CN104881748A - 基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法和系统，在云服务器部署调度应用服务模块，在本地服务器部署调度前置处理单元、历史数据库。变电站RTU采集的数据通过调度数据网传输到调度前置处理单元完成数据采集和解析。实时数据通过宽带网络传输给调度应用服务模块和上级调度；历史数据经本地数据接口存入历史数据库。调度工作站终端向调度应用发出服务请求，调度应用服务模块触发相应的服务并处理相关事务，得到结果后马上反馈给请求发起者，实现电力调度自动化功能操作。本发明部署简单，能够在硬件资源、调度终端设备类型、接入网络类型方面为调度员提供多种选择，减少系统硬件的投资与维护，提高系统可靠性和电力调度的灵活性。

Description

基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法和系统

技术领域

本发明涉及电力调度自动化领域，具体是一种运用“云计算”服务构建新型电力调度自动化系统的方法和系统。

背景技术

智能电网融合了传感测量、信息通信、分析决策、自动控制和能源电力等多方面技术，并与电网基础设施高度集成。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，电力系统需要具备实时性强、可靠性高及智能化程度高的生产控制方式。

电力调度自动化系统是智能电网建设的重要部分，是实施一切智能工作的前提。它的结构稳定性和关键设备(特别是服务器)的可靠性直接影响到整个电网的安全与稳定。随着电网智能化建设的不断深入，相关服务资源的稳定性能将越来越不能忽视。

“云”是互联网上远端资源的一个隐喻，“云计算”就是使用互联网来接入存储或者运行在远程服务器端的应用、数据或者服务。用户按使用量付费以获得“云计算”资源，相关资源和服务的增加、使用、交付都是通过互联网完成的。供应商可以快速地提供可用的、便捷的、按需的网络访问；用户进入可配置的计算资源共享池(资源包括服务器、存储、网络、服务)，对自己所需的计算资源进行定制；交付使用后，用户只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

SaaS是Software-as-a-service(软件即服务)，是一种基于互联网提供软件服务的应用模式，在21世纪开始兴起的完全创新的软件应用模式，是软件科技发展的最新趋势。

现有的调度自动化系统往往采用独立设计、独立建设、自行维护的模式，存在硬件结构复杂，建设周期长，建设成本高，维护困难，扩展性差等问题。通过充分利用云计算技术的优势，将软件结构相对固定的调度应用部署在云端服务器上，将涉及企业核心数据的历史数据库保留在本地安全区服务器中，通过优化系统结构获得一种基于“云技术”调度应用的电力调度自动化方法和系统。该方法和系统具有可靠性高、成本低廉、灵活可扩展的优势，为智能电网背景下新型调度自动化系统的建设提供了全新的解决思路。

发明内容

本发明的目的是充分利用“云计算”技术、通信技术的快速发展，提供一种可靠性高、调度方式灵活、部署方式简单的电力调度自动化系统和方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，包括以下步骤：

(1)在云服务器上部署调度应用服务模块，用于发布应用服务并根据不同的用户分配相应的调度管理权限；

(2)在本地服务器上部署调度前置处理单元和历史数据库，调度前置处理单元与变电站RTU进行数据通讯，通过调度前置处理单元、历史数据库和本地数据接口共同对采集数据进行管理；

在本地服务器上接入双向安全隔离与信息交换装置，保障本地服务器与云服务器之间数据交换的安全性；

(3)各变电站RTU采集的数据经过纵向加密装置后接入调度数据网，通过调度数据网传输到调度前置处理单元，调度前置处理单元完成数据采集和解析，通过本地数据接口传输给调度应用服务模块与上级调度，并定时将运行数据存入历史数据库；

(4)调度应用服务模块向调度工作站提供调度界面、管理界面和图形界面；在调度工作站终端的浏览器键入调度应用的Web地址和端口号，通过证书和身份口令验证后即可进入对应角色的界面；

(5)调度工作站终端发出服务请求，调度应用服务模块触发相应的服务并处理相关事务，得到结果后马上反馈给请求发起者。

步骤(1)所述的调度应用服务模块包括实时数据库、图形系统、报警系统、报表系统、趋势曲线、用户管理、高级应用、数据接口和调度应用分发模块；使用调度应用分发模块发布应用服务，根据不同的用户分配相应的调度管理权限，包括操作权限、数据管理范围、数据查询权限和页面管理权限。

步骤(2)所述的调度前置处理单元包括关系型数据库接口、数据采集模块、规约解析模块、数据预处理模块、通讯监视模块、报文监视模块和数据转发模块，各变电站RTU采集的数据在加密后通过调度数据网传输到数据采集模块；规约解析模块根据各个站所使用的通讯规约类型分别解析出所需的数据，遥测、遥信和电度量数据按规定的时间存入历史数据库。

步骤(2)所述的本地数据接口包括实时数据传输接口和数据转发接口，通过实时数据传输接口将实时运行数据传给实时数据库，为调度应用服务模块提供数据，通过数据转发接口将数据转发给上级调度。

步骤(5)所述的服务请求包括图形监视、访问及修改实时数据库、查询历史数据、查询报警记录、查看趋势曲线、管理用户、绘制及修改图形与遥控遥调操作。

步骤(1)所述的调度应用服务模块分别部署在同一个云服务供应商不同地域的云服务器上，互为备用；或者分别部署在不同云服务供应商的云服务器上，实现备用功能。

一种与上述电力调度自动化方法相适应的电力调度自动化系统，包括调度应用服务模块和本地数据管理模块，调度应用服务模块部署在云服务器上，通过Web接入方式与调度工作站终端连接，用于发布应用服务并根据不同的用户分配相应的调度管理权限，调度工作站终端发出服务请求，调度应用服务模块触发相应的服务并处理相关事务，得到结果后马上反馈给请求发起者；本地数据管理模块部署在本地服务器上：包括调度前置处理单元和历史数据库，变电站RTU采集的数据经过纵向加密装置后接入调度数据网，通过调度数据网传输到调度前置处理单元，调度前置处理单元完成数据采集和解析，通过本地数据接口传输给调度应用服务模块与上级调度，并定时将运行数据存入历史数据库；本地服务器上接入双向安全隔离与信息交换装置，用于保障本地服务器与云服务器之间数据交换的安全性。

所述的调度应用服务模块包括实时数据库、图形系统、报警系统、报表系统、趋势曲线、用户管理、高级应用、数据接口和调度应用分发模块；调度应用分发模块用于发布应用服务，根据不同的用户分配相应的调度管理权限，包括操作权限、数据管理范围、数据查询权限和页面管理权限。

所述的调度前置处理单元包括关系型数据库接口、数据采集模块、规约解析模块、数据预处理模块、通讯监视模块、报文监视模块和数据转发模块，所述的本地数据接口包括实时数据传输接口和数据转发接口，各变电站RTU采集的数据在加密后通过调度数据网传输到数据采集模块；规约解析模块根据各个站所使用的通讯规约类型分别解析出所需的数据，遥测、遥信和电度量数据按规定的时间存入历史数据库，通过实时数据传输接口将数据传给实时数据库，为调度应用服务模块提供数据，通过数据转发接口将数据转发给上级调度。

与现有技术方案相比，本发明具备以下有益效果：

(1)调度应用部署在云服务器上，无需对硬件进行维护，只需支付租赁费用，减少了硬件采购和维护成本；云服务器提供了比传统服务器更高的可靠性指标。

(2)所有的调度应用只需要在云服务器上进行一次性部署，就能满足多个调度工作站同时访问的需求；对某个应用模块进行功能更新时不影响其它应用的运行，为系统安全连续运行提供了保证。

(3)以Web方式发布和获取服务，对调度工作站的硬件设备要求低，调度工作站的计算机或移动终端设备(智能手机、平板电脑、手提电脑等)只需要安装有浏览器、具有连接Internet的功能，不需要安装及维护调度自动系统客户端软件；对特定用户只设定监视权限而不赋予操作权限就可以实现现有技术下的Web监视功能，不再需要单独的Web服务器。调度员的工作场所不再局限于传统调度方式下的调度室，在物理空间上有很大的灵活性。移动设备终端可以通过接入3G/4G网络或者安全的WiFi热点等无线网络完成监视与调度工作，充分利用了通信技术，提供了多种通信方案选择。调度员可以根据不同的场所使用不同类型的终端设备通过不同的网络接入方式进行工作，在调度方式上拥有充分的灵活性。在调度工作站的浏览器键入调度应用的Web地址和端口号，通过证书和身份口令验证后即可进入对应角色的界面。

(4)手机、平板电脑、手提电脑等智能移动终端可方便接入，充当调度工作站的角色，实现移动调度、移动监视等灵活性的功能。

(5)本地服务器在接入网络前要接入双向安全隔离与信息交换装置，本地服务器与云服务器之间的文件传输与同步、数据传输、数据库访问等数据交换都要经过该设备，保证本地与云端的重要进程、文件和数据不受黑客侵袭，提供了多层次、高强度的安全防护。

附图说明

图1是本发明所述的基于“云计算”调度应用的电力调度自动化系统的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

本发明主要运用“云计算”技术和SaaS应用模式，对电力调度自动化系统进行重新设计。所述“云计算”服务是指云服务供应商提供的SaaS:Software-as-a-Service(软件即服务)，它为用户提供基于Web的软件及相关服务。SaaS提供商为企业搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运作平台，并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务，企业无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员，即可通过互联网使用信息系统。服务提供商通过有效的技术措施，可以保证每家企业数据的安全性和保密性。

首先要向云服务供应商提出软硬件及服务需求，签订服务保障协议，获得云计算资源的使用和管理权。

SaaS提供多种系统平台，如Windows Server、Linux、Unix等，用户可以根据需要自行选择，电力调度自动化系统一般选择Unix或Linux。所申请的平台下安装有应用分发服务的软件，并支持XML、HTML、SOAP、ASP等Web技术，能运行Web脚本，用户可以在平台上简单地完成应用部署和发布。

如图1所示，在云服务器上部署调度应用服务模块，主要模块有实时数据库、图形系统、报警系统、报表系统、趋势曲线、用户管理、高级应用、数据接口和调度应用分发等。然后使用调度应用分发模块发布应用服务，根据不同的用户分配相应的调度管理权限，包括操作权限、数据管理范围、数据查询权限和页面管理权限等。例如监视员用户拥有查看数据和图形界面的权限而没有操作权限，操作员应该具备监视员的所有权限外加操作设备的权限等。用户的权限是可以根据需要调整的，不局限于上述的两种身份的权限，具有很大的灵活性，并指定了具有电网操作权限的调度员，保证了操作的安全性。

将调度前置处理单元和历史数据库部署在本地服务器上，有利于调度前置处理单元与变电站RTU进行通讯调试，也方便对历史数据进行管理，同时保证了企业重要数据的安全性。由调度前置处理单元、历史数据库和本地数据接口共同对采集数据进行管理。

各变电站RTU采集的数据在加密后通过调度数据网传输到调度前置处理单元的采集模块；规约解析模块根据各个站使用的通讯规约类型分别解析出所需的数据，遥测、遥信、电度量数据按规定的时间存入历史数据库，通过实时数据传输接口将数据传给实时数据库，为调度应用服务提供数据，通过数据转发接口将数据转发给上级调度。

本地数据接口是方便调度应用服务模块与调度前置处理单元、历史数据库进行数据交互设定的数据格式，它使数据通讯变得更简单、准确。

本地服务器在接入网络前要接入双向安全隔离与信息交换装置，本地服务器与云端调度应用之间的文件传输与同步、数据传输、数据库访问等数据交换都要经过该设备，保证本地与云端的重要进程、文件和数据不受黑客侵袭，提供多层次、高强度的安全防护。

在调度工作站终端的浏览器键入调度应用的Web地址和端口号，通过证书和身份口令验证后即可进入对应角色的界面。

调度应用分发模块向调度工作站提供调度界面、管理界面、图形界面；调度工作站终端发出服务请求，调度应用服务模块触发相应的服务并处理相关事务，得到结果后马上反馈给请求发起者；服务请求包括图形监视、访问及修改实时数据库、查询历史数据、查询报警记录、查看趋势曲线、管理用户、绘制及修改图形、遥控遥调操作等。

在功能上，本发明能够实现传统调度系统的所有功能，拥有新的系统部署方式和用户接入方式。本发明将调度应用部署在“云计算”服务器上，充分利用了云服务提供商提供的软硬件、服务等便利条件，降低了系统成本，减少了维护工作量。另外，本发明支持移动智能终端设备通过多种网络接入方式来获取调度应用服务，完成调度任务，在工作场所、调度设备、接入网络方面给调度员提供了多种选择，增强了调度方式的灵活性，同时提供了保证系统通信安全的方案，符合智能电网发展的趋势。

Claims (9)

1.一种基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在“云计算”虚拟服务器上部署调度应用服务模块，用于发布应用服务并根据不同的用户分配相应的调度管理权限；

(2)在本地服务器上部署调度前置处理单元和历史数据库，调度前置处理单元与变电站RTU进行数据通讯，通过调度前置处理单元、历史数据库和本地数据接口共同对采集数据进行管理；

(3)变电站RTU采集的数据通过调度数据网传输到调度前置处理单元，调度前置处理单元完成数据采集和解析，通过本地数据接口传输给调度应用服务模块与上级调度，并定时将运行数据存入历史数据库；

(4)调度应用服务模块向调度工作站终端提供调度界面、管理界面和图形界面；在调度工作站终端的浏览器键入调度应用的Web地址和端口号，通过证书和身份口令验证后即可进入对应角色的界面；

(5)调度工作站终端发出服务请求，调度应用服务模块触发相应的服务并处理相关事务，得到结果后马上反馈给请求发起者。

2.根据权利要求1所述的基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，其特征在于，步骤(1)所述的调度应用服务模块包括实时数据库、图形系统、报警系统、报表系统、趋势曲线、用户管理、高级应用、数据接口和调度应用分发模块；使用调度应用分发模块发布应用服务，根据不同的用户分配相应的调度管理权限，包括操作权限、数据管理范围、数据查询权限和页面管理权限。

3.根据权利要求1所述的基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，其特征在于，步骤(2)所述的调度前置处理单元包括关系型数据库接口、数据采集模块、规约解析模块、数据预处理模块、通讯监视模块、报文监视模块和数据转发模块，各变电站RTU采集的数据在加密后通过调度数据网传输到数据采集模块；规约解析模块根据各个站使用的通讯规约类型分别解析出所需的数据，遥测、遥信和电度量数据按规定的时间存入历史数据库。

4.根据权利要求1所述的基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，其特征在于，步骤(2)所述的本地数据接口包括实时数据传输接口和数据转发接口，通过实时数据传输接口将实时运行数据传给实时数据库，为调度应用服务模块提供数据，通过数据转发接口将数据转发给上级调度。

5.根据权利要求1所述的基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，其特征在于，步骤(5)所述的服务请求包括图形监视、访问及修改实时数据库、查询历史数据、查询报警记录、查看趋势曲线、管理用户、绘制及修改图形与遥控遥调操作。

6.根据权利要求1所述的基于“云计算”调度应用的电力调度自动化方法，其特征在于，步骤(1)所述的调度应用服务模块分别部署在同一个云服务供应商不同地域的云服务器上，互为备用；或者分别部署在不同云服务供应商的云服务器上，实现备用功能。

7.一种适用于权利要求1-6任一项所述的电力调度自动化方法的电力调度自动化系统，其特征在于，包括调度应用服务模块和本地数据管理模块，调度应用服务模块部署在云服务器上，通过Web接入方式与调度工作站终端连接，用于发布应用服务并根据不同的用户分配相应的调度管理权限，调度工作站终端发出服务请求，调度应用服务模块触发相应的服务并处理相关事务，得到结果后马上反馈给请求发起者；本地数据管理模块部署在本地服务器上：包括调度前置处理单元和历史数据库，变电站RTU采集的数据通过调度数据网传输到调度前置处理单元，调度前置处理单元完成数据采集和解析，通过本地数据接口传输给调度应用服务模块与上级调度，并定时将运行数据存入历史数据库。

8.根据权利要求7所述的电力调度自动化系统，其特征在于，所述的调度应用服务模块包括实时数据库、图形系统、报警系统、报表系统、趋势曲线、用户管理、高级应用、数据接口和调度应用分发模块；调度应用分发模块用于发布应用服务，根据不同的用户分配相应的调度管理权限，包括操作权限、数据管理范围、数据查询权限和页面管理权限。

9.根据权利要求7所述的电力调度自动化系统，其特征在于，所述的调度前置处理单元包括关系型数据库接口、数据采集模块、规约解析模块、数据预处理模块、通讯监视模块、报文监视模块和数据转发模块，所述的本地数据接口包括实时数据传输接口和数据转发接口，各变电站RTU采集的数据在加密后通过调度数据网传输到数据采集模块；规约解析模块根据各个站使用的通讯规约类型分别解析出所需的数据，遥测、遥信和电度量数据按规定的时间存入历史数据库，通过实时数据传输接口将数据传给实时数据库，为调度应用服务模块提供数据，通过数据转发接口将数据转发给上级调度。