CN107844564A - 一种通用可扩展变电站在线监测系统及其运行方法 - Google Patents

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徐教辉
李廷顺
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Abstract

本发明公开了一种通用可扩展变电站在线监测系统，所述系统包括：设计数据存储模型、设计数据图形化显示机制、设计权限控制机制。所述设计数据存储模型将各不同类型的监测数据及图形数据进行存储；所述设计权限控制机制，实现数据访问的角色控制；所述设计数据图形化显示机制使不同类型的监测数据在同一图形界面进行展示。

Description

一种通用可扩展变电站在线监测系统及其运行方法
技术领域
本发明属于图像在线监测技术领域，尤其涉及一种通用可扩展变电站在线监测系统及其运行方法。
背景技术
变电站作为电网输送环节中的重要一环，站内设备安全可靠运行是电力稳定输送的重要保证。随着智能电网技术的推进以及作为设备状态检修工作的重要支撑，对变电设备进行在线监测已成为变电运行、维护管理的有效手段。近年来，出现了不少变电站相关的在线监测系统，在一定程度上提高了设备运行状态的监测水平。随着在线监测系统的应用，也面临着如下问题：(1)各个在线监测系统分别来自不同的公司和研究单位，甚至不同时期建设的同一类监测设备来自不同的厂家，导致生产管理和检修人员面临众多的单一的在线监测系统，使用操作不便，增加了管理的复杂度；(2)各在线监测系统的前端展示系统图形标准不统一，存在重复劳动，维护不方便；(3)各监测数据相互独立，新的“信息孤岛”越来越多。同时，作为变电站最基础的SCADA运行数据无法展现，限制了设备状态监测应用水平的进一步提高。
发明内容
本发明旨在设计一种通用、可扩展的变电站统一在线监测系统，解决当前在线监测系统众多、标准不统一、使用维护复杂的问题：1)通过设计统一的数据模型，使之兼容变电站当前各类型在线监测系统数据，后续新建的在线监测系统，只要按照设计好的数据模型进行数据接入，进行简单的配置即可实现集成；2)通过采用统一的图形数据格式SVG，实现各类在线监测数据在同一界面上的综合展示；3)通过设计合适的权限控制机制，实现不同种类监测数据的访问控制。
本发明公开了一种通用可扩展变电站在线监测系统，所述系统包括：设计数据存储模型、设计数据图形化显示机制、设计权限控制机制。所述设计数据存储模型将各不同类型的监测数据及图形数据进行存储；所述设计权限控制机制，实现数据访问的角色控制；所述设计数据图形化显示机制使不同类型的监测数据在同一图形界面进行展示。
所述系统的运行方法包括如下步骤：
步骤1：数据存储模型的设计
分析抽取各类监测系统监测数据的共同点，设计统一的数据存储模型，包括实时数据的存储、历史数据的存储、测点信息的存储、图形数据的存储等。设计好统一的数据存储模型后，接入各类在线监测系统的监测数据和图形数据，为后续数据的图形化展示提供统一的数据接口。
步骤2：权限控制机制的设计
配置SVG图形中的数据图层与用户角色的对应关系。在用户访问系统加载图形前，根据其角色查询其所能访问的图层，然后再加载对应的图层。从而实现数据图层的访问保护，将恰当的数据传递给恰当的人。
步骤3：数据图形化显示机制的设计
变电站最基础也是最核心的图形是SCADA系统中的一次接线图，目前基本统一为SVG格式，是一种开放标准的矢量图形语言。本发明以一次接线图图形部分为底图，利用SVG中的<g>元素实现对各类在线监测系统数据的分层标识，并以颜色进行区分类型，实现在同一图形界面下的各类在线监测数据的统一展示。
本发明的有益效果是：实现了变电站各类在线监测系统数据的集成；使得在同一图形界面上各类在线监测系统数据的统一展示；实现了数据层面的角色访问机制，将恰当的数据传递给恰当的人。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
图2为本发明数据存储模型关系图。
图3为本发明图形加载流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种通用可扩展的变电站在线监测系统及其运行方法。下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
图1所示为本发明的系统结构图，该图描绘了变电站在线监测平台的总体设计方案。该平台仅获取各在线监测系统的监测数据，与硬件装置无关，无需对现有在线监测系统做任何改动，具备很好的实际可操作性。由图1可以看到，平台包括统一数据存储及数据可视化展示两个部分。首先，实现数据层面的统一数据存储：在实际应用中，各类在线监测系统均有独立的数据存储，并且大多实现了网省公司层面各类监测数据的统一存储。依据设计好的数据模型，可基于时间戳或触发器实现监测数据的增量抽取，按照历史数据、实时数据、图形数据以及元数据分别进行存储。其次，实现数据可视化展示：根据用户的访问权限确定图形加载内容，具备实时数据显示、历史数据展示、告警信息展示以及图形缩放和图层控制等基本图形操作功能。
图2所示为本发明数据存储模型关系图，主要的数据表包括：(1)各类在线监测数据表。用于存储各类在线监测系统的实时在线监测数据，并根据其刷新频率定时刷新；(2)实时数据视图REALDATA。各类在线监测系统存储的数据字段各异，经分析各类系统中必然包括如下几类字段：监测点唯一标识符、监测数值、监测时间。据此基于各类在线监测数据表创建数据视图，字段为上述的共有字段，从而使得在本数据视图中包含了所有的在线监测实时数据，为后续的图形数据刷新提供数据源。(3)测点信息表MEASURE。该表描述了各类在线监测系统中测点的唯一标识符，该标识符既存在于实时数据视图中，也存在于SVG图形数据中且相互对应，作为SVG图形中数据刷新的索引。(4)历史数据表HISTORY。该表存储了各监测系统产生的历史数据。(5)图形表GRAPHIC。该表存储了SVG图形数据，其中包含了一次接线图图形数据及各类监测数据描述,为后续的图形化展示提供图形接口。(6)图层表LAYER。该表存储了SVG图形中的各类图层信息，为后续的数据访问权限提供图层索引接口。(7)权限配置表AUTHORIZES。该表存储了用户角色与图形数据的访问对应关系，后续用户在访问的时候系统根据其对应关系来加载显示相应的图层，从而使得数据得到有效的保护，而不是不设防全部开放。
图3所示为本发明图形加载流程，该图描绘了用户访问图层数据时的流程图。由图可见，用户在试图访问时，系统首先判断该用户所具备的角色，然后根据权限配置表AUTHORIZES中配置的角色与图层的访问对应关系来判断该用户可以访问的图层，最后加载其所能访问的图层，从而实现数据的保护。
实施例：
以变电站SCADA在线监测数据及变电站油温监测数据统一展示为例进行介绍，步骤如下：
1、获取SCADA系统中的变电站一次接线图SVG格式图形文件并修改处理。(1)对其中的遥测数据建立分层，以<g id＝"SCADA">标签进行标识，在SVG图形中的颜色定义为绿色，以区别于其他监测系统数据类型，之后存储到图形表GRAPHIC中，(2)在图层表LAYER中添加该图层记录标识SCADA。
2、获取SCADA系统生成的实时数据文件，对其中的测点数据进行分析处理。(1)将其中的测点相关描述信息进行处理，检测是否有新增测点并更新到测点表MEASURE中；(2)建立SCADA实时数据表，编程将其中的实时数据信息进行定时同步更新；(3)编程并以5分钟的时间间隔(可根据实际情况进行调整)存储到历史数据表HISTORY中。
3、以SCADA监测数据为基础建立实时数据视图REALDATA，字段为测点唯一编码、监测值、监测时间。
4、配置图层与用户角色之间的对应访问关系，并存储到权限配置表AUTHORIZES中。
5、编程实现前端WEB展示，主要流程和功能包括：(1)在访问图形时首先判断该用户角色所能访问的图层，然后再进行图形加载；(2)编写前端SVG图形显示程序，采用AJAX技术，以测点唯一编码为索引，以实时数据视图REALDATA为数据源实现前端数据刷新；(3)当用户双击图形中的测点信息时可以从HISTORY表中调阅历史数据信息。
至此基础图形文件及SCADA数据展示均已处理完毕。之后继续加入变电站油温监测数据并进行统一展示。
6、获取变电站油温监测系统相关资料，并进行处理。(1)解析测点描述信息并添加到MEASURE表中；(2)在SVG图中建立油温监测数据分层，以<g id＝"YOUWEN">标签进行标识；(3)将测点信息添加到SVG图形文件对应的YOUWEN图层中，在SVG图形中的颜色定义为黄色，更新保存SVG图形文件至数据库中；(4)建立油温监测实时数据表，编程将其中的实时数据信息进行定时同步更新；(5)编程并以5分钟的时间间隔(可根据实际情况进行调整)存储到历史数据表HISTORY中；(6)更新实时数据视图REALDATA，将油温监测数据加入其中；(7)配置图层与用户角色之间的对应访问关系，并存储到权限配置表AUTHORIZES中。
至此，变电站油温监测系统数据也可以在SVG图形中进行统一展示。后续如果有其他监测系统数据加入，其处理方式与油温监测数据类似。
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种通用可扩展变电站在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
设计数据存储模型，
设计权限控制机制，和
设计数据图形化显示机制；
所述设计数据存储模型将各不同类型的监测数据及图形数据进行存储；所述设计权限控制机制，实现数据访问的角色控制；所述设计数据图形化显示机制使不同类型的监测数据在同一图形界面进行展示。
2.权利要求1所述系统的运行方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：数据存储模型的设计
分析抽取各类监测系统监测数据的共同点，设计统一的数据存储模型，然后接入各类在线监测系统的监测数据和图形数据，为后续数据的图形化展示提供统一的数据接口；
步骤2：权限控制机制的设计
配置SVG图形中的数据图层与用户角色的对应关系，在用户访问系统加载图形前，根据其角色查询其所能访问的图层，然后再加载对应的图层，从而实现数据图层的访问保护，将恰当的数据传递给恰当的人；
步骤3：数据图形化显示机制的设计
以一次接线图图形部分为底图，利用SVG中的<g>元素实现对各类在线监测系统数据的分层标识，并以颜色进行区分类型，实现在同一图形界面下的各类在线监测数据的统一展示。
3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述统一的数据存储模型包括实时数据的存储、历史数据的存储、测点信息的存储和图形数据的存储。
4.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述监测数据的统一展示包括实时数据显示、历史数据展示、告警信息展示以及图形缩放和图层控制。
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