CN103106565A - 基于gis和scada的电网信息实时展示方法和装置 - Google Patents

基于gis和scada的电网信息实时展示方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明所述的一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置，建立实时数据库，用于接收SCADA采集到的电网实时数据，其中，所述实时数据库进一步包括：测点信息表，实时数据表和历史数据表，通过测点信息表管理所述实时数据库，从实时数据库的快速读取需要显示的数据；即充分利用现有SCADA实现实时数据的采集，又独立于现有SCADA的数据库，读取不受现有SCADA的处理速度的限制；实现SCADA中的实时数据与二维GIS系统中的数据有机融合并实时统一展现。

Description

基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置
技术领域
本发明涉及电网数据展示，具体涉及一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置。
背景技术
随着电网电压等级的提高和规模的扩大，电网商业化运营的逐步实施，对城市配电的建设和维护都提出了新的要求。在城市配电行业，二维GIS(地理信息系统，全称为Geographic Inf ormation System或Geo－Information system）技术在生产、运行和管理方面已得到深入广泛的应用，并取得较好的效果。其中，二维GIS依托于数字正射影像DOM（DigitalOrthophoto Map）、电子地图数据DLG（Digital Line Graphic）组成二维基础地理影像平台，采用GPS卫星定位技术，将电网设施精细建模后精确分布于二维GIS地图中。SCADA（数据采集与监视控制，英文全称为Supervisory Control and Data Acqui sition）系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的"四遥"功能，远程终端单元和馈线终端单元是SCADA系统的重要组成部分，所谓实时数据是指SCADA系统中采集到的短时间间隔内的电网运行数据，这些电网运行过程中出现的大量描述实时状态的数字型数据，如何与二维GIS系统中的数据有机融合，实现实时统一展现，是电力行业面临的一个难题。
中国专利文献CN101751426A公开了一种在SCADA和GIS之间实现信息共享的方法，包括如下步骤：数据采集与监控系统和地理信息系统中的一个系统作为模型导出方，将其内部的电网模型转换成符合公共信息模型规范的电网模型文件；将转换后的模型文件传送给数据采集与监控系统和地理信息系统中的作为模型导入方的另一个系统；模型导入方根据公共信息模型规范对电网模型文件进行解析，并将解析得到的数据转换成模型导入方内部的电网模型，可以实现较好的物理隔离和良好的接口通用性。
上述专利文献公开的在SCADA和GIS之间实现信息共享的方法，通过共享两个系统共有的资源，实现了两个系统之间信息的共享，使得两个系统共有的信息可以统一维护，降低了运行维护成本。但是，并未涉及如何将电网运行过程中出现的大量描述实时状态的数字型数据与二维GIS系统中的数据有机融合并实时统一展现。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有GIS和SCADA之间仅实现信息实时共享无法将数字型数据与二维GIS系统中的数据有机融合并实时统一展现的技术问题，提供一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，包括如下步骤：
S10:建立实时数据库，用于同步接收SCADA采集到的电网的实时数据，其中，建立所述实时数据库具体包括如下步骤：
建立测点信息表：以测点名称作为关键字，对应一条测点基本信息的记录包括测点的基本配置信息；
建立实时数据表，以测点名称作为关键词，存储生产实时数据的实时数据值；
建立历史数据表：以测点名称和时间字段作为关键词，存储压缩后的生产实时数据的历史数据值；
S30:所述服务器通过所述测点信息表从所述实时数据库中提取出显示范围内的电力设备的实时数据值并生成符合GIS模型规范的实时数据展现模型文件输出；
S40:所述服务器从所述GIS中提取出显示范围内的GIS文件信息并生成符合GIS模型规范的GIS基础数据展现模型文件后输出；
S50:所述服务器接收所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件并将所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件叠加，获得电网实时信息展现模型文件并输出。
所述服务器接收所述GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件并输出的步骤。
还包括如下步骤：所述服务器接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息。
在步骤S30和步骤S40中，所述显示范围通过输入进行设定。
步骤S10中，所述实时数据库与所述SCADA通过数据总线进行数据传输。
同时，提供一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，包括：
实时数据库，用于同步接收SCADA采集到的电网的实时数据，所述实时数据库进一步包括：
测点信息表：以测点名称作为关键字，对应一条测点基本信息的记录包括测点的基本配置信息；
实时数据表，以测点名称作为关键词，存储生产实时数据的实时数据值；
历史数据表：以测点名称和时间字段作为关键词，存储压缩后的生产实时数据的历史数据值；
服务器，所述服务器进一步包括：
实时数据展现模型文件生成模块，通过所述测点信息表从所述实时数据库中提取出显示范围内的电力设备的实时数据值并生成符合GIS模型规范的实时数据展现模型文件输出；
电网实时信息展现模型文件生成模块，接收实时数据展现模型文件生成模块生成的所述实时数据展现模型文件和GIS基础数据展现模型文件生成模块生成的所述GIS基础数据展现模型文件并将所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件叠加，获得电网实时信息展现模型文件并输出。
所述服务器还包括：GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件输出模块，接收实时数据展现模型文件生成模块生成的所述实时数据展现模型文件或GIS基础数据展现模型文件生成模块生成的所述GIS基础数据展现模型文件并输出。
所述服务器还包括报警模块，接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息。
所述服务器还包括显示范围设定模块，用于输入显示范围。
所述基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置还包括数据总线，实现所述实时数据库与所述SCADA之间的数据传输。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置，建立实时数据库，用于接收SCADA采集到的电网实时数据，其中，所述实时数据库进一步包括：测点信息表，实时数据表和历史数据表，通过测点信息表管理所述实时数据库，从实时数据库的快速读取需要显示的数据；即充分利用现有SCADA实现实时数据的采集，又独立于现有SCADA的数据库，读取不受现有SCADA的处理速度的限制；实现SCADA中的实时数据与二维GIS系统中的数据有机融合并实时统一展现。
本发明的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置，其服务器接收所述GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件并输出，即可单独输出电网地理信息模型，也可单独输出电网实时数据，满足使用者不同显示需求。
本发明的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法和装置，其服务器接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息；实时监测电网运行状态，并在判断出异常时及时报警，满足电网安全运营要求。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明一个实施例的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法流程图；
图2为图1所示方法对应的GIS和SCADA之间信息实时共享的装置的结构框图。
具体实施方式
参见图1所述，作为本发明一个实施例的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，具体包括如下步骤：
S10:建立实时数据库，用于同步接收SCADA采集到的电网的实时数据，作为一种具体的实施方式，所述实时数据库与所述SCADA之间通过数据总线进行数据传输，集成基于服务总线架构，从体系结构和实现机制上实现多个安全区内业务系统间的互连互通，以面向服务体系SOA（ServicesOriented Architecture）作为整体结构体系。基于IEC61968/61970国际标准体系，以服务和消息为基本单元对不同业务系统的信息交互进行封装，建立服务提供端与消费端之间的服务协同。
其中，建立所述实时数据库具体包括如下步骤：
建立测点信息表：以测点名称作为关键字，对应一条测点基本信息的记录包括测点的基本配置信息；其中，测点可用于标示不同电力设备不同的数据类型下的具体数据项,一个电力设备可对应多个测点,如断路器设备的电流量测数据分为A相电流、B相电流、C相电流，因此必须建立三个测点用以分别表示所述断路器中的三相电流这三个量测数据；所述基本配置信息包括压缩偏差、例外偏差和测点描述等信息。
建立实时数据表，以测点名称作为关键词，存储生产实时数据的实时数据值；其中，所述实时数据值记录秒级变化的实时数据的时间戳、数值、质量等信息。
建立历史数据表：以测点名称和时间字段作为关键词，存储压缩后的生产实时数据的历史数据值；作为一种具体的实施方式，采用huffman压缩算法对所述实时数据表中的实时数据值进行压缩。
S30:所述服务器通过所述测点信息表从所述实时数据库中提取出显示范围内的电力设备的实时数据值并生成符合GIS模型规范的实时数据展现模型文件输出；作为一种具体实施方式，所述显示范围通过输入进行设定；默认情况下，本发明的方法仅加载显示范围内电力设备的实时数据值，也可通过设定加载显示范围内的特定时间点的历史数据值或特定时间段历史数据曲线，其中，所述历史数据值由服务器通过所述测点信息表从所述历史数据库中读取。
S40:所述服务器从所述GIS中提取出显示范围内的GIS文件信息并生成符合GIS模型规范的GIS基础数据展现模型文件后输出；作为一种具体实施方式，所述显示范围通过输入进行设定；默认情况下，本发明的方法仅加载显示范围内电力设备的实时数据值，也可通过设定加载显示范围内的特定时间的历史数据值，其中，所述历史数据值由服务器通过所述测点信息表从所述历史数据库中读取。
S50:所述服务器接收所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件并将所述实时数据展现模型文件叠加到所述GIS基础数据展现模型文件，获得电网实时信息展现模型文件并统一输出展示。
通过测点信息表管理所述实时数据库，从实时数据库的快速读取需要显示的数据；即充分利用现有SCADA实现实时数据的采集，又独立于现有SCADA的数据库，读取不受现有SCADA的处理速度的限制；实现SCADA中的实时数据与二维GIS系统中的数据有机融合并实时统一展现。
上述实施例对显示范围进行设定，主要考虑到电力设备中的实时数据属于海量数据，如果同一时间将所有实时数据都在GIS平台上进行展示，势必会对GIS平台性能带来巨大压力，影响加载效率。作为其它设定显示范围的方法，本发明也可采用模块化数据展示的方法，即以GIS栅格数据模型为基础，由行、列、格网单元构成一个显示区域，行作为y坐标、列作为x坐标，行、列由格网左上角起始。依此将地理图划分为若干区域，当GIS地图移动到某一区域时，将该区域作为当前显示区域，并将该显示区域内的电力设备实时信息加载进行展示。
作为本发明的其它实施例，在上述实施例的基础上，所述服务器还包括接收所述GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件并输出的步骤。即可单独输出电网地理信息模型，也可单独输出电网实时数据，满足使用者不同显示需求。
作为本发明的其它实施例，在上述实施例的基础上，所述服务器接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息。实时监测电网运行状态，并在判断出异常时及时报警，满足电网安全运营要求。
参见图2所示，作为本发明一个实施例的一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，包括：
实时数据库，用于同步接收SCADA采集到的电网的实时数据，所述实时数据库进一步包括：
测点信息表：以测点名称作为关键字，对应一条测点基本信息的记录包括测点的基本配置信息。
实时数据表，以测点名称作为关键词，存储生产实时数据的实时数据值；
历史数据表：以测点名称和时间字段作为关键词，存储压缩后的生产实时数据的历史数据值。
数据总线，作为一种具体实施方式，所述数据总线实现所述实时数据库与所述SCADA之间的数据传输。负责跨越生产控制大区和信息管理大区，彻底解决隔离区的透明访问问题，使得所有应用系统可直接访问跨区的服务。基于SOA，接口规范符合IEC61968的规范的结构要求，建立开放的、具有良好可扩充性的数据访问平台。
服务器，所述服务器进一步包括：
实时数据展现模型文件生成模块，通过所述测点信息表从所述实时数据库中提取出显示范围内的电力设备的实时数据值并生成符合GIS模型规范的实时数据展现模型文件输出。
所述服务器还包括显示范围设定模块，用于输入显示范围。
GIS基础数据展现模型文件生成模块，接收设定的所述显示范围，并从所述GIS中提取出显示范围内的GIS文件信息并生成符合GIS模型规范的GIS基础数据展现模型文件后输出。
电网实时信息展现模型文件生成模块，接收设定的所述显示范围，接收实时数据展现模型文件生成模块生成的所述实时数据展现模型文件和GIS基础数据展现模型文件生成模块生成的所述GIS基础数据展现模型文件并将所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件叠加，获得电网实时信息展现模型文件并输出。
作为本发明的其它实施例，在上述实施例的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置的基础上，所述服务器还包括：GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件输出模块，接收实时数据展现模型文件生成模块生成的所述实时数据展现模型文件或GIS基础数据展现模型文件生成模块生成的所述GIS基础数据展现模型文件并输出。
作为本发明的其它实施例，在上述实施例的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置的基础上，所述服务器还包括报警模块，接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10:建立实时数据库，用于同步接收SCADA采集到的电网的实时数据，其中，建立所述实时数据库具体包括如下步骤：
建立测点信息表：以测点名称作为关键字，对应一条测点基本信息的记录包括测点的基本配置信息；
建立实时数据表，以测点名称作为关键词，存储生产实时数据的实时数据值；
建立历史数据表：以测点名称和时间字段作为关键词，存储压缩后的生产实时数据的历史数据值；
S30:所述服务器通过所述测点信息表从所述实时数据库中提取出显示范围内的电力设备的实时数据值并生成符合GIS模型规范的实时数据展现模型文件输出；
S40:所述服务器从所述GIS中提取出显示范围内的GIS文件信息并生成符合GIS模型规范的GIS基础数据展现模型文件后输出；
S50:所述服务器接收所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件并将所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件叠加，获得电网实时信息展现模型文件并输出。
2.根据权利要求1所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，其特征在于：所述服务器接收所述GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件并输出的步骤。
3.根据权利要求1所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，其特征在于，还包括如下步骤：所述服务器接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息。
4.根据权利要求1－3任一所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，其特征在于：在步骤S30和步骤S40中，所述显示范围通过输入进行设定。
5.根据权利要求1－4任一所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示方法，其特征在于，步骤S10中，所述实时数据库与所述SCADA通过数据总线进行数据传输。
6.一种基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，其特征在于，包括：实时数据库，用于同步接收SCADA采集到的电网的实时数据，所述实时数据库进一步包括：
测点信息表：以测点名称作为关键字，对应一条测点基本信息的记录包括测点的基本配置信息；
实时数据表，以测点名称作为关键词，存储生产实时数据的实时数据值；
历史数据表：以测点名称和时间字段作为关键词，存储压缩后的生产实时数据的历史数据值；
服务器，所述服务器进一步包括：
实时数据展现模型文件生成模块，通过所述测点信息表从所述实时数据库中提取出显示范围内的电力设备的实时数据值并生成符合GIS模型规范的实时数据展现模型文件输出；
电网实时信息展现模型文件生成模块，接收实时数据展现模型文件生成模块生成的所述实时数据展现模型文件和GIS基础数据展现模型文件生成模块生成的所述GIS基础数据展现模型文件并将所述实时数据展现模型文件和所述GIS基础数据展现模型文件叠加，获得电网实时信息展现模型文件并输出。
7.一种根据权利要求6所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，其特征在于，所述服务器还包括：GIS基础数据展现模型文件或实时数据展现模型文件输出模块，接收实时数据展现模型文件生成模块生成的所述实时数据展现模型文件或GIS基础数据展现模型文件生成模块生成的所述GIS基础数据展现模型文件并输出。
8.根据权利要求6所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，其特征在于，所述服务器还包括报警模块，接收所述实时数据库里的实时数据值，与预存的正常阈值范围进行比较，在所述实时数据值超过所述正常阈值范围时输出报警信息。
9.根据权利要求6-8任一所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，其特征在于：所述服务器还包括显示范围设定模块，用于输入显示范围。
10.根据权利要求6-9任一所述的基于GIS和SCADA的电网信息实时展示装置，其特征在于：还包括数据总线，实现所述实时数据库与所述SCADA之间的数据传输。
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Inventor after: Zhang Liqun

Inventor after: Pan Bin

Inventor after: Guo Liang

Inventor after: Zhang Haijing

Inventor after: Liu Yunliang

Inventor after: Wen Yan

Inventor after: Xu Zhendong

Inventor after: Wang Youjie

Inventor after: Zhang Junling

Inventor after: Wang Jiwei

Inventor after: Yu Junqing

Inventor after: Liu Chengming

Inventor after: Qiu Jifu

Inventor after: Chen Ming

Inventor after: Liu Jianmin

Inventor after: Liu Haitao

Inventor after: Wu Xinghua

Inventor after: Zhang Hanjing

Inventor after: Cui Xiao

Inventor before: Shi Xiang

Inventor before: Zhang Liqun

Inventor before: Guo Liang

Inventor before: Zhang Haijing

Inventor before: Liu Yunliang

Inventor before: Wen Yan

Inventor before: Xu Zhendong

Inventor before: Wang Youjie

Inventor before: Zhang Junling

Inventor before: Wang Jiwei

Inventor before: Liu Chengming

Inventor before: Yu Junqing

Inventor before: Qiu Jifu

Inventor before: Chen Ming

Inventor before: Liu Jianmin

Inventor before: Liu Haitao

Inventor before: Wu Xinghua

Inventor before: Zhang Hanjing

Inventor before: Cui Xiao

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: SHI XIANG YU JUNQING QIU JIFU CHEN MING LIU JIANMIN LIU HAITAO WU XINGHUA ZHANG HANJING CUI XIAO ZHANG LIQUN GUO LIANG ZHANG HAIJING LIU YUNLIANG WEN YAN XU ZHENDONG WANG YOUJIE ZHANG JUNLING WANG JIWEI LIU CHENGMING TO: SHI XIANG YU JUNQING QIU JIFU CHEN MING LIU JIANMIN LIU HAITAO WU XINGHUA ZHANG HANJING CUI XIAO ZHANG LIQUN PAN BIN GUO LIANG ZHANG HAIJING LIU YUNLIANG WEN YAN XU ZHENDONG WANG YOUJIE ZHANG JUNLING WANG JIWEI LIU CHENGMING

CB02 Change of applicant information

Address after: Shinan District 266003 Shandong city of Qingdao province Liujiaxia Road No. 17 in Qingdao power supply company

Applicant after: Qingdao Power Supply Company, State Grid Shandong Electric Power Company

Applicant after: State Grid Corporation of China

Address before: Shinan District 266003 Shandong city of Qingdao province Liujiaxia Road No. 17 in Qingdao power supply company

Applicant before: Qingdao Power Supply Co., Ltd., Shandong Electric Power Corporation

Applicant before: State Grid Corporation of China

COR Change of bibliographic data
CB03 Change of inventor or designer information

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Inventor after: Zhang Liqun

Inventor after: Pan Xinmin

Inventor after: Guo Liang

Inventor after: Zhang Haijing

Inventor after: Liu Yunliang

Inventor after: Wen Yan

Inventor after: Xu Zhendong

Inventor after: Wang Youjie

Inventor after: Zhang Junling

Inventor after: Wang Jiwei

Inventor after: Yu Junqing

Inventor after: Liu Chengming

Inventor after: Qiu Jifu

Inventor after: Chen Ming

Inventor after: Liu Jianmin

Inventor after: Liu Haitao

Inventor after: Wu Xinghua

Inventor after: Zhang Hanjing

Inventor after: Cui Xiao

Inventor before: Shi Xiang

Inventor before: Zhang Liqun

Inventor before: Pan Bin

Inventor before: Guo Liang

Inventor before: Zhang Haijing

Inventor before: Liu Yunliang

Inventor before: Wen Yan

Inventor before: Xu Zhendong

Inventor before: Wang Youjie

Inventor before: Zhang Junling

Inventor before: Wang Jiwei

Inventor before: Yu Junqing

Inventor before: Liu Chengming

Inventor before: Qiu Jifu

Inventor before: Chen Ming

Inventor before: Liu Jianmin

Inventor before: Liu Haitao

Inventor before: Wu Xinghua

Inventor before: Zhang Hanjing

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