CN102722548A - 用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法，所述方法包括以下步骤：省调获取地调的图形文件并保持增量更新；省调图形浏览模块与实时数据库解耦合，对数据获取接口进行扩展；省调通过远程数据获取接口从地调获取图形所需的实时数据，并进行图形的数据刷新。在省地联网过程中，省调可以直接浏览到各参演地调的厂站图和系统潮流图，省调浏览所需的图形文件和实时数据都从地调获取，避免了统一建模方式所带来的大量建模和维护工作量；本发明在已有的省地分布式联合演习系统上集成开发使用，开发工作量小，并支持省地异构系统的图形和实时数据交互。

Description

用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，具体涉及用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法。

背景技术

随着调度员培训仿真系统（DTS）在各级调度中心的广泛应用，国内在如何利用DTS来进行联合反事故演习方面进行了深入研究。目前对于省地联网的研究多集中于模型重叠部分的操作事件和边界潮流的交互，主要侧重于数据方面的研究。从联合演习的深度和广度上来说，在实际演习过程中，一方面需要能够正确交互操作事件和边界设备以保证潮流结果的同步，另一方面也需要对各参演单位整体的网络架构和实时运行方式进行关注。以省地联合演习为例，省调在演习过程中经常需要关心参演地调的一些重要厂站的潮流数据和运行方式，以及参演地调管辖小电厂和自备电厂的出力情况。

调度系统中的图形画面通常包含了画素和动态数据两方面的关键信息：①画素即画面上的设备图元。指的是构成图形的所有设备以及设备间的连接关系，如线路、变压器、开关刀闸等，每个设备图元都对应了数据库里的一条记录。构成图形的图元是相对固定的，代表了图形的物理模型信息，这些信息通常以文件的方式进行保存。②画面的动态数据。这些数据都是实时变化的，如线路的有功、无功，开关刀闸的状态等，通常是由采集装置采集后存入数据库中。

当浏览某幅画面时，图形浏览模块先解析对应的图形文件，将设备图元绘制在画面上，然后根据图元信息从实时数据库中获取对应的数据并显示在画面上。前面所述的省调关心的地调设备在省调系统中通常是没有建模的，既没有对应的图形文件，数据库中也没有对应的设备记录，因此无法直接在省调的系统中进行浏览。

目前在省地联网过程中省调如果想浏览地调的厂站图和系统潮流，只能采用集中统一建模的方式来实现，即省调建立包含全网设备的电网模型，以全网模型来进行仿真计算。

《运用DTS实现联合反事故演习的探讨》（电力系统自动化2005年第29卷第8期第96页）提出了一种集中建模，统一仿真，分散操作，自动联动的联合演习方案，在省调DTS系统中建立所有电压等级的设备模型，进行全网的完全仿真，地调通过WEB登陆到省调DTS系统中进行操作。这种模式下，省调和地调的模型和画面共享，省调可以直接浏览到各地调的画面和实时数据。

《区域电网DTS联网演习系统的研究及应用》（华东电力2011年第39卷第1期第129页）介绍了应用于华北电网的联合演习系统，通过模型拼接技术将地调的模型和图形拼接到网调系统中，形成一个全网模型进行仿真计算，地调可以使用自身的DTS系统与网调进行仿真实时数据的交互来实现联合演习。

上述统一集中建模式的演习方式固然可以使网省调方便的浏览到参演地调的图形和实时数据，但网省调侧仍然需要进行大量图模拼接和建模的维护工作，且地调模型和图形频繁变动时，需要手动的重新进行拼接和建模工作。

《省、地广域互联的分布式DTS系统》（电力系统自动化2008年第32卷第22期第6页）提出了“分布式建模、分布式仿真、分布式培训”的联合演习模式，省地使用各自独立的电网模型，演习过程中通过省地边界潮流和操作事件的交互来实现联合演习。

《区域电网多模式DTS互联系统》（电力自动化设备2011年第31卷第12期第82页）对分布式建模、分布式仿真方案进行了改进，提出了结合计算模型拼接模式的多模式DTS互联系统。地调联网过程中实时拼接省调下发的计算模型进行潮流计算和结果回写，提高了省地潮流计算结果的一致性。

分布式建模和仿真的联合演习方案避免了省地复杂的模型拼接和维护工作，易于工程实用，且省地潮流计算精度能够满足联合演习的要求，是目前国内应用较多的一种联网方案。但应用这种方案，由于省调不具备地调的完整模型和图形信息，自然无法直接浏览到地调的图形和实时数据。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法。在省地联网过程中，省调可以直接浏览到各参演地调的厂站图和系统潮流图，省调浏览所需的图形文件和实时数据都从地调获取，避免了统一建模方式所带来的大量建模和维护工作量；本发明在已有的省地分布式联合演习系统上集成开发使用，开发工作量小，并支持省地异构系统的图形和实时数据交互。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：省调获取地调的图形文件并保持增量更新；

步骤2：省调图形浏览模块与实时数据库解耦合，对数据获取接口进行扩展；

步骤3：省调通过远程数据获取接口从地调获取图形所需的实时数据，并进行图形的数据刷新。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：演习前省调向地调发送图形全数据召唤报文；

步骤1-2：地调将本地图形文件导出成标准SVG格式文件，并建立图形索引信息，返回给省调；

步骤1-3：省调接收SVG格式文件和图形索引信息进行缓存和标记，并建立对应地调的图形索引库；

步骤1-4：地调实时监测图形变化，将变化的图形文件导出并建立索引，主动推送到省调，省调进行相应的更新。

步骤1-5：演习中省调浏览远程图形时，从索引库中搜索并打开对应的图形文件。

所述索引包括图形文件名、所属地调、厂站类型、电压等级和图形版本号。

图形获取和增量更新采用的方式包括按需更新方式和实时更新方式。

以按需更新方式对图形文件进行获取和更新包括以下步骤：

步骤A：省调只维护参演地调的图形索引库；

步骤B：演习前省调对各地调进行图形文件召唤，形成完整的图形索引库；当地调图形发生变化时，将变化的图形文件索引信息发送给省调，省调将变化信息更新到图形索引库中；

步骤C：当省调进行厂站的远程浏览时，省调图形浏览模块从图形索引库中检索出对应的图形变化信息，检查本地是否已经有该图形文件的缓存，如果图形文件缓存已经存在，则比较当前缓存文件的图形版本是否与图形索引库中的图形版本一致，如果不一致或者本地不存在对应的图形文件缓存，省调图形浏览模块通过省调联网控制中心向图形所属地调发出图形文件请求指令，地调接收到请求指令后，将该图形导出为SVG文件并返回给省调，省调将SVG文件导入并缓存到本地，再由省调图形浏览模块进行图形的调阅。

以实时更新方式对图形文件进行获取和更新包括以下步骤：

步骤A：省调实时维护参演地调的图形索引库和对应的图形文件；演习前省调对各地调进行图形文件召唤，形成完整的图形索引库，同时获取并导入地调图形文件；

步骤B：当地调图形发生变化时，将变化的图形文件索引和对应的图形文件发送给省调，省调同时更新图形索引库和对应的图形文件，以保证本地始终缓存有地调最新的图形信息；

步骤C：当省调进行厂站的远程浏览时，省调图形浏览模块不再进行图形版本的检测和更新，而是直接打开本地缓存的图形文件调阅。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：建立存放图形实时数据结构的向量容器，所述向量容器包括实时数据的关键字、表号、域号、数据类型和数据值成员；

步骤2-2：图形的取数接口进行抽象和封装，利用继承和多态特性将图形与实时数据库进行解耦，增加远程取数接口

步骤2-3：到达图形的刷新周期或者图形切换时，根据图形类型的不同动态绑定到不同的取数接口：

a)浏览本地图形时，调用原有的本地取数接口直接从实时数据库中获取数据；

b)浏览远程图形时，调用远程取数接口按照以下步骤进行数据的获取：

b-1)将图形名称和图形对应的所有实时数据信息取出，并将每个数据的关键字、表号、域号、数据类型分别存入图形实时数据结构向量容器的对应成员中；

b-2)将信息组包通过消息总线传输给省调联网控制中心，并等待数据返回；

b-3)省调联网控制中心将实时数据报文返回后，图形从每个数据对应的数据值成员中解析出数据值；

步骤2-4：数据获取完毕后，进行图形的重绘，刷新图形数据。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：省调图形浏览模块将图形显示所需的实时数据通过消息总线传送至省调联网控制中心并转交给地调联网控制中心；

步骤3-2：地调从本地实时库中获取当前数据值后返回给省调联网控制中心；

步骤3-3：省调联网控制中心通过消息总线将数据返回给省调图形浏览模块并进行图形的重绘，将数据显示在画面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.在省地联合反事故演习过程中，省调参演人员能够直接远程浏览到各参演地调的厂站图和系统潮流图，掌握电网的运行方式，为演习的全景信息获取提供了重要手段，增加演习的逼真性；

2.本发明提供的方法嵌入到现有调度系统中，直接利用调度系统的图形浏览模块来实现远程浏览，无需增加任何第三方浏览工具，不改变参演人员的日常操作习惯；

3.远程图形浏览采用了分布式技术方案，省调浏览所需的图形文件和动态数据都从地调获取，省调无需对全网设备进行建模和维护，避免了统一建模方式所带来的大量建模和维护工作量，极大的节约了人力成本；

4.分布式远程图形浏览在已有的省地分布式联合演习系统上集成开发使用，利用现有的联网通讯机制和统一支撑平台提供的消息总线等公用服务，仅增加图形浏览所需的图形文件和实时数据报文传送，开发工作量小；

5.本发明提供的方法采用标准的可缩放矢量图形（SVG）格式来进行图形文件交互；采用标准TCP/IP协议来进行省地网络报文的传输，完全支持省地异构系统的交互。

附图说明

图1是本发明实施例的远程图形浏览总体示意图；

图2是本发明实施例中省调图形浏览模块数据获取流程图；

图3是本发明实施例中图形实时数据远程获取流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1，用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：省调获取地调的图形文件并保持增量更新；

步骤2：省调图形浏览模块与实时数据库解耦合，对数据获取接口进行扩展；

步骤3：省调通过远程数据获取接口从地调获取图形所需的实时数据，并进行图形的数据刷新。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：演习前省调向地调发送图形全数据召唤报文；

步骤1-2：地调将本地图形文件导出成标准SVG格式文件，并建立图形索引信息，返回给省调；

步骤1-3：省调接收SVG格式文件和图形索引信息进行缓存和标记，并建立对应地调的图形索引库；

步骤1-4：地调实时监测图形变化，将变化的图形文件导出并建立索引，主动推送到省调，省调进行相应的更新。

步骤1-5：演习中省调浏览远程图形时，从索引库中搜索并打开对应的图形文件。

所述索引包括图形文件名、所属地调、厂站类型、电压等级和图形版本号。

图形获取和增量更新采用的方式包括按需更新方式和实时更新方式。

以按需更新方式对图形文件进行获取和更新包括以下步骤：

步骤A：省调只维护参演地调的图形索引库；

步骤B：演习前省调对各地调进行图形文件召唤，形成完整的图形索引库；当地调图形发生变化时，将变化的图形文件索引信息发送给省调，省调将变化信息更新到图形索引库中；

步骤C：当省调进行厂站的远程浏览时，省调图形浏览模块从图形索引库中检索出对应的图形变化信息，检查本地是否已经有该图形文件的缓存，如果图形文件缓存已经存在，则比较当前缓存文件的图形版本是否与图形索引库中的图形版本一致，如果不一致或者本地不存在对应的图形文件缓存，省调图形浏览模块通过省调联网控制中心向图形所属地调发出图形文件请求指令，地调接收到请求指令后，将该图形导出为SVG文件并返回给省调，省调将SVG文件导入并缓存到本地，再由省调图形浏览模块进行图形的调阅。

以实时更新方式对图形文件进行获取和更新包括以下步骤：

步骤A：省调实时维护参演地调的图形索引库和对应的图形文件；演习前省调对各地调进行图形文件召唤，形成完整的图形索引库，同时获取并导入地调图形文件；

步骤B：当地调图形发生变化时，将变化的图形文件索引和对应的图形文件发送给省调，省调同时更新图形索引库和对应的图形文件，以保证本地始终缓存有地调最新的图形信息；

步骤C：当省调进行厂站的远程浏览时，省调图形浏览模块不再进行图形版本的检测和更新，而是直接打开本地缓存的图形文件调阅。

传统的调度系统都是图模一体化设计，图形上的所有数据都是与实时数据库紧耦合的，图形浏览时，图形模块对于图形上数据的获取机制是周期性的从实时数据库中直接获取所需的全部数据；远程图形上的实时数据显然无法从本地实时库中获取，而应该从图形所在参演单位的实时数据库中获取。因此必须对图形浏览的数据获取机制进行解耦合，省调图形浏览模块与实时库进行解耦合包括以下步骤：

步骤2-1：建立存放图形实时数据结构的向量容器（见表1），所述向量容器包括实时数据的关键字、表号、域号、数据类型和数据值5个成员，分别称为容器1的成员1、成员2、成员3、成员4、成员5；

步骤2-2：图形的取数接口进行抽象和封装，利用继承和多态特性将图形与实时数据库进行解耦，增加远程取数接口

步骤2-3：到达图形的刷新周期或者图形切换时，根据图形类型的不同动态绑定到不同的取数接口：

a)浏览本地图形时，调用原有的本地取数接口直接从实时数据库中获取数据；

b)浏览远程图形时，调用远程取数接口按照以下步骤进行数据的获取：

b-1)将图形名称和图形对应的所有实时数据信息取出，并将每个数据的关键字、表号、域号、数据类型分别存入图形实时数据结构向量容器的成员1、成员2、成员3、成员4中；

b-2)将信息组包通过消息总线传输给省调联网控制中心，并等待数据返回；

b-3)省调联网控制中心将实时数据报文返回后，图形从每个数据对应的成员5中解析出数据值；

步骤2-4：数据获取完毕后，进行图形的重绘，刷新图形数据。

画面实时数据的获取是实现远程图形浏览的关键，实时数据的获取必须满足实时性和准确性的要求。利用消息总线来实现图形浏览模块与联网控制中心的信息交互；在省地DTS联网控制中心交互信息中增加图形实时数据的交互和处理功能。

以省调远程浏览地调的某图形为例，实时数据获取步骤如下：

步骤a：图形浏览模块按照前面所述的步骤将图形的所有信息组包通过消息总线发送给省调联网控制中心；

步骤b：联网数据中心接收到图形发送的数据报文之后，立即对图形文件名进行解析，根据缓存的图形索引信息找到对应的地调，并将报文转发到对应的地调联网控制中心；

步骤c：地调联网控制中心接收到报文后，对报文内容进行解析，并按照数据类型对实时数据进行分类组合和优化，调用实时库访问接口批量获取所需的实时数据；

步骤d：地调将取值后的数据组包通过联网控制中心返回给省调，省调接收到地调返回报文后，通过消息总线返回给图形。

表1

综上所述，采用本发明提供的方法，在省地联网过程中，省调可以直接浏览到各参演地调的厂站图和系统潮流图，省调浏览所需的图形文件和实时数据都从地调获取，避免了统一建模方式所带来的大量建模和维护工作量；本发明在已有的省地分布式联合演习系统上集成开发使用，开发工作量小，并支持省地异构系统的图形和实时数据交互。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.用于省地联合反事故演习的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：省调获取地调的图形文件并保持增量更新；

步骤2：省调图形浏览模块与实时数据库解耦合，对数据获取接口进行扩展；

步骤3：省调通过远程数据获取接口从地调获取图形所需的实时数据，并进行图形的数据刷新。

2.根据权利要求1所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：演习前省调向地调发送图形全数据召唤报文；

步骤1-2：地调将本地图形文件导出成标准SVG格式文件，并建立图形索引信息，返回给省调；

步骤1-3：省调接收SVG格式文件和图形索引信息进行缓存和标记，并建立对应地调的图形索引库；

步骤1-4：地调实时监测图形变化，将变化的图形文件导出并建立索引，主动推送到省调，省调进行相应的更新。

步骤1-5：演习中省调浏览远程图形时，从索引库中搜索并打开对应的图形文件。

3.根据权利要求2所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：所述索引包括图形文件名、所属地调、厂站类型、电压等级和图形版本号。

4.根据权利要求1所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：图形获取和增量更新采用的方式包括按需更新方式和实时更新方式。

5.根据权利要求4所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：以按需更新方式对图形文件进行获取和更新包括以下步骤：

步骤A：省调只维护参演地调的图形索引库；

步骤B：演习前省调对各地调进行图形文件召唤，形成完整的图形索引库；当地调图形发生变化时，将变化的图形文件索引信息发送给省调，省调将变化信息更新到图形索引库中；

步骤C：当省调进行厂站的远程浏览时，省调图形浏览模块从图形索引库中检索出对应的图形变化信息，检查本地是否已经有该图形文件的缓存，如果图形文件缓存已经存在，则比较当前缓存文件的图形版本是否与图形索引库中的图形版本一致，如果不一致或者本地不存在对应的图形文件缓存，省调图形浏览模块通过省调联网控制中心向图形所属地调发出图形文件请求指令，地调接收到请求指令后，将该图形导出为SVG文件并返回给省调，省调将SVG文件导入并缓存到本地，再由省调图形浏览模块进行图形的调阅。

6.根据权利要求4所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：以实时更新方式对图形文件进行获取和更新包括以下步骤：

步骤A：省调实时维护参演地调的图形索引库和对应的图形文件；演习前省调对各地调进行图形文件召唤，形成完整的图形索引库，同时获取并导入地调图形文件；

步骤B：当地调图形发生变化时，将变化的图形文件索引和对应的图形文件发送给省调，省调同时更新图形索引库和对应的图形文件，以保证本地始终缓存有地调最新的图形信息；

步骤C：当省调进行厂站的远程浏览时，省调图形浏览模块不再进行图形版本的检测和更新，而是直接打开本地缓存的图形文件调阅。

7.根据权利要求1所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：建立存放图形实时数据结构的向量容器，所述向量容器包括实时数据的关键字、表号、域号、数据类型和数据值成员；

步骤2-2：图形的取数接口进行抽象和封装，利用继承和多态特性将图形与实时数据库进行解耦，增加远程取数接口

步骤2-3：到达图形的刷新周期或者图形切换时，根据图形类型的不同动态绑定到不同的取数接口：

a)浏览本地图形时，调用原有的本地取数接口直接从实时数据库中获取数据；

b)浏览远程图形时，调用远程取数接口按照以下步骤进行数据的获取：

b-1)将图形名称和图形对应的所有实时数据信息取出，并将每个数据的关键字、表号、域号、数据类型分别存入图形实时数据结构向量容器的对应成员中；

b-2)将信息组包通过消息总线传输给省调联网控制中心，并等待数据返回；

b-3)省调联网控制中心将实时数据报文返回后，图形从每个数据对应的数据值成员中解析出数据值；

步骤2-4：数据获取完毕后，进行图形的重绘，刷新图形数据。

8.根据权利要求1所述的分布式远程图形浏览方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：省调图形浏览模块将图形显示所需的实时数据通过消息总线传送至省调联网控制中心并转交给地调联网控制中心；

步骤3-2：地调从本地实时库中获取当前数据值后返回给省调联网控制中心；

步骤3-3：省调联网控制中心通过消息总线将数据返回给省调图形浏览模块并进行图形的重绘，将数据显示在画面上。

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