CN107247797A - 基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统和方法，系统包括前置规约处理模块、后台数据处理模块、实时数据库、Redis数据提交模块和Redis数据库；前置规约处理模块获取变电站带时标的量测数据报文，并从中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，转换得到遥测对象ID、遥测值；后台数据处理模块向Redis数据提交模块发送量测数据写库请求，以及遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位；同时后台数据处理模块将遥测值和数据状态位写入实时数据库；Redis数据提交模块根据将接收到数据转换为key‑value型数据结构，将数据写入Redis数据库。本发明可实现对电力调度自动化系统中时标量测数据的快速存取。
Description
技术领域
本发明涉及电网数据处理技术领域，特别是一种基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统和方法。
背景技术
目前调度自动化系统实时采集的变电站量测数据没有统一的时标，更新周期长，而且时延较大，使用量测数据的状态估计，计算采用的量测信息来自内存实时数据库，为各个测点的最新量测值，没有考虑各测点的量测时标是否一致，无法找到协调和处理各量测量不同时延的有效方法，难以克服量测不同步对电网高级应用分析计算的不利影响。因此已经有项目正在开展变电站数据带时标上送到电力调度自动化系统的研究工作，而电力调度自动化系统如何实现变电站带时标数据的存储和应用是时标量测数据后续应用的基础。
经过调研分析，发现Redis是一种强大的key-value数据库，其数据是基于内存存储，响应速度快，如将其应用于调度自动化系统中对时标量测数据的存储，可以实现对时标量测数据的快速存取。
RTU，远程测控装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：利用Redis库存储结构丰富及优异的读写性能，实现对电力调度自动化系统中时标量测数据的快速存取，为调度自动化系统的高级应用分析提供完整的统一时标断面数据，提高电网高级应用分析数据准确性。
本发明采取的技术方案为：基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统，包括前置规约处理模块、后台数据处理模块、实时数据库、Redis数据提交模块和Redis数据库；
前置规约处理模块连接变电站RTU装置以获取带时标的量测数据报文，然后从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值，再将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，发送至后台数据处理模块；
后台数据处理模块向Redis数据提交模块发送量测数据写库请求，并将接收到的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，组包发送给Redis数据提交模块；同时，后台数据处理模块将接收到的遥测值和数据状态位写入实时数据库，以更新实时数据库中的数据；
Redis数据提交模块根据量测数据写库请求，将接收到的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构，然后调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库。
本发明前置规约处理模块、后台数据接收处理模块、实时数据库、Redis数据提交模块和Redis数据库可采用同一计算机载体实现。前置规约模块在进行量测数据的获取和转换时，依据的规约主要包含IEC104规约、DL476规约等本领域现有国际标准规约和中国电力行业标准。前置规约处理模块、后台数据接收处理模块和Redis数据提交模块皆为软件模块，可利用现有软件技术实现。
进一步的，本发明系统还包括图形客户端显示模块，图形客户端显示模块从实时数据库中获取最新的遥测数据和状态值，并将获取到的遥测数据和状态值通过图形界面显示。
进一步的，后台数据处理模块还包括数据合理性判断单元，数据合理性判断单元对后台数据处理模块接收的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，进行合理性判断，若判断结果为合理，则将接收到的数据更新入实时数据库，若判断结果为不合理，则丢弃数据。对遥测数据的合理性判断为现有技术，即判断数据是否在合理上下限范围内，合理上下限门槛值可由用户人工设定。超出用户设定的合理上下限则判定该数据不合理，属于一个非法数或坏数据，直接丢弃，避免这些毛刺数据对系统正常运行造成干扰。
本发明还公开一种基于上述基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统的时标量测数据存储方法，包括：
获取变电站上送的带时标的量测数据报文；
从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值；
将转换后的遥测值与数据状态位写入实时数据库；
将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构；
调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库。
进一步的，方法还包括，将实时数据库中的遥测ID和相应的遥测状态数据，通过显示界面显示。
优选的，不同遥测数据状态位的实时数据库显示在显示界面上的颜色不同。遥测数据从变电站上送时，都带有该遥测数据的质量标识位，即用于标识该遥测数据是否采集异常的状态位。作为遥测状态数据显示在显示界面时，不同的颜色能够使得工作人员更直观的获知遥测状态异常的数据。
优选的，方法还包括，设定遥测值的上下限阈值，基于已设定的上下限阈值对转换后的遥测值进行合理性判断，若遥测值在上下限阈值内，则将相应的遥测值与数据状态位写入实时数据库，以及将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据写入Redis数据库；若遥测值在上下限阈值范围外，则丢弃相应的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据。数据在上下限阈值外即代表该数据为非法数据或坏数据，丢弃该类数据可避免这些毛刺数据对系统正常运行造成干扰。合理性判断中上下限阈值可由用户根据遥测对象实体的类型参数等设置，如一个发电机的容量是600mw，那么它的发电功率理论上是不可能大于800mw的，所以可以设定该发电机功率量测合理上限为800，如果遥测值大于这个上限，则该数据一定属于错误的坏数据，可丢弃。
有益效果
1. 本发明利用Redis库存储结构丰富及优异的读写性能，实现对电力调度自动化系统中时标量测数据的存取，存取响应速度快；
2. 本发明存储于Redis数据库的量测数据可为调度自动化系统的高级应用分析提供完整的统一时标断面数据，提高电网高级应用分析数据准确性。
附图说明
图1所示为本发明系统原理结构示意框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
如图1所示，本发明基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统，包括前置规约处理模块、后台数据处理模块、实时数据库、Redis数据提交模块和Redis数据库；
前置规约处理模块连接变电站RTU装置以获取带时标的量测数据报文，然后从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值，再将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，通过消息总线发送至后台数据处理模块；
后台数据处理模块向Redis数据提交模块发送量测数据写库请求，并将接收到的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，组包发送给Redis数据提交模块；同时，后台数据处理模块将接收到的遥测值和数据状态位写入实时数据库，以更新实时数据库中的数据；
Redis数据提交模块根据量测数据写库请求，将接收到的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构，然后调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库。
实施例-系统
本发明前置规约处理模块、后台数据接收处理模块、实时数据库、Redis数据提交模块和Redis数据库可采用同一计算机载体实现。前置规约模块在进行量测数据的获取和转换时，依据的规约主要包含IEC104规约、DL476规约等本领域现有国际标准规约和中国电力行业标准。前置规约处理模块、后台数据接收处理模块和Redis数据提交模块皆为软件模块，可利用现有软件技术实现。
系统还包括图形客户端显示模块，图形客户端显示模块从实时数据库中获取最新的遥测数据和状态值，并将获取到的遥测数据和状态值通过图形界面显示。
后台数据处理模块还包括数据合理性判断单元，数据合理性判断单元对后台数据处理模块接收的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，进行合理性判断，若判断结果为合理，则将接收到的数据更新入实时数据库，若判断结果为不合理，则丢弃数据。对遥测数据的合理性判断为现有技术，即判断数据是否在合理上下限范围内，合理上下限门槛值可由用户人工设定。超出用户设定的合理上下限则判定该数据不合理，属于一个非法数或坏数据，直接丢弃，避免这些毛刺数据对系统正常运行造成干扰。
本发明基于前述Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统的时标量测数据存储方法，包括：
获取变电站上送的带时标的量测数据报文；
从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值；
将转换后的遥测值与数据状态位写入实时数据库；
将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构；
调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库。
实施例-方法
时标量测数据处理方法，包括：
获取变电站上送的带时标的量测数据报文；
从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值；
设定遥测值的上下限阈值，基于已设定的上下限阈值对转换后的遥测值进行合理性判断，若遥测值在上下限阈值内，则将相应的遥测值与数据状态位写入实时数据库，以及将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据写入Redis数据库；若遥测值在上下限阈值范围外，则丢弃相应的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据。
将转换后的遥测值与数据状态位写入实时数据库；
将实时数据库中的遥测ID和相应的遥测状态数据，通过显示界面显示；
将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构；
调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库，后续需要基于时标量测数据的应用可通过Redis库获取时标量测数据断面。
优选的，不同遥测数据状态位的实时数据库显示在显示界面上的颜色不同。遥测数据从变电站上送时，都带有该遥测数据的质量标识位，即用于标识该遥测数据是否采集异常的状态位。作为遥测状态数据显示在显示界面时，不同的颜色能够使得工作人员更直观的获知遥测状态异常的数据。
合理性判断时，数据在上下限阈值外即代表该数据为非法数据或坏数据，丢弃该类数据可避免这些毛刺数据对系统正常运行造成干扰。合理性判断中上下限阈值可由用户根据遥测对象实体的类型参数等设置，如一个发电机的容量是600mw，那么它的发电功率理论上是不可能大于800mw的，所以可以设定该发电机功率量测合理上限为800，如果遥测值大于这个上限，则该数据一定属于错误的坏数据，可丢弃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。、
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
Claims (7)
1.基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统，其特征是，包括前置规约处理模块、后台数据处理模块、实时数据库、Redis数据提交模块和Redis数据库；
前置规约处理模块连接变电站RTU装置以获取带时标的量测数据报文，然后从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值，再将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，发送至后台数据处理模块；
后台数据处理模块向Redis数据提交模块发送量测数据写库请求，并将接收到的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，组包发送给Redis数据提交模块；同时，后台数据处理模块将接收到的遥测值和数据状态位写入实时数据库，以更新实时数据库中的数据；
Redis数据提交模块根据量测数据写库请求，将接收到的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构，然后调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库。
2.根据权利要求1所述的基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统，其特征是，还包括图形客户端显示模块，图形客户端显示模块从实时数据库中获取最新的遥测数据和状态值，并将获取到的遥测数据和状态值通过图形界面显示。
3.根据权利要求1所述的基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统，其特征是，后台数据处理模块还包括数据合理性判断单元，数据合理性判断单元对后台数据处理模块接收的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，进行合理性判断，若判断结果为合理，则将接收到的数据更新入实时数据库，若判断结果为不合理，则丢弃数据。
4.基于权利要求1至3所述基于Redis的电力调度自动化系统中时标量测数据存储系统的时标量测数据存储方法，其特征是，包括：
获取变电站上送的带时标的量测数据报文；
从量测数据报文中获取遥测数据的序号、源码值、遥测发生时间和数据状态位，将其中的遥测序号转换为遥测对象ID，将源码值转换为遥测值；
将转换后的遥测值与数据状态位写入实时数据库；
将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位，转换为满足Redis数据库存储格式的key-value型数据结构；
调用Redis数据库写入接口函数，以将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据，写入Redis数据库。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，还包括，将实时数据库中的遥测ID和相应的遥测状态数据，通过显示界面显示。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，不同遥测数据状态位的实时数据库显示在显示界面上的颜色不同。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，还包括，设定遥测值的上下限阈值，基于已设定的上下限阈值对转换后的遥测值进行合理性判断，若遥测值在上下限阈值内，则将相应的遥测值与数据状态位写入实时数据库，以及将转换后的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据写入Redis数据库；若遥测值在上下限阈值范围外，则丢弃相应的遥测对象ID、遥测值、遥测发生时间和数据状态位数据。
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