CN106530112A - 配电管理系统 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种配电管理系统。根据本公开内容的配电管理系统(其能够使用国际电工技术委员会(IEC)‑61968标准而有效地提供与被应用到监控和数据采集(SCADA)系统的电力应用模型有关的地理信息系统(GIS)数据)是基于IEC‑61968的配电管理系统，包括：GIS工具，其用于生成GIS模式数据；GIS传输单元，其用于接收GIS模式数据以将接收到的GIS模式数据转变成适合于该标准的格式；以及一个或多个GIS配电管理应用，其连接到GIS工具以接收GIS模式数据。

Description

配电管理系统
技术领域
本公开内容涉及配电管理系统。更具体地，本公开内容涉及一种能够使用国际电工技术委员会(IEC)-61968有效地提供与被应用到监控和数据采集(SCADA)系统的电力应用模型有关的地理信息系统(GIS)数据的配电管理系统。
背景技术
总体上，监控和数据采集(SCADA)系统是基于工业控制系统(即，工业过程/基础设施/设施)来监测和控制操作过程的计算机系统并且被广泛地使用在各个领域中。
大规模SCADA系统可以适用于配电系统，并且可以通过各种应用向用户提供适当的数据。
在这一点上，IEC提出了与电力相关的各种标准，并且IEC-61968规定了在各配电系统之间的信息互换、与管理有关的通信协议、协议、等等。
供应商或企业基于这样的通信协议以各种方式产生和制造产品。
使用典型的SCADA系统的配电管理系统被配置为在数据到达应用之前采集和处理SCADA数据库(DB)中的所有数据。
参考图1，示出了典型的系统，其中设备DB、GIS DB和网络DB分别连接到SCADA DB，并且SCADA DB完整地容纳设备数据、GIS数据和网络数据并将数据转换成适用于应用的格式以将它们应用到各种应用。
在这样的典型的系统中，各种应用基于SCADA DB来生成信息以适当地将该信息用于应用。
在这样的情况下，由于在从设备点提供的GIS数据与反映事实的GIS数据之间出现误差，所以存在需要持续更新的不便。
此外，在典型的系统中，没有实时数据处理的意义的GIS数据与应当在设备中被处理的DB数据一起被同时处理，使得在SCADA DB处理的数据量被剧烈增加以导致整个系统的处理速度的下降。
换言之，由于在GIS DB中存储的数据量具有巨大容量并且当SCADA DB连接到GISDB时，GIS数据与不要求GIS数据的应用的操作一起被处理，所以可能降低系统的处理速度。
发明内容
要由本公开内容解决的技术问题是提供一种配电管理系统，其能够被转换成对地理信息系统(GIS)数据的定期或不定期更新来代替对其的实时更新。
因此，本公开内容能够减小由于实时数据处理而导致的数据库(DB)负担，及时地更新GIS数据，以及维持最新地图(map)。
此外，根据本公开内容，可以解决由通过在模式级中考虑GIS的系统的设计造成的不便并且可以进行灵活的DB设计。
另外，根据本公开内容，可以解决其中监控和数据采集(SCADA)DB应当采集并处理所有数据的不便以提高系统的处理速度。
为了解决以上描述的技术问题，根据本公开内容的一个实施例的配电管理系统(其能够使用国际电工技术委员会(IEC)-61968标准而有效地提供与被应用到SCADA系统的电力应用模型有关的GIS数据)包括：GIS工具，其被配置为生成GIS模式数据；GIS传输单元，其被配置为接收GIS模式数据以将接收到的GIS模式数据转变成预定格式；以及一个或多个GIS配电管理应用，其被配置为从GIS工具接收GIS模式数据。
在实施例中，优选的是，配电管理系统还可以包括GIS DB，其连接到GIS传输单元以从GIS传输单元接收并存储GIS模式数据。
在实施例中，优选的是，GIS配电管理应用可以通过从GIS工具接收GIS模式数据来更新。
在实施例中，优选的是，GIS传输单元可以基于包括IEC-61968的电力相关标准来变换GIS模式数据。
在实施例中，优选的是，GIS模式数据可以是可扩展标记语言(XML)格式或IEC通用模型。
在实施例中，优选的是，GIS配电管理应用可以是配电自动化系统(DAS)或能量管理系统(EMS)。
在实施例中，优选的是，GIS传输单元可以被配置为当GIS DB 120被更新时进行操作。
在实施例中，优选的是，GIS DB可以存储GIS模式数据和关于在变换GIS模式数据之后的数据信息。
此外，根据本公开内容的另一实施例的配电系统包括配电管理系统以及SCADA数据库，SCADA数据库连接到配电管理系统并且被配置为存储数据以便控制配电管理应用。
在实施例中，优选的是，配电管理系统可以包括连接到SCADA数据库的配电管理应用，其被提供一个或多个。
在实施例中，优选的是，SCADA数据库可以被配置为通过GIS传输单元接收从配电管理系统提供的GIS数据。
在实施例中，优选的是，配电系统还可以包括连接到SCADA数据库的网络数据库和设备数据库。
根据如以上所描述的本公开内容，可以减小由于实时数据处理而导致的DB负担，可以进行对GIS数据的及时更新，并且可以容易地维持最新地图。
此外，根据本公开内容，可以解决由通过在模式级中考虑GIS的系统的设计造成的不便并且可以存在使得能够进行灵活的DB设计的优点。
另外，根据本公开内容，可以在不对实时DB造成负担的情况下构建反映实际GIS数据的实时SCADA DB，并且可以提高处理速度和系统的可靠性。
附图说明
图1是使用典型的SCADA系统的配电系统的框图。
图2是根据本公开内容的一个实施例的配电管理系统的框图。
图3是示出了配置本公开内容的配电管理系统的配电管理应用的一个实施例的示意图。
图4是示出了配置本公开内容的配电管理系统的配电管理应用的另一实施例的示意图。
具体实施方式
本公开内容可以能够具有各种改变和许多其他实施例，并且将在附图中图示具体实施例并且将详细描述对其的描述。
然而，本文公开的实施应当被理解为本发明的许多说明性实施例但不限于其，并且本公开内容的范围应当通过随附权利要求连同这样的权利要求被授予的改变、等价物、以及替代物的完整范围一起来理解。
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开内容的一个优选实施例。在附图中，相同的附图标记指代相似的部件。
参考图2，示出了根据本公开内容的一个实施例的基于IEC 61968模式的配电管理系统100的配置。
首先，通过描述IEC 61968，这是用于在各配电管理系统之间的信息互换的国际标准，并且规定了与配电管理系统相关的信息模型、与信息互换/管理相关的通信协议、以及协议。
具体地，IEC 61968-4推荐基于可扩展标记语言(XML)结合对与实用资源有关的地理信息的互换对地理标记语言(GML)的使用。
换言之，GML是用于表示地理特征的XML语法和用于在互联网上发送和接收地理数据的开放互换格式，并且还用作地理数据系统的建模语言。
使用GML模式来描述GML文档，并且与大部分XML相同基于语法将GML文档分类成文档的描述部分和真实数据部分。
这里，XML文件是下一代互联网语言，其被提出用于在互联网上共享有效信息。
在IEC 61968通信协议中，以适合于每个标准的模式的XML格式描述的数据被互换以便支持在不同的电力设备之间的数据互换和兼容能力。
具体地，本公开内容涉及用于在包含于IEC 61968-4(资产管理模型)中的内容之中将GIS模型连接到典型的SCADA系统的方法，并且还涉及基于由开放GIS联盟(OGC)定义的XML的GML的应用。
参考图2，根据本公开内容的配电管理系统100包括GIS传输单元110、GIS配电管理应用130以及GIS工具140。
此外，配电管理系统100还可以包括GIS DB 120。
GIS工具140可以生成GIS模式数据，并且将所生成的GIS模式数据发送到GIS配电管理应用130或发送到GIS传输单元110。
当将GIS模式数据发送到多个GIS配电管理应用130时，GIS工具140可以以适用于每个应用的格式配送GIS模式数据。
GIS传输单元110将从GIS工具140接收到的数据变换成预定格式。
例如，GIS传输单元110可以以适合于特定电力相关标准的格式来变换GIS模式数据。
例如，电力相关标准可以包括IEC-61968。
这样的GIS传输单元110还可以包括可扩展样式语言(XSL)单元(未示出)。XSL是用于将根据一种模式形式描述的XML文档变换成根据另一模式形式描述的XML文档的标准。
XSL单元可以存储XSL文档，其在使用根据每个标准的模式数据的表中定义通信协议的数据映射历史。
例如，GIS传输单元110可以基于这样的XSL文档来将数据变换成适合于预定标准的格式。
此外，根据本公开内容的一个实施例的配电管理系统可以通过GIS传输单元100连接到SCADA DB 200以从SCADA DB 200接收数据或将数据发送到其。
应当指出，GIS模式数据可以被包含在SCADA DB 200与GIS传输单元110之间发送的数据中。
GIS DB 120可以连接到GIS传输单元110以通过其接收并存储包括GIS模式数据的数据。
GIS配电管理应用130可以被提供一个或多个，并且可以为诸如配电自动化系统(DAS)、能量管理系统(EMS)、等等的应用。这将在稍后详细描述。
GIS配电管理应用130可以从GIS工具140接收GIS模式数据以更新每个应用的GIS数据。
换言之，GIS配电管理应用130可以通过从GIS DB 120接收必要的数据而不实时更新GIS数据来定期地或不定期地执行关于GIS数据的更新。
同时，尽管未示出在附图中，但是GIS配电管理应用130可以直接连接到GIS DB120以从其接收GIS模式数据。
如以上所描述的，根据本公开内容的配电管理系统100可以通过GIS传输单元110连接到SCADA DB 200以配置配电系统。
并且，一个或多个配电管理应用500可以被额外地连接到SCADA DB 200。
另外，网络DB 300和设备DB 400分别连接到SCADA DB 200。SCADA DB200可以从GIS传输单元110接收GIS数据以构建反映实际GIS数据的实时SCADA DB。
图3是示出了本公开内容的基于IEC 61968模式来配置配电系统的电力应用130的一个实施例的示意图。
在图3中，将描述电力应用为配电自动化系统(DAS)130a。
DAS 130a是用于使用计算机和通信技术来远程地监测和控制气体开关设备的操作状态和设施的运行操纵的系统，气体开关设备和设施被应用到配电线路，并且当在配电系统中发生故障时执行自动鉴别和快速恢复。
如图3所示，DAS 130a包括服务器131a、人机接口(MMI)132a、操作者训练系统(OTS)133a、数据采集单元(DAU)134a、馈线远程终端单元(FRTU)135a、有线/无线通信设备(射频(RF)、码分多址(CDMA)、光学通信、等等)、开关设备、等等。
服务器131a通过FRTU 135a监测配电线路的操作状态，并且当配电线路的故障发生时执行故障节段的自动鉴别、故障节段分离、以及恢复。
MMI(调度器)132a支持配电线路系统显示、导航屏幕、报警显示、等等以便使得操作者能够监测配电线路的操作状态并执行远程控制。
OTS 133a假定配电线路的假想事故以执行关于假想事故的仿真。DAU 134a执行与安装在气体开关设备处的FRTU 135a和变电站的远程终端单元(RTU)装备的通信。
此外，DAU 134a可以实时地收集在场地处生成的各种事件以将所收集的事件发送到更高级的系统，或者可以通过解读更高级的系统的控制指令来控制FRTU 135a而用作通信中继设备。
FRTU 135a接收地下/头上气体开关设备的输入并采集关于开关设备的操作状态和故障电流的信息并将该信息发送到更高级的系统，并且根据更高级的系统的控制质量来分离故障节段。
图4是示出了本公开内容的基于IEC 61968模式来配置配电系统的电力应用130的另一实施例的示意图。
在图4中，将描述电力应用是EMS 130b。
EMS 130b是用于通过经由相对于整个电力供应系统的永久信息收集和负载频率监测有效地管理电力系统并且最佳地控制链接到系统的生成设施的操作来执行经济调度的电力控制系统。
另外，如图4所示，EMS 130b包括主机131b、前端处理器(FEP)132b、DB服务器133b、通信网络处理器(CNP)134b、等等。
主机131b执行诸如整个系统节点管理、应用程序运行、DB管理、等等、报警/事件处理、自动操作控制、等等的工作。
FEP 132b从RTU装备采集发电厂和变电站的操作信息以将操作信息实时发送到每个节点，例如主机131b、数据处理设备、等等。
DB服务器133b定期地从主机131b接收所收集的数据以处理并存储接收到的数据。
CNP 134b是使得能够通过数据链路进行到EMS和本地调度设施的数据连接的设备，并且可以以点对点的方式来配置。
根据如以上所描述的本公开内容，可以能够实现一种配电系统，其能够减小由于实时处理而导致的DB负担，使得能够进行对GIS数据的及时更新，以及构建反映实际GIS数据的SCADA DB。
此外，不存在通过在模式级中考虑GIS设计系统的不便，使得可以有利的是使得能够进行灵活的DB设计。
另外，反映实际GIS数据的实时SCADA DB可以在不对实时DB造成负担的情况下被构建，并且可以提高系统的处理速度及其可靠性。
尽管已经结合本发明的实施例描述了本发明的配置和特征，但是本发明不限于此，并且应当理解能够由本领域技术人员设计落入本公开内容的原理的精神和范围内的许多其他修改和改变。因此，本发明的范围应当通过随附权利要求连同这样的权利要求被授予的修改和改变的完整范围来理解。

Claims (10)

1.一种配电管理系统，其能够使用国际电工技术委员会(IEC)-61968标准而有效地提供与被应用到监控和数据采集(SCADA)系统的电力应用模型有关的地理信息系统(GIS)数据，所述配电管理系统包括：
GIS工具，其被配置为生成GIS模式数据；
GIS传输单元，其被配置为接收所述GIS模式数据以将接收到的GIS模式数据转变成预定格式；以及
一个或多个GIS配电管理应用，其被配置为从所述GIS工具接收所述GIS模式数据。
2.根据权利要求1所述的配电管理系统，还包括：
GIS数据库(DB)，其连接到所述GIS传输单元以从所述GIS传输单元接收并存储所述GIS模式数据，
其中，所述GIS传输单元被配置为当所述GIS DB被更新时进行操作，并且所述GIS DB存储所述GIS模式数据和关于在变换所述GIS模式数据之后的数据信息。
3.根据权利要求1所述的配电管理系统，其中，所述GIS配电管理应用通过从所述GIS工具接收所述GIS模式数据来更新。
4.根据权利要求1所述的配电管理系统，其中，所述GIS传输单元基于包括IEC-61968的电力相关标准来变换所述GIS模式数据。
5.根据权利要求1所述的配电管理系统，其中，所述GIS模式数据是可扩展标记语言(XML)格式或IEC通用模型。
6.根据权利要求1所述的配电管理系统，其中，所述GIS配电管理应用是配电自动化系统(DAS)或能量管理系统(EMS)。
7.根据权利要求1所述的配电管理系统，还包括：
SCADA数据库，其连接到所述配电管理系统并且被配置为存储数据以便控制配电管理应用。
8.根据权利要求7所述的配电管理系统，其中，所述配电管理系统包括连接到所述SCADA数据库的所述配电管理应用，所述配电管理应用被提供一个或多个。
9.根据权利要求7所述的配电管理系统，其中，所述SCADA数据库被配置为通过所述GIS传输单元接收从所述配电管理系统提供的所述GIS数据。
10.根据权利要求7所述的配电管理系统，还包括：
网络数据库和设备数据库，其连接到所述SCADA数据库。
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