CN108345638A - 一种电力系统资源关联的量测值的发布方法、装置及系统 - Google Patents

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CN108345638A CN201810014863.2A CN201810014863A CN108345638A CN 108345638 A CN108345638 A CN 108345638A CN 201810014863 A CN201810014863 A CN 201810014863A CN 108345638 A CN108345638 A CN 108345638A
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Abstract

本发明公开一种电力系统资源关联的量测值的发布方法、装置及系统，其中，电力系统资源关联的量测值的发布方法包括：从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；根据所提取的电力系统资源的各个子类型及与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。本发明有效地解决了现有GDA接口在获取电力系统资源对象关联的量测值时存在的步骤繁琐、传输效率较低的不足。

Description

一种电力系统资源关联的量测值的发布方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及电网系统管理与信息交换技术领域，特别涉及一种电力系统资源关联的量测值的发布方法、装置及系统。
背景技术
电网计算分析、电网设备运行数据处理等电力系统自动化、信息化业务应用，必须获取电力系统资源(Power System Resource，PSR，指变电站、电压等级区、间隔、各类导电设备等等)及其关联的量测值。
在IEC 61970标准得到广泛应用之后，获取电力系统资源及其量测值的主要方式是利用通用数据访问(Generic Data Access,GDA)服务。GDA服务本身是抽象的、面向对象的通用数据访问接口，能够细化支持各种细粒度的对象数据查询。使用GDA服务访问数据通常基于一个信息模型，即描述被访问的目标领域中建模有哪些数据类、类中有哪些属性、类和类之间关系的元数据。对于电网模型的访问而言，重点的被访问对象——电力系统资源和其关联的量测以及量测值，均采用公共信息模型CIM建模。可以利用GDA的按类查询、按对象查询、按关联查询、按关联链级联查询等查询一类对象/一个对象、对象关联的对象等。使用GDA服务发布电力系统资源对象及关联量测数据，能支持应用客户端通过分立的多次查询获得期望的数据。
现有技术方案：基于现有公共信息模型CIM，将存储于数据库或对象内存库中的PSR对象数据及其关联的量测数据通过通用数据访问GDA发布。通过对GDA的get_extent_values，get_related_values，get_values以及get_decendant_values等查询方法的支持完成数据的发布。对于客户端的数据获取而言，对应的数据获取过程：①利用GDA的get_extent_values方法，获取指定电力系统资源(PSR)子类型(如Substation、PowerTransformer、ACLineSegment、Breaker等等)对象；利用get_related_values方法，以获取到的PSR子类对象为起点，使用PSR到量测的关联，查询到与PSR关联的量测(Measurement)；再根据获得的Measurement的具体子类进一步获得该量测关联的量测值对象，即根据量测确定的特化类型——模拟量(Analog)、数字量(Discrete)、累加量(Accumulator)，利用各特化的量测类型到量测值的关联(Analog.AnalogValue、Discrete.DiscreteValue、Accumulator.AccumulatorValue)定位到具体的量测值对象，最终读取特定量测值对象的value属性获取量测值。②利用GDA的get_descendant_values，以PSR对象为起点，填写查询路径；针对每一类量测数据发起一次调用；通过多次调用获取各类量测值。
但基于现有CIM模式，将存储于数据库或对象内存库中的PSR对象数据及其关联的量测数据通过GDA服务发布的缺点在于：
第一：发布涉及信息模型环节多，直接性差。为获取数据引入了过多CIM类关联层级。对于而言，关注的是设备容器及设备的量测取值，而为了获得这些取值，需要了解不同量测类型使用的类、关联的名称。此种方式获取数据，导致客户端开发较为繁琐。
第二：数据发布效率低。通过多层级查询，获取数据的过程需要多次方法调用，降低了数据传输效率。在处理大电网模型时，数据获取时间明显变长，影响程序运行效果。
电网规模的扩大和电网安全运行的重要性使得对电网数据的分析效率要求越来越高，应用程序需要更快捷地获取电力系统资源对象及其量测取值等电网运行相关的关键数据。目前的发布方法，分析应用程序需要通过多级查询才能获得电力系统资源对象及其关联的量测值，过程繁琐且运行效率相对较低。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电力系统资源关联的量测值的发布方法，旨在克服以上问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种电力系统资源关联的量测值的发布方法，包括如下步骤：
S10从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；
S20根据所提取的电力系统资源的各个子类型及与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；
S30发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；
S40若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。
优选地，所述S40包括：
S401若请求中的集合化量测配置有集合化量测值列表，则发布服务器获取集合化量测值列表对应的量测及其取值，将其打包发布至客户端；
S402若请求中的集合化量测未配置有集合化量测值列表，则发布服务器利用对象关联链查询与请求中的电力系统资源相关联的所有量测及其取值，将其打包发布至客户端。
优选地，所述S20之后，S30之前还包括S50，S50发布服务器根据所配置的集合化量测值列表，建立对应的量测及其取值的缓存。
优选地，所述S30之后，所述S40之前还包括：
S60获取查询请求中各个属性的资源标识；
S70判断所获取的属性的资源标识是否与公共信息模型所定义的电力系统资源固有的属性相匹配,若识别为匹配，则进入S40，否则报告异常。
本发明还提出一种电力系统资源关联的量测值的发布装置，包括：
提取模块，用于从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；
配置模块，用于根据电力系统资源的各个子类型、与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；
通信模块，用于发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；
发布模块，用于若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。
优选地，所述发布模块包括：
集合化配置发布单元，用于若请求中的集合化量测配置有集合化量测值列表，则发布服务器获取集合化量测值列表对应的量测及其取值，将其打包发布至客户端；
未配置发布单元，用于若请求中的集合化量测未配置有集合化量测值列表，则发布服务器利用对象关联链查询与请求中的电力系统资源相关联的所有量测及其取值，将其打包发布至客户端。
优选地，还包括：
建立模块，用于发布服务器根据所配置的集合化量测值列表，建立对应的量测及其取值的缓存；
获取模块，用于获取查询请求中各个属性的资源标识；
识别模块，用于判断所获取的属性的资源标识是否与公共信息模型所定义的电力系统资源固有的属性相匹配,若识别为匹配，则进入S40，否则报告异常。
本发明还提出一种电力系统资源关联的量测值的发布系统，包括发布服务器、若干客户端，还包括若干采集电力系统资源的量测值的传感器和如上述所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置，所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置用于实现如上述所述的电力系统资源关联的量测值的发布方法。
本发明将电力系统资源对象关联的量测值在服务端形成量测值集合，整体作为一个属性取值发布，在不改变原有GDA标准服务语义的前提下，将量测值数据获取从多级查询简化到一级查询，有效地提升了数据获取的方便性和效率。具体来说，本发明通过配置电力系统资源各子类型的“集合化量测值”列表，并以MeasurementValue模式类的资源标识作为查询“集合化量测值”的通用属性标识，在不额外增加接口方法的前提下，利用标准化的组件接口(CIS)通用数据访问(GDA)服务，将电力系统资源对象关联的量测以集合方式发布，简化了电力系统资源对象关联的量测值的获取步骤，提升了电力系统资源对象关联的量测值的发布效率。这种发布方法有效地解决了现有GDA接口在获取电力系统资源对象关联的量测值时存在的步骤繁琐、传输效率较低的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的电力系统资源关联的量测值的发布方法一实施例的方法步骤图；
图2为本发明的所述S30的方法步骤图；
图3为本发明的电力系统资源关联的量测值的发布方法另一实施例的方法步骤图；
图4为本发明的电力系统资源关联的量测值的发布装置一实施例的功能模块图；
图5为本发明的所述建立模块一实施例的功能模块细化图；
图6为本发明的电力系统资源关联的量测值的发布装置另一实施例的功能模块图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1-6所示，本发明提出的一种电力系统资源关联的量测值的发布方法，包括如下步骤：
S10从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；
S20根据所提取的电力系统资源的各个子类型及与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；
S30发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；
S40若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。
优选地，所述S40包括：
S401若请求中的集合化量测配置有集合化量测值列表，则发布服务器集合化量测值列表对应的量测及其取值，将其打包发布至客户端；
S402若请求中的集合化量测未配置有集合化量测值列表，则发布服务器利用对象关联链查询与请求中的电力系统资源相关联的所有量测及其取值，将其打包发布至客户端。
优选地，所述S20之后，S30之前还包括S50：
S50发布服务器根据所配置的集合化量测值列表，建立对应的量测及其取值的缓存。
优选地，所述S30之后，所述S40之前还包括：
S60获取查询请求中各个属性的资源标识；
S70判断所获取的属性的资源标识是否与公共信息模型所定义的电力系统资源固有的属性相匹配,若识别为匹配，则进入S40，否则报告异常。
本发明还提出一种电力系统资源关联的量测值的发布装置，该电力系统资源关联的量测值的发布装置用于实现上述方法，由于本电力系统资源关联的量测值的发布装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该装置，包括：
提取模块10，用于从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；
配置模块20，用于根据电力系统资源的各个子类型、与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；
通信模块30，用于发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；
发布模块40，用于若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。
优选地，所述发布模块40包括：
集合化配置发布单元401，用于若请求中的集合化量测配置有集合化量测值列表，则发布服务器获取集合化量测值列表对应的量测及其取值，将其打包发布至客户端；
未配置发布单元402，用于若请求中的集合化量测未配置有集合化量测值列表，则发布服务器利用对象关联链查询与请求中的电力系统资源相关联的所有量测及其取值，将其打包发布至客户端。
优选地，还包括：
建立模块50，用于发布服务器根据所配置的集合化量测值列表，建立对应的量测及其取值的缓存；
获取模块60，用于获取查询请求中各个属性的资源标识；
识别模块70，用于判断所获取的属性的资源标识是否与公共信息模型所定义的电力系统资源固有的属性相匹配,若识别为匹配，则进入S40，否则报告异常。
本发明还提出一种电力系统资源关联的量测值的发布系统，包括发布服务器、若干客户端，还包括若干采集电力系统资源的量测值的传感器和如上述所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置，所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置用于实现如上述所述的力系统资源关联的量测值的发布方法。
本发明中，公共信息模型(CIM：Common Information Model)，IEC 61970标准规定的为电力系统管理与信息交换提供的一个良好抽象的公共信息模型。该信息模型采用面向对象建模方式，建立了电力系统现实对象的抽象描述作为信息交换的公共语义，明确了信息交换时使用的类名称、类属性名称、类属性的数据类型、类与类关联的名称、基数等信息，信息交换的各方基于统一的信息描述，有效地避免了语义混淆。
通用数据访问(GDA：Generic Data Access)，IEC 61970标准规定的一类对象数据查询服务，能够按对象、按类型、按关联查询服务器中的对象数据。
电力系统资源(PSR：Power System Resource)，指按功能角度建模的支撑电力系统运行的各种设备和子类设备容器，如交流线段、变压器、母线、断路器、变电站等等，设备容器有子类Substation(变电站)等等，设备有子类Breaker(开关)等等。Substation(站)有量测、Breaker(开关)也有量测，如果分别都与Measurement等类关联，模型描述上不够精炼。面向对象技术在处理这种问题上，使用“继承”，即抽象出各个类型公共的部分，形成超类(也成父类)，然后将各子类型都需要用到的关联、属性等在父类中描述，子类继承父类，在面向对象技术中，所有子类都可以出现在父类出现的地方，这称之为“依赖倒置原则”。以断路器为例，断路器是电力系统资源的子类型，也可以说，断路器是(一种特化的)电力系统资源。在CIM中，各特化的电力系统资源类型均派生自PowerSystemResource类型。电力系统资源(PowerSystemResource)的子类型即是的各个派生类，主要包括Substation(变电站)、Plant(电厂)、线路(Line)、VoltageLevel(电压等级区)、Bay(间隔)、GeneratingUnit(发电机组)、PowerTransformer(变压器)、BusbarSection(母线段)、Breaker(断路器)、Disconnector(隔离开关)、TransformerWinding(变压器绕组)、GroundDisconnector(接地隔离开关)、ACLineSegment(交流线段)、DCLineSegment(直流线段)、EnergyConsumer(负荷)、ShuntCompensator(并补)、SeriesCompensator(串补)等等。
量测(Measurement)是CIM的一个类，量测类描述任何一个测量的、计算的或者非测量非计算的量。任何一个设备都可以包含量测，例如，一个变电站可以有温度量测和门开指示，一台变压器可以有油温和油箱压力量测，一个间隔可以包含许多潮流量测，一个断路器可以包含开关状态量测。电力系统资源和量测的关联用来体现量测的这一用途。
量测值(MeasurementValue)，量测的当前状态，一个状态值是来自特定源的一个量测实例，量测可以与多个状态值关联，每个量测值来自不同数据源的该量测的取值。
建立电力系统资源各子类型“集合化量测值”的列表，即通过列表的方式为具体的电力系统资源类型配置其关联的哪几个量测的量测值需要通过一个属性以量测值集合的形式发布。
实例：“集合化量测值”的列表采用的描述格式为：
{类型1：量测名1，量测名2，…}
{类型2：量测名1，量测名2，…}
……
{类型n：量测名1，量测名2，…}
其中类型为如S10步骤中所列的PowerSystemResource的具体派生类，量测名为该类型PSR关联的量测的名字。如{BusbarSection:Ua,Ub,Uc,Uab}表示母线段类需要集合化发布三个相电压和一个线电压的量测值。
应该理解地是，电力系统资源类型的“集合化量测值”列表配置是可选的。有些类型的电力系统资源，存在的量测个数众多、但分析计算仅需使用某几个，则为其建立“集合化量测值”列表。有些类型的电力系统资源，拥有的量测个数少且均为必须，则无须配置列表。对未配置“集合化量测值”列表的电力系统资源，服务器认为选择了其关联的全部量测值。
发布服务器为缓存的量测值同步实时数据。同步实时数据结合高速数据访问(HSDA)服务的订阅和简单读写接口完成。
发布服务器响应客户端提交的电力系统资源的“集合化量测值”查询请求。客户端请求“集合化量测值”时，将该PSR关联的经配置列表指定的多个量测值视为一个属性(处理上如同请求PSR的name等属性)。固定使用MeasurementValue模式类对应的资源标识ID(ResourceID)作为对象数据查询时填写的电力系统资源“集合化量测值”属性的ResourceID(由于“MeasurementValue”并非CIM中所定义的电力系统资源固有的属性，因此，发布服务器在解析针对电力系统资源子类型的数据请求时，增加处理代码识别此属性为合法属性并为之组织返回数据)。返回的“集合化量测值”属性的取值为采用如下格式的文本：
{量测名1：取值，量测名2：取值，…}
以断路器(breaker)为例：
配置集合化量测列表{Breaker：P,Q,I}，表示断路器的集合量测请求将返回有功、无功、电流；
如果客户端来查询某个断路器的集合量测，对应返回的属性取值形式类似{P：10.5，Q:0.98,I：12.7}。
循环执行S40和S50，利用订阅方式持续更新缓存中的数据，随时响应客户端的数据请求，完成电力系统资源关联的量测值的发布。
电网规模的扩大和电网安全运行的重要性使得对电网数据的分析效率要求越来越高，应用程序需要更快捷地获取电力系统资源对象及其量测取值等电网运行相关的关键数据。目前的发布方法，分析应用程序需要通过多级查询才能获得电力系统资源对象及其关联的量测值，过程繁琐且运行效率相对较低。
本发明将电力系统资源对象关联的量测值在服务端形成量测值集合，整体作为一个属性取值发布，在不改变原有GDA标准服务语义的前提下，将量测值数据获取从多级查询简化到一级查询，有效地提升了数据获取的方便性和效率。
具体来说，本发明通过配置电力系统资源各子类型的“集合化量测值”列表，并以MeasurementValue模式类的资源标识作为查询“集合化量测值”的通用属性标识，在不额外增加接口方法的前提下，利用标准化的组件接口(CIS)通用数据访问(GDA)服务，将电力系统资源对象关联的量测以集合方式发布，简化了电力系统资源对象量测值的获取步骤，提升了电力系统资源对象关联的量测值的发布效率。这种发布方法有效地解决了现有GDA接口在获取电力系统资源对象关联的量测值时存在的步骤繁琐、传输效率较低的不足。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电力系统资源关联的量测值的发布方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；
S20根据所提取的电力系统资源的各个子类型及与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；
S30发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；
S40若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。
2.如权利要求1所述的电力系统资源关联的量测值的发布方法，其特征在于，所述S40包括：
S401若请求中的集合化量测配置有集合化量测值列表，则发布服务器获取集合化量测值列表对应的量测及其取值，将其打包发布至客户端；
S402若请求中的集合化量测未配置有集合化量测值列表，则发布服务器利用对象关联链查询与请求中的电力系统资源相关联的所有量测及其取值，将其打包发布至客户端。
3.如权利要求1所述的电力系统资源关联的量测值的发布方法，其特征在于，所述S20之后，S30之前还包括：
S50发布服务器根据所配置的集合化量测值列表，建立对应的量测及其取值的缓存。
4.如权利要求1所述的电力系统资源关联的量测值的发布方法，其特征在于，所述S30之后，所述S40之前还包括：
S60获取查询请求中各个属性的资源标识；
S70判断所获取的属性的资源标识是否与公共信息模型所定义的电力系统资源固有的属性相匹配,若识别为匹配，则进入S40，否则报告异常。
5.一种电力系统资源关联的量测值的发布装置，其特征在于，包括：
提取模块，用于从公共信息模型中提取电力系统资源的各子类型；
配置模块，用于根据电力系统资源的各个子类型、与各个子类型相关联的量测配置集合化量测值列表；
通信模块，用于发布服务器接收并解析客户端提交的电力系统资源的查询请求；
发布模块，用于若该请求中具有集合化量测的属性，则发布服务器打包相应的集合化量测值发布至客户端。
6.如权利要求5所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置，其特征在于，所述发布模块包括：
集合化配置发布单元，用于若请求中的集合化量测配置有集合化量测值列表，则发布服务器获取集合化量测值列表对应的量测及其取值，将其打包发布至客户端；
未配置发布单元，用于若请求中的集合化量测未配置有集合化量测值列表，则发布服务器利用对象关联链查询与请求中的电力系统资源相关联的所有量测及其取值，将其打包发布至客户端。
7.如权利要求5所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置，其特征在于，还包括：
建立模块，用于发布服务器根据所配置的集合化量测值列表，建立对应的量测及其取值的缓存；
获取模块，用于获取查询请求中各个属性的资源标识；
识别模块，用于判断所获取的属性的资源标识是否与公共信息模型所定义的电力系统资源固有的属性相匹配,若识别为匹配，则进入S40，否则报告异常。
8.一种电力系统资源关联的量测值的发布系统，包括发布服务器、若干客户端，其特征在于，还包括若干采集电力系统资源的量测值的传感器和如上述权利要求4-6所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置，所述的电力系统资源关联的量测值的发布装置用于实现如上述权利要求1-3所述的电力系统资源关联的量测值的发布方法。
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