CN107391815A - 一种面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，包括：添加仿真各类对象并配置相应对象属性及业务；将所添加的对象及属性绑定至树节点及属性；典型仿真场景以快速模式导入场景配置模块；生成仿真场景文件；打开仿真场景文件并启动仿真。本发明针对大规模智能电网仿真平台，设计了各类合理的仿真对象模型及业务模型，通过添加所需对象实现了大规模智能电网仿真场景的快速搭建，提供了一种便捷精确构建网络仿真场景的方法，提高了仿真平台的操作效率及仿真有效性。

Description

一种面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法
技术领域
本发明涉及通信网络仿真领域，更具体地，涉及一种面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法。
背景技术
智能电网，是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。其主要目标是实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全；相比于传统电网，智能电网可以进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构，通过集中与分散相结合的模式，灵活变换网络结构、智能重组系统架构、提升电网服务质量，实现与传统电网截然不同的电网运营理念。随着智能电网的建设与应用推广，整个“发电、输电、变电、配电、用电、调度”自动化系统的规模也逐渐庞大。由于智能电网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，因此提高智能电网通信仿真平台的便捷性与有效性具有重大意义。
当前，学术界已经提出了一些面向智能电网的通信仿真平台搭建方法，但是在仿真的便捷性和有效性上，仍然存在很多问题需要解决，主要体现在：
由于专业的局限性，电力业务运行人员对智能电网“电力流、信息流、业务流”一体化融合技术的认识和把握尚不够深入、准确；
电网结构复杂化、信息容量扩张化、实时信息传输增大化等给通信仿真平台的快速搭建带来了极大挑战；
目前通信仿真平台所提供的各类对象，缺乏智能电网业务的独特性，无法满足智能电网中各类仿真对象的真实性及有效性；
基于以上分析可知，针对智能电网通信的网络结构特征及业务需求，设计准确仿真对象，实现仿真平台的快速有效配置，能够提供更为便捷的配置方法，同时更加有效真实地模拟智能电网运行过程。
发明内容
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，包括：
添加仿真各类对象并配置相应对象属性及业务；
将所添加的对象及属性绑定至树节点及属性；
典型仿真场景以快速模式导入场景配置模块；
生成仿真场景文件；
打开仿真场景文件并启动仿真。
优选地，所述仿真对象均为面向大规模智能电网设计的各类传感器及二次设备节点；所述对象属性及业务配置依据该节点对象于智能电网中功能进行设计。
优选地，所述仿真对象包括：固定子网对象、二次设备节点对象以及链路对象；所述固定子网对象中可嵌套子网对象或放置节点对象，使用链路对象相互连接；所述二次设备节点包括：智能电网发/输/变/配/用电中所涉及到的各层设备节点、支持各类数据存储的服务器节点模型、支持路由器与以太网交换机的网络节点模型等；所述链路对象包括：以太网、无线局域网、移动无线网、令牌环网、点到点网络及其链路，具备设定链路的传输速率、支持的封包格式及采用哪些管道阶段来描述链路的物理特性等功能，支持以太网链路模型与无线链路模型。
优选地，所述固定子网对象属性包括：子网名称、子网坐标、子网范围、图标名称、单位类别、视图网格步长、视图分辨率和上层子网ID号；所述节点对象属性包括：节点名称、节点坐标、节点模型、图标名称和上层子网ID号；所述链路对象属性包括：链路名称、链路模型、信道个数、上层子网ID号、端节点ID号、数据速率、数据格式、连线箭头的形式、传输时延模型、误码模型和纠错模型等。
优选地，所述的业务对象类型包括：Ftp、Http、Voice、Video业务；所述对象属性包括：业务个数、业务名称和业务描述；所述的业务时间分布属性包括运行模型、起始时间满足的分布、持续时间满足的分布、包含的应用个数、应用名称、各应用开始时间偏移量满足的分布、各应用持续时间和重复模式。
优选地，所述典型仿真场景快速配置通过编写配置文件XML导入场景配置模块获得相应的场景信息，通过读取XML文件生成相应的树控件，进而得到场景文件。
优选地，所述的树控件的树节点均具有一个Tag属性，可以保存任何自定义的数据；所述自定义数据包括：一个包含所有对象的全部属性的封闭类；所述树节点Tag属性中，包括从界面或者XML写入的所有配置参数。
优选地，所述场景文件根据树控件中所有树节点的Tag属性获取场景参数，生成相应的场景文件。
优选地，所述生成仿真场景文件通过智能电网仿真平台打开并启动仿真，同时得到仿真结果。
目前，大规模智能电网仿真平台配置操作繁杂，不易快速便捷地搭建所需仿真场景，针对以上现状，本发明通过添加仿真的各类对象，并配置相应对象属性及相关业务，场景配置模块根据得到的树控件的树节点Tag属性生成仿真场景文件，由仿真场景文件运行仿真得到相应仿真结果。除手动配置外还可通过编写固定格式的XML文件导入场景配置模块来快速配置场景。本发明设计并实现了场景配置模块来构建仿真平台场景文件，提供了一种便捷精确构建网络仿真场景的方法，提高了大规模智能电网仿真的便捷性与有效性。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法框架流程图；以及
图2为根据本发明优选实施例的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法的实现流程图；以及
图3为根据本发明优选实施例的面向大规模智能电网通信仿真平台的直接导入配置方法架构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施例的用于确定大规模智能电网仿真平台的快速配置方法流程图，本发明通过场景配置模块构建仿真平台场景文件，提供了一种便捷精确构建网络仿真场景的方法。如图1所示，通过添加仿真的各类对象，并配置相应对象属性及相关业务，场景配置模块根据得到的树控件的树节点Tag属性生成仿真场景文件，由仿真场景文件运行仿真得到相应仿真结果。除手动配置外还可通过编写固定格式的XML文件导入场景配置模块来快速配置场景。
在步骤101中，首先需要添加仿真类型对象。优选地，所述仿真类型对象为预先确定的多个不同种类的对象，其中，所述多种对象包括：子网对象、节点对象和链路对象。所述的子网对象指一个更大的互联网络的一部分，本系统建模流程为：首先生成顶层子网模型，然后再顶层子网中放置子网或节点对象，子网对象中可嵌套子网对象或放置节点对象，使用链路对象相互连接。优选地，子网对象属性包括子网名称、子网坐标、子网范围、图标名称、单位类别、视图网格步长、视图分辨率和上层子网ID号。所述的节点对象为实际仿真中的各个设备节点，优选地，节点对象属性包括节点名称、节点坐标、节点模型、图标名称和上层子网ID号。所述的链路对象为全双工的点到点链路，优选地，链路对象属性包括链路名称、链路模型、信道个数、上层子网ID号、端节点ID号、数据速率、数据格式、连线箭头的形式、传输时延模型、误码模型和纠错模型等。
在步骤102中，需要配置各类对象属性。所述的各类对象具体属性已在步骤101中描述。图2为本系统通过场景配置模块配置各类型对象的具体方法，所述的各类对象属性均在场景配置模块中配置。预先根据仿真平台中空的网络模型文件导出场景文本实例，分析实例结构得到相关配置方法及位置。所述的子网对象根据修改subnet属性即可生成其他类型子网对象，其中，Object_Create函数需要使用不同类型常量标识符作为参数，优选地，固定子网对象使用OBJ_NT_SUBNET_FIX，移动子网对象使用OBJ_NT_SUBNET_MOB。所述的节点对象可通过关联不同的模型文件来获得不同的属性，通过设置这些属性完成不同的仿真功能，具体的模型可包括路由器、交换机、服务器等独立设备。步骤212中所述的固有属性指不同模型和对象的已有属性，通常具有默认的属性值，除固有属性外，可添加自定义属性，自定义属性为非固有属性。所述的链路对象配置需要首先声明链路对象以及两端的节点对象，优选地，OBJ_NT_PTDUP_LINK作为链路对象标识符，OBJ_NT_POS作为端节点对象标识符。所述的端节点需要配置收发方和端节点坐标。
在步骤103中，对仿真的业务进行配置。所述的业务配置包括定义业务对象类型218、定义业务时间分布219和定义业务源、目的节点220。优选地，所述的业务对象类型Application包括Ftp、Http、Voice、Video业务，通过设置不同的名称来区分不同的业务种类，具体属性包括业务个数、业务名称和业务描述。优选地，所述的业务时间分布属性包括运行模型、起始时间满足的分布、持续时间满足的分布、包含的应用个数、应用名称、各应用开始时间偏移量满足的分布、各应用持续时间和重复模式。
在步骤104中，通过编写配置文件XML导入场景配置模块获得相应的场景信息，得到场景文件。步骤104为除101至103的界面配置外的另一种场景配置方案。步骤101至103的界面配置方案具有灵活、快捷的优点，步骤104通过XML文件直接导入场景配置模块具有操作更简便、更直观的优点，两者之间可相互结合，即先通过读取XML文件生成相应的树控件，然后在界面程序中对树节点进行增删修改来满足仿真要求。所述的XML文件指一种可扩展标记语言，通常包含XML声明、根元素、子元素等，形成一种树结构，各个元素中存储需要的信息，根据元素名称读取相应信息。步骤104所述的使用XML进行仿真场景的配置过程和步骤101至103的界面输入配置类似，程序可直接解析XML文件读取配置信息。对于XML文件的读取，本发明采用C++/CLI编程语言，解析时读取XML文档依次读取各类XML元素获取配置信息，添加树控件的树节点并在树节点的Tag中存储配置信息，然后可以结合界面输入功能微调以及配置业务流。通过设计不同的XML文档可生成特定的仿真场景，结合界面输入的配置方式可更高效、准确、灵活地生成网络仿真场景。
在步骤105中，保存各参数到树控件中各节点的Tag属性。所述的树控件的树节点均具有一个Tag属性，可以保存任何自定义的数据，因此可设计一个包含全部属性封闭类的结构体(或类)，根据type成员区分类别，将此结构体绑定到树节点Tag属性中，然后从界面或者XML输入的参数都将赋值给Tag中的结构体的类对象。生成仿真场景文件时读取树控件中的所有树节点的Tag，完成从输入参数到最后生成场景文件的全部过程。
在步骤106和107中，根据树控件中所有树节点的Tag属性获取场景参数，生成相应的场景文件，最终通过仿真平台完成仿真并得到仿真结果。
本发明的实施例的用于确定大规模智能电网仿真平台的快速配置不同类型对象的方法200与本发明的另一个实施例的用于确定大规模智能电网仿真平台的快速配置方法100相对应，在此不再赘述。
图3为根据本发明优选实施例的面向大规模智能电网通信仿真平台的直接导入配置方法架构图。
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。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
添加各类仿真对象并配置相应对象属性及业务；
将所添加的仿真对象及其属性绑定至树节点及属性；
典型仿真场景以快速模式导入场景配置模块；
生成仿真场景文件；
打开仿真场景文件并启动仿真。
2.根据权利要求1所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述仿真对象均为面向大规模智能电网设计的各类传感器及二次设备节点；所述对象属性及业务的配置依据该节点对象于智能电网中功能进行设计。
3.根据权利要求2所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述仿真对象包括：固定子网对象、二次设备节点对象以及链路对象；所述固定子网对象中能够嵌套子网对象或放置节点对象，使用链路对象相互连接；所述二次设备节点包括：智能电网发/输/变/配/用电中所涉及到的各层设备节点、支持各类数据存储的服务器节点模型、支持路由器与以太网交换机的网络节点模型等；所述链路对象包括：以太网、无线局域网、移动无线网、令牌环网、点到点网络及其链路，具备设定链路的传输速率、支持的封包格式及采用哪些管道阶段来描述链路的物理特性的功能，支持以太网链路模型与无线链路模型。
4.根据权利要求3所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述固定子网对象属性包括：子网名称、子网坐标、子网范围、图标名称、单位类别、视图网格步长、视图分辨率和上层子网ID号；所述节点对象属性包括：节点名称、节点坐标、节点模型、图标名称和上层子网ID号；所述链路对象属性包括：链路名称、链路模型、信道个数、上层子网ID号、端节点ID号、数据速率、数据格式、连线箭头的形式、传输时延模型、误码模型和纠错模型。
5.根据权利要求2所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述业务包括：Ftp、Http、Voice、Video业务；所述对象属性包括：业务个数、业务名称和业务描述；所述的业务时间分布属性包括运行模型、起始时间满足的分布、持续时间满足的分布、包含的应用个数、应用名称、各应用开始时间偏移量满足的分布、各应用持续时间和重复模式。
6.根据权利要求1所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述典型仿真场景快速配置通过编写配置文件XML导入场景配置模块获得相应的场景信息，通过读取XML文件生成相应的树控件，进而得到场景文件。
7.根据权利要求6所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述的树控件的树节点均具有一个Tag属性，可以保存任何自定义的数据；所述自定义数据包括：一个包含所有对象的全部属性的封闭类；所述树节点Tag属性中，包括从界面或者XML写入的所有配置参数。
8.根据权利要求7所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述场景文件根据树控件中所有树节点的Tag属性获取场景参数，生成相应的场景文件。
9.根据权利要求8所述的面向大规模智能电网通信仿真平台的快速配置方法，其特征在于，所述生成仿真场景文件通过智能电网仿真平台打开并启动仿真，同时得到仿真结果。
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