CN110740060B - 一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，本发明采用微服务架构实现智能管理单元的多装置稳定接入，充分利用智能管理单元的双机资源，两台智能管理单元同时运行，分别连接不同的保护装置，资源得到高效利用；可独立升级，当特定就地化保护装置模型升级或更换时，无需停止所有服务，只需要重启与该就地化保护装置连接的服务即可，其他服务正常工作；避免单点故障，采用微服务架构，可以有效避免由于某一服务故障导致所有就地化保护装置与智能管理单元无法通信的问题，规避了采用集中式架构的单点故障风险，大大提升了智能管理单元连接多IED以及处理大数据的能力。

Description

一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法

技术领域

本发明涉及就地化保护技术领域，特别是涉及一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法。

背景技术

就地化无防护继电保护装置安装在户外，受环境地域等影响，装置没有液晶面板，对装置的操作只能通过远程实现，相应的装置界面菜单也只能通过远程方式查看和控制，对就地化保护装置提供管理维护的智能管理单元应运而生。

智能管理单元通过标准的IEC61850协议与不同厂家的保护装置实现互联互通，传统的单机集中式服务架构，采用单进程多线程的方式，该架构在数据量不太大的情况下完全满足需求，但是当站内装置较多且突发海量数据处理时就会造成部分装置响应不及时，事项丢失以及链路状态异常等问题。

另外智能管理单元通常是双机部署，A机运行B机热备，热备机同时连接保护装置但不激活报告。双机管理模块一旦检测到A机出现故障则立即切换到B机工作，B机激活IED报告，由热备转入正常工作。上述机制虽然能够满足异常情况下的主、辅机切换的热备功能，但却造成计算机资源的浪费，一旦发生异常事项，信息海啸不断冲击A机造成通信阻塞、信息缓慢，甚至重要事项丢失，而B机却空置运转，不能发挥应有的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，旨在解决使用集中式服务连接就地化保护装置导致的通信连接问题，实现提升智能管理单元连接多IED以及处理大数据的能力，提高资源利用效率。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将针对就地化保护装置的服务按特定规则拆分为多个微服务；

S2、利用配置工具将所述微服务以不同的部署方式部署在双机智能管理单元上，智能管理单元连接多个就地化保护装置；

S3、双机智能管理单元之间互相传输当前智能管理单元的工作状态；

S4、当前智能管理单元超出预定时间未收到目标智能管理单元的状态信息或接收到的异常状态信息超过设定次数时，当前智能管理单元启动原本由目标智能管理单元提供的微服务，当目标智能管理单元恢复正常后，当前智能管理单元停止相应微服务。

优选地，所述针对就地化保护装置的服务包括61850服务、通信服务、事项服务、实时服务以及历史服务。

优选地，所述特定规则包括按连接装置个数均分规则和按业务划分规则。

优选地，所述按连接装置个数均分规则具体为：

根据当前配置的启动机器属于当前智能管理单元的就地化保护装置总个数M和每个微服务连接的保护装置个数N计算需要启动的微服务个数K；

当N能被M整除时，智能管理单元相应微服务启动的个数为：K=M/N；

当N 不能被M整除时，智能管理单元相应微服务启动的个数为：K= [M/N]+1,其中，[M/N]表示对M/N进行向下取整，即不超过M/N的最大整数。

优选地，所述按业务划分规则具体为：

根据相应服务的实际功能，将其按业务进行划分，每个微服务仅处理其中的一类业务；

事项服务需要处理遥信变位事项、通信事项、操作事项、保护事项；

实时服务需要处理遥测数据、遥信数据；

历史服务需要存储遥测数据、遥信数据。

优选地，所述不同的部署方式包括：

双机各部署部分61850服务、通信服务、事项服务、实时服务、历史服务的微服务，各自连接不同的就地化保护装置；

以及将部分服务全部部署在一台智能管理单元，另外的服务全部部署在另一台智能管理单元。

优选地，所述双机智能管理单元之间通过socket连接。

优选地，所述双机智能管理单元之间的通信过程如下：

通过配置工具导入变电站SCD文件，将包含就地化保护装置模型的SCD文件导入到数据库中，并配置两台智能管理单元的机器名称和网口IP信息；

服务控制台读取配置，计算需要启动的微服务个数，启动各个微服务，并启动双机通信模块；

当前智能管理单元向目标智能管理单元发送工作状态并接收目标智能管理单元工作状态，监测是否接收到目标智能管理单元的工作信息；

当接收到工作信息后判断目标智能管理单元工作是否正常；

当未接收到目标智能管理单元的工作信息或目标智能管理单元工作异常时，服务控制台计算目标智能管理单元需要启动的微服务个数，启动并监视各微服务；

当目标智能管理单元正常工作时，判断当前智能管理单元中目标智能管理单元负责的微服务是否启动，如果已经启动，则停止当前智能管理单元中目标智能管理单元负责的微服务。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本发明解决了使用集中式服务连接就地化保护装置导致的通信连接问题，采用微服务架构实现智能管理单元的多装置稳定接入；充分利用智能管理单元的双机资源，两台智能管理单元同时运行，分别连接不同的保护装置，资源得到高效利用，比单台智能管理单元效率更高、负载更低；可独立升级，当特定就地化保护装置模型升级或更换时，无需停止所有服务，只需要重启与该就地化保护装置连接的服务即可，其他服务正常工作；避免单点故障，采用微服务架构，可以有效避免由于某一服务故障导致所有就地化保护装置与智能管理单元无法通信的问题，规避了采用集中式架构的单点故障风险；采用多进程加多线程运作模式组成多个服务单元，相互独立地将多个IED通信的海量数据分割化处理，最大限度发挥计算机的性能，大大提升了智能管理单元连接多IED以及处理大数据的能力，保障了就地化保护智能管理单元各个模块功能的正常运行。

附图说明

图1为本发明实施例中所提供的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法流程图；

图2为本发明实施例中所提供的一种智能管理单元双机微服务架构示意图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

下面结合附图对本发明实施例所提供的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例公开了一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将针对就地化保护装置的服务按特定规则拆分为多个微服务；

S2、利用配置工具将所述微服务以不同的部署方式部署在双机智能管理单元上，智能管理单元连接多个就地化保护装置；

S3、双机智能管理单元之间互相传输当前智能管理单元的工作状态；

S4、当前智能管理单元超出预定时间未收到目标智能管理单元的状态信息或接收到的异常状态信息超过设定次数时，当前智能管理单元启动原本由目标智能管理单元提供的微服务，当目标智能管理单元恢复正常后，当前智能管理单元停止相应微服务。

本发明实施例将传统的集中式服务架构改为微服务架构，根据预先配置将各微服务分别部署在两台智能管理单元，每台智能管理单元自动分配并自动连接相应的IED装置，相互独立地将多个IED通信的海量数据分割化处理，最大限度发挥计算机的性能，大大提升智能管理单元连接多IED以及处理大数据的能力。

智能管理单元的微服务架构模式就是将单一的、整体的服务进程按特定服务拆分规则分为多个微服务进程，如按连接装置个数均分、按业务分等，各微服务通过消息总线通信，各自完成特定功能，并且可独立部署、更换和升级，各微服务可根据实际情况部署在不同的智能管理单元上，也可都部署在同一台智能管理单元上。

智能管理单元双机微服务架构如图2所示，在智能管理单元中部署双机通信模块、人机界面、61850服务、通信服务、事项服务、实时服务、历史服务以及服务控制台，将事项服务、实时服务以及历史服务连接通信服务，并通过通信服务连接61850服务，在61850服务上连接就地化保护装置。

所述双机通信模块用于在两台智能管理单元互相传送各自的工作状态，本台智能管理单元在检测到目标智能管理单元异常后，负责启动所有的微服务，保证与就地化保护装置的正常通信，当配置工具中只配置一台智能管理单元信息时，该模块不启动。

所述人机界面用于显示就地化保护装置信息，并对就地化保护装置执行定值整定以及压板投退等操作。

所述61850服务用于通过IEC61850协议与就地化保护装置建立连接，获取就地化保护装置数据并传输给通信服务，接收通信服务转发的操作命令，实现对就地化保护装置的操作。

所述通信服务用于接收61850服务传送的保护装置事项、数据，将数据按类型分发给事项服务以及实时服务等，并接收人机界面的操作命令转发给61850服务。

所述事项服务用于接收通信服务传送的事项并存储，另外将事项传送给人机界面用于显示。

所述实时服务用于接收通信服务传送的遥信、遥测等数据，传送给历史服务进行存储，并传送给人机界面进行显示。

所述历史服务用于接收实时服务传输的遥测等数据，按配置周期进行存储，并支持查询。

所述服务控制台用于计算微服务个数并启动相关的微服务，并负责监视各服务状态，当服务异常时重启服务，以便与就地化保护装置保持正常通信。

为稳定连接多个保护装置，本发明实施例采用微服务结构，将61850服务、通信服务、事项服务、实时服务以及历史服务等多个服务按特定规则拆分为多个微服务，各个微服务通过消息总线通信，共同协作，相互独立地将多个IED通信的海量数据分割化处理，实现多装置的稳定接入。

所述服务拆分规则分为按连接装置个数均分和按业务划分，相应服务可灵活选择拆分方式，以保证保护装置的稳定连接。

所述按连接装置个数均分的规则为：根据当前配置的启动机器属于当前智能管理单元的就地化保护装置总个数M和每个微服务连接的保护装置个数N，自动计算出需要启动的微服务个数K，每个微服务仅处理相应保护装置的数据，其计算公式如下：

当N能被M整除时，智能管理单元相应微服务启动的个数为：

当N不能被M整除时，智能管理单元相应微服务启动的个数为：

其中，表示对进行向下取整，即不超过的最大整数。

所述按业务划分的规则为：根据相应服务的实际功能，将其按业务进行划分，每个微服务仅处理其中的一类业务。

事项服务需要处理遥信变位事项、通信事项、操作事项、保护事项等多类事项，按业务分为多个微服务，每个微服务仅处理一类事项；实时服务需要处理遥测数据、遥信数据以及其他数据，按业务分为多个微服务，每个微服务仅处理一类数据；历史服务需要存储遥测数据、遥信数据以及其他数据，按业务分为多个微服务，每个微服务仅处理一类数据。

在本发明实施例中，各微服务可部署在同一台智能管理单元上，也可部署在不同的智能管理单元上，即智能管理单元根据实际需要灵活部署不同的微服务，典型的部署方式为双机各部署部分61850服务、通信服务、事项服务、实时服务以及历史服务等微服务，各自连接不同的就地化保护装置，或者将某些服务全部部署在一台智能管理单元，另外的服务全部部署在另一台智能管理单元，两台智能管理单元共同完成就地化保护装置的连接。

智能管理单元双机通过socket连接，并互相传输当前智能管理单元的工作状态，当智能管理单元A超出预定时间未收到智能管理单元B的状态信息时，或接收到异常状态信息超过预定次数时，智能管理单元A启动原本由智能管理单元B负责启动的微服务，智能管理单元B恢复正常后，智能管理单元A停止相应的微服务。利用服务控制台程序负责监视各服务运行情况，当服务异常时，重启服务，以便与就地化保护装置保持正常通信。

智能管理单元双机通信流程如下：

通过配置工具导入变电站SCD文件，配置相关信息，具体做法为配置工具将包含就地化保护装置模型的SCD文件导入到数据库中，并配置两台智能管理单元的机器名称和网口IP等信息，当只配置一台智能管理单元信息时，则认为不需要双机运行，本机启动所有的微服务并连接所有的就地化保护装置。

服务控制台读取配置，计算需要启动的微服务个数，启动各个微服务，并启动双机通信模块。当前智能管理单元向目标智能管理单元发送工作状态并接收目标智能管理单元工作状态，监测是否接收到目标智能管理单元的工作信息，当接收到工作信息后判断目标智能管理单元工作是否正常，当未接收到目标智能管理单元的工作信息或目标智能管理单元工作异常时，服务控制台计算目标智能管理单元需要启动的微服务个数，启动并监视各微服务，当目标智能管理单元正常工作时，判断当前智能管理单元中目标智能管理单元负责的微服务是否启动，如果已经启动，则停止当前智能管理单元中目标智能管理单元负责的微服务。

本发明实施例解决了使用集中式服务连接就地化保护装置导致的通信连接问题，采用微服务架构实现智能管理单元的多装置稳定接入；充分利用智能管理单元的双机资源，两台智能管理单元同时运行，分别连接不同的保护装置，资源得到高效利用，比单台智能管理单元效率更高、负载更低；可独立升级，当特定就地化保护装置模型升级或更换时，无需停止所有服务，只需要重启与该就地化保护装置连接的服务即可，其他服务正常工作；避免单点故障，采用微服务架构，可以有效避免由于某一服务故障导致所有就地化保护装置与智能管理单元无法通信的问题，规避了采用集中式架构的单点故障风险；采用多进程加多线程运作模式组成多个服务单元，相互独立地将多个IED通信的海量数据分割化处理，最大限度发挥计算机的性能，大大提升了智能管理单元连接多IED以及处理大数据的能力，保障了就地化保护智能管理单元各个模块功能的正常运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将针对就地化保护装置的服务按特定规则拆分为多个微服务；

S2、利用配置工具将所述微服务以不同的部署方式部署在双机智能管理单元上，智能管理单元连接多个就地化保护装置；

S3、双机智能管理单元之间互相传输当前智能管理单元的工作状态；

S4、当前智能管理单元超出预定时间未收到目标智能管理单元的状态信息或接收到的异常状态信息超过设定次数时，当前智能管理单元启动原本由目标智能管理单元提供的微服务，当目标智能管理单元恢复正常后，当前智能管理单元停止相应微服务。

2.根据权利要求1所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述针对就地化保护装置的服务包括61850服务、通信服务、事项服务、实时服务以及历史服务。

3.根据权利要求1所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述特定规则包括按连接装置个数均分规则和按业务划分规则。

4.根据权利要求3所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述按连接装置个数均分规则具体为：

根据当前配置的启动机器属于当前智能管理单元的就地化保护装置总个数M和每个微服务连接的保护装置个数N计算需要启动的微服务个数K；

当N能被M整除时，智能管理单元相应微服务启动的个数为：K=M/N；

当N 不能被M整除时，智能管理单元相应微服务启动的个数为：K= [M/N]+1,其中，[M/N]表示对M/N进行向下取整，即不超过M/N的最大整数。

5.根据权利要求3所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述按业务划分规则具体为：

根据相应服务的实际功能，将其按业务进行划分，每个微服务仅处理其中的一类业务；

事项服务需要处理遥信变位事项、通信事项、操作事项、保护事项；

实时服务需要处理遥测数据、遥信数据；

历史服务需要存储遥测数据、遥信数据。

6.根据权利要求1所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述不同的部署方式包括：

双机各部署部分61850服务、通信服务、事项服务、实时服务、历史服务的微服务，各自连接不同的就地化保护装置；

以及将部分服务全部部署在一台智能管理单元，另外的服务全部部署在另一台智能管理单元。

7.根据权利要求1所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述双机智能管理单元之间通过socket连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于双机微服务架构的智能管理单元多装置接入方法，其特征在于，所述双机智能管理单元之间的通信过程如下：

通过配置工具导入变电站SCD文件，将包含就地化保护装置模型的SCD文件导入到数据库中，并配置两台智能管理单元的机器名称和网口IP信息；

服务控制台读取配置，计算需要启动的微服务个数，启动各个微服务，并启动双机通信模块；

当前智能管理单元向目标智能管理单元发送工作状态并接收目标智能管理单元工作状态，监测是否接收到目标智能管理单元的工作信息；

当接收到工作信息后判断目标智能管理单元工作是否正常；

当未接收到目标智能管理单元的工作信息或目标智能管理单元工作异常时，服务控制台计算目标智能管理单元需要启动的微服务个数，启动并监视各微服务；

当目标智能管理单元正常工作时，判断当前智能管理单元中目标智能管理单元负责的微服务是否启动，如果已经启动，则停止当前智能管理单元中目标智能管理单元负责的微服务。

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