CN103679557A - 基于c/s架构的电网运行方式数据管理系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电网仿真领域，具体涉及一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统及其实现方法。数据管理系统包括数据源服务器、中转服务器和客户端；所述数据源服务器通过自身IP接入局域网，所述中转服务器通过自身IP接入局域网，通过局域网将数据源服务器中数据源的运行方式的描述信息提取收集到中转服器中，所述中转服务器还用于提供对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验。本发明还提供了基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统的实现方法。本发明针对电网规划、稳定仿真两个领域对电网运行方式数据使用特点，进行了专门设计，简化了操作并对数据进行校验，有利于提高数据使用效率和质量。

Description

基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及电网仿真领域，具体涉及一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统及其实现方法。
背景技术
电网运行方式数据是电网分析计算的重要基础。随着大区互联电网的发展,电力系统计算分析需要的设备参数及运行数据的种类越来越多,数据量也不断增大,为保证数据来源的唯一性和可靠性、提高数据的处理速度,需要统一各电网目前使用的不同版本电网数据,形成统一的计算分析基础。有效的数据管理是提高运行管理水平和工作效率的关键。
目前，运行方式数据主要采用本地文本文件（如BPA，PSASP5.0版），本地数据库文件（如PSASP7.0版），网络数据平台（如PSDB电网计算数据管理平台）这三类储存管理方式。文本文件结构清晰，使用历史长，易于使用。本地数据库文件易于大批量数据处理，更符合现代软件规范。基于网络的数据平台提供了电力系统分析计算用的设备运行参数管理的统一管理，其中包括电网设备参数、网络拓扑结构及电网运行方式等大量数据，能实现规划电网、现状电网及历史电网的多阶段管理。
这三类储存系统目前共存于电力系统管理研究部门中。随着智能电网的发展，用户要求能够方便的使用这三种形式的数据，并且有在局域网中远程调用数据的要求，特别对于规划和方式两个部门，对数据的要求较高，并且使用频繁。
潮流计算：指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。潮流计算是其他类型计算的基础。
电网运行方式数据：电网运行方式计算是可指导电网调度运行、电网建设和电网生产管理，为电力系统运行、建设和生产提供依据，科学合理的运行方式计算结果是电网安全稳定运行的重要保障。电网运行方式计算所依赖的数据包括稳态潮流数据和暂态数据两类。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统，另一目的是提供一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统的实现方法，本发明针对电网规划、稳定仿真两个领域对电网运行方式数据使用特点，进行了专门设计，简化了操作并对数据进行校验，有利于提高数据使用效率和质量。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统，其改进之处在于，所述数据管理系统包括数据源服务器、中转服务器和客户端；所述数据源服务器通过自身IP接入局域网，所述中转服务器通过自身IP接入局域网，通过局域网将数据源服务器中数据源的运行方式的描述信息提取收集到中转服器中，所述中转服务器还用于提供对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验。
进一步地，所述数据源服务器按照其存储的电网运行方式数据类型进行分类，包括网络数据平台的数据源服务器、文本类型数据的数据源服务器和数据库文件类型数据的数据源服务器，每台数据源服务器中设置数据管理与传输服务组件，用于处理数据调用和信息提取命令，信息包括数据名称，数据节点规模，数据生成时间和数据保密级别。
进一步地，所述中转服务器包括运行方式数据检查模块，用于对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验，检查的内容包括：
（1）检查拓扑连接性：数据中的厂站、交直流线路、变压器支路、并联支路可能由多个小型电网自动拼接形成，可能形成孤立的电网；当出现此类电网时，数据管理系统提供警报信息；
（2）检查数据的负荷位置：某些变压器，高压侧挂有负荷，低压侧无负荷的情况，实际电网高压侧没有负荷的，数据管理系统自动将负荷移至低压侧，作为低压侧的实际低压网络的等值负荷；
（3）检查变压器的运行方式：当厂站内有多台变压器时，包括500kV变电站的降压变和直接接入500kV的电厂的升压变；数据管理系统自动检查其运行台数和运行方式。
（4）检查参数：检查包括网架结构参数：交直流线路参数、变压器参数和并联支路参数以及不包括等值机的实际发电机的出力和机端电压；
所述描述信息包括数据名称，数据节点规模，数据生成时间和数据保密级别。
进一步地，在客户端种查看各数据源服务器中运行方式数据信息，并通过中转服务器下载数据到本地。
进一步地，所述数据管理系统将传输的命令和数据使用XML格式封装，并通过HTTP协议进行发送，即使用标准的Internet调用协议完成数据管理系统所需的各类通讯要求。
本发明基于另一目的提供的一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统的实现方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
A、设置数据文件保存到本地目录位置、中转服务器web地址、用户名以及密码；
B、用户登录数据管理系统的客户端；
C、运行数据管理系统。
进一步地，所述步骤B包括下述步骤：
a、判断用户是否自动登录：若自动登录，读取本地配置自动登录，并判断用户名和密码是否正确；若正确，则进行步骤b；否则，进行步骤c；若不自动登录，则进行步骤b；
b、使用用户名和密码登录系统；
c、中转服务器验证用户信息并查询对应权限；
d、用户已登录客户端。
进一步地，所述步骤C包括下述步骤：
<1>用户输入查询信息，查询信息包括搜索关键字，客户端向中转服务器发送查询请求；
<2>当中转服务器接收到客户端的查询请求后，从保存的数据记录中查询与请求中所携带查询条件相匹配的数据记录，接着对查询到的数据记录根据修改时间排序，根据其用户等级筛选出其有权限查看的运行方式数据，最后向客户端返回查询结果；
<3>客户端接收到该查询结果后，选择需要的运行方式数据，将需求信息发送给中转服务器；
<4>中转服务器接收需求信息后，从数据源服务器中提取数据，通过数据映射将其转换为标准电网格式；然后对数据进行全面校验；若校验不正确，发出警告，提示数据无效；若正确，发送给各个客户端，供仿真分析使用。
进一步地，对数据进行全面校验包括判断数据潮流是否收敛。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、本发明提供的数据管理系统适应多种平台：系统实现基于面向对象、直译式计算机程序设计语言python和面向对象的框架Qt，因此具备良好的跨平台性。
2、安全便捷的数据传输：基于HTTP和XML的数据传输方式可适应电力相关机构局域网的安全检查机制，数据在实际使用前只将描述信息上传到中转服务器可减少通讯量，节省局域网带宽。
3、数据的智能处理：对不同数据源方式计算数据的集中管理，统一数据出口，并可自动对数据进行潮流收敛性校验。
4、基于用户权限的数据管理系统：基于用户权限的身份认证模式，使用一套用户名密码管理多个数据源的数据，并根据相应的权限管理对应的方式数据，保证了数据的安全。
附图说明
图1是本发明提供的基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统的物理部署图；
图2是本发明提供的数据管理系统登录流程图；
图3是本发明提供的数据管理系统运行流程图；
图4是本发明提供的电网运行方式数据展示页面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
一、数据管理系统总体架构：
本发明的目的是提供一种在电网相关机构局域网内使用的，满足电网规划仿真人员对多种来源的运行方式数据高效使用的数据管理系统及方法。其物理部署图如图1所示，数据管理系统包括数据源服务器、中转服务器和客户端；数据源服务器通过自身IP接入局域网，中转服务器通过自身IP接入局域网，通过局域网将数据源服务器中数据源的运行方式的描述信息提取收集到中转服器中，所述中转服务器还用于提供对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验。
在电力相关单位中，目前共存有多种电网运行方式数据类型，包括网络数据平台，文本类型数据，数据库文件类型数据。本系统将这三类数据所在的计算机看作数据源，其中部署“数据管理与传输服务”组件，用来处理数据调用和信息提取命令。各个数据源服务器通过各自IP接入局域网。
中转服器通过自身IP接入局域网，通过网络将各个数据源的运行方式数据的描述信息提取收集到中转服器中。描述信息包含数据名称，数据节点规模，数据生成时间，数据保密级别等。中转服务器还提供对数据潮流收敛性和参数的校验。
客户端计算机中安装本发明系统客户端，可查看各数据源中运行方式数据信息，并通过中转服务器下载数据到本地。
二、基于客服端/服务器架构的系统通讯：
局域网内各个数据源操作系统不同，调用方法各异。因此，需要一种一般方法使用和管理各数据源，使之能够一起无缝地工作。
以前，创建这类复杂的分布式管理系统是使用一个对象模型，例如Microsoft的DCOM或Object Management Group的Internet Inter-ORB协议(IIOP)或Common Object RequestBroker Architecture(CORBA)。但是，电力相关机构局域网中一般存在严格的网络安全系统，保证要让每数据源使用此类模型复杂且难以实现的。
本发明数据管理系统采用HTTP和XML解决这个问题。针对系统存在3种类型计算机（包括中转服务器，工作人员的仿真分析使用的计算机，数据源服务器），系统将传输的命令和数据使用XML格式封装，然后通过HTTP来发送，即使用标准的Internet调用协议就可完成系统所需的各类通讯要求。XML格式的信息被接受后，通过组件进行解析，再启动相关进程执行命令。本发明通讯机制可以适应在不同的操作系统的数据源。客户端、中转服务器、数据源之间的通讯和数据传输除了需要使用HTTP传输外，与其他无关，可以符合局域网内的严格安全机制。
三、运行方式数据检查模块：
中转服务器包括运行方式数据检查模块，用于对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验，检查的内容包括：
（1）检查拓扑连接性：数据中的厂站、交直流线路、变压器支路、并联支路可能由多个小型电网自动拼接形成，可能形成孤立的电网。当出现此类电网时，系统提供警报信息。
（2）检查数据的负荷位置：某些变压器，高压侧挂有负荷，低压侧无负荷。而实际电网高压侧没有负荷的。此时系统自动应将负荷移至低压侧，作为低压侧的实际低压网络的等值负荷。
（3）检查变压器的运行方式：当厂站内有多台变压器时，包括500kV变电站的降压变和直接接入500kV的电厂的升压变。系统自动检查其运行台数、运行方式。
（4）检查参数：检查包括网架结构参数如交直流线路参数、变压器参数、并联支路参数等，以及实际发电机（不包括等值机）的出力和机端电压。
本发明提供一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统的实现方法，包括下述步骤：
A、设置数据文件保存到本地目录位置、中转服务器web地址、用户名以及密码；系统启动后，自动从多个数据源收集运行方式描述信息。在使用前，如图2所示，首先需要设置“保存到本地目录”位置，中转服务器web地址，用户名及密码。用户登录客户端后，系统自动确定其查看权限。
B、用户登录数据管理系统的客户端；其流程图如图2所示，包括下述步骤：
a、判断用户是否自动登录：若自动登录，读取本地配置自动登录，并判断用户名和密码是否正确；若正确，则进行步骤b；否则，进行步骤c；若不自动登录，则进行步骤b；
b、使用用户名和密码登录系统；
c、中转服务器验证用户信息并查询对应权限；
d、用户已登录客户端。
C、运行数据管理系统，其流程图如图3所示，包括下述步骤：
<1>用户输入查询信息，查询信息包括搜索关键字，客户端向中转服务器发送查询请求；
<2>当中转服务器接收到客户端的查询请求后，从保存的数据记录中查询与请求中所携带查询条件相匹配的数据记录，接着对查询到的数据记录根据修改时间排序，根据其用户等级筛选出其有权限查看的运行方式数据，最后向客户端返回查询结果；
<3>客户端接收到该查询结果后，选择需要的运行方式数据，将需求信息发送给中转服务器；
<4>中转服务器接收需求信息后，从数据源服务器中提取数据，通过数据映射将其转换为标准电网格式；然后对数据进行全面校验（包括判断数据潮流是否收敛）；若校验不正确，发出警告，提示数据无效；若正确，发送给各个客户端，供仿真分析使用。电网运行方式数据展示页面图如图4所示。
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 (9)

1.一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统，其特征在于，所述数据管理系统包括数据源服务器、中转服务器和客户端；所述数据源服务器通过自身IP接入局域网，所述中转服务器通过自身IP接入局域网，通过局域网将数据源服务器中数据源的运行方式的描述信息提取收集到中转服器中，所述中转服务器还用于提供对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验。
2.如权利要求1所述的数据管理系统，其特征在于，所述数据源服务器按照其存储的电网运行方式数据类型进行分类，包括网络数据平台的数据源服务器、文本类型数据的数据源服务器和数据库文件类型数据的数据源服务器，每台数据源服务器中设置数据管理与传输服务组件，用于处理数据调用和信息提取命令，信息包括数据名称，数据节点规模，数据生成时间和数据保密级别。
3.如权利要求1所述的数据管理系统，其特征在于，所述中转服务器包括运行方式数据检查模块，用于对数据的检查以及潮流收敛性和参数校验，检查的内容包括：
（1）检查拓扑连接性：数据中的厂站、交直流线路、变压器支路、并联支路可能由多个小型电网自动拼接形成，可能形成孤立的电网；当出现此类电网时，数据管理系统提供警报信息；
（2）检查数据的负荷位置：某些变压器，高压侧挂有负荷，低压侧无负荷的情况，实际电网高压侧没有负荷的，数据管理系统自动将负荷移至低压侧，作为低压侧的实际低压网络的等值负荷；
（3）检查变压器的运行方式：当厂站内有多台变压器时，包括500kV变电站的降压变和直接接入500kV的电厂的升压变；数据管理系统自动检查其运行台数和运行方式。
（4）检查参数：检查包括网架结构参数：交直流线路参数、变压器参数和并联支路参数以及不包括等值机的实际发电机的出力和机端电压；
所述描述信息包括数据名称，数据节点规模，数据生成时间和数据保密级别。
4.如权利要求1所述的数据管理系统，其特征在于，在客户端种查看各数据源服务器中运行方式数据信息，并通过中转服务器下载数据到本地。
5.如权利要求1-4中任一项所述的数据管理系统，其特征在于，所述数据管理系统将传输的命令和数据使用XML格式封装，并通过HTTP协议进行发送，即使用标准的Internet调用协议完成数据管理系统所需的各类通讯要求。
6.一种基于C/S架构的电网运行方式数据管理系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
A、设置数据文件保存到本地目录位置、中转服务器web地址、用户名以及密码；
B、用户登录数据管理系统的客户端；
C、运行数据管理系统。
7.如权利要求6所述的实现方法，其特征在于，所述步骤B包括下述步骤：
a、判断用户是否自动登录：若自动登录，读取本地配置自动登录，并判断用户名和密码是否正确；若正确，则进行步骤b；否则，进行步骤c；若不自动登录，则进行步骤b；
b、使用用户名和密码登录系统；
c、中转服务器验证用户信息并查询对应权限；
d、用户已登录客户端。
8.如权利要求6所述的实现方法，其特征在于，所述步骤C包括下述步骤：
<1>用户输入查询信息，查询信息包括搜索关键字，客户端向中转服务器发送查询请求；
<2>当中转服务器接收到客户端的查询请求后，从保存的数据记录中查询与请求中所携带查询条件相匹配的数据记录，接着对查询到的数据记录根据修改时间排序，根据其用户等级筛选出其有权限查看的运行方式数据，最后向客户端返回查询结果；
<3>客户端接收到该查询结果后，选择需要的运行方式数据，将需求信息发送给中转服务器；
<4>中转服务器接收需求信息后，从数据源服务器中提取数据，通过数据映射将其转换为标准电网格式；然后对数据进行全面校验；若校验不正确，发出警告，提示数据无效；若正确，发送给各个客户端，供仿真分析使用。
9.如权利要求8所述的实现方法，其特征在于，对数据进行全面校验包括判断数据潮流是否收敛。
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Applicant after: State Grid Corporation of China

Applicant after: China Electric Power Research Institute

Address before: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing

Applicant before: State Grid Corporation of China

Applicant before: Electric Power Research Institute, State Grid Ningxia Electric Power Company

Applicant before: China Electric Power Research Institute

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Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: STATE GRID CORPORATION OF CHINA TO: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, STATE GRID NINGXIA ELECTRIC POWER COMPANY

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