库、规约行为解析器和设备统一通信平台;
任务解析器首先完成对任务脚本的解析,根据任务脚本组装相应的任务行为;一个任务是由一个或若干个任务行为组成,规约解析任务行为调用规约行为解析器完成对规约设备的规约命令生成和规约报文的解析;
步骤(4)、设置设备统一通信平台负责与外部设备的通信交互,它接收由任务控制执行器发过来的命令,再将命令传给相应的外部设备;同时它也负责接收外部设备发送过来的报文,并将相应报文返还给任务控制执行器。
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