CN112395160A - 一种继电保护故障报告的生成方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种继电保护故障报告的生成方法、装置及系统，以变电站中一次设备所关联的二次设备信息为基础，并且采用全局通用配置文件方式来定义动作事件分类，通过定时任务调用规则引擎微服务方式实现对动作事件信息的筛选过滤，及时准确地生成包含一次设备故障类型和故障测距等重要信息的故障报告，从而为变电站运维人员排查设备故障提供强有力的数据支撑，进而为变电站的安全稳定运行提供安全保障。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护相关领域，尤其涉及一种继电保护故障报告的生成方法、装置及系统。
背景技术
随着信息技术不断发展、继电保护故障信息主站(简称“保信主站”)应用逐渐深入，用户对系统的业务功能、系统安全、稳定性、接入能力等方面提出了更高要求，各主站逐渐对旧的保信系统进行升级，从系统存储、系统性能等方面对系统进行重构。继电保护故障信息主站(即保信主站)是指用于采集处理各种电力二次装置信息，利用这些信息，分析处理电网故障，提供保护装置状态检修决策，为继电保护运行、管理服务，是服务于继电保护运行管理的监控决策系统。
变电站中一次设备是保障电网安全的基础、也是变电站的核心，若一次设备出现故障，那将会影响变电站运行效率，更严重的话，可能会影响变电站的安全运行，因此继电保护系统中具有一种实时且准确的故障报告就显得十分必要。
目前传统实现方案是用C++语言编写，并且通过多线程的方式来实现故障报告，由于技术架构，计算机整体发展水平等限制，导致系统扩展性比较差，特别是当出现台风数据时，短时间内子站会上送大量动作事件、告警事件、开关量变位、录波通知等信息，这会导致系统CPU利用率飙升，系统出现卡顿，不仅延长了生成故障报告所等待的时间，而且还会影响系统其它功能的使用，比如导出子站运行率报表，查看主接线图等。此外，传统实现方案一般都是通过手动方式在关系型数据库中配置动作事件的分类(I类，II类，III类)信息，以此来实现对动作事件的筛选过滤，但是当某个厂站重新初始化后，容易出现动作事件分类信息漏配的现象，进而导致故障报告数据不准确。
发明内容
基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种全新的解决方案，紧密结合现在流行的流式处理技术和定时任务以及规则引擎的新思维理念，以变电站中一次设备所关联的二次设备信息为基础，并且采用全局通用配置文件方式来定义动作事件分类，通过定时任务调用规则引擎微服务方式实现对动作事件信息的筛选过滤，及时准确地生成包含一次设备故障类型和故障测距等重要信息的故障报告。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种继电保护故障报告的生成方法，包括步骤：
将从子站接收的生数据转换为熟数据，并将产生的熟数据发送至Kafka的第一类主题中；
通过Kafka中的程序订阅所述第一类主题，按照第一预设格式将所述熟数据组成记录，发送至Kafka的第二类主题中；
通过KafkaStream程序订阅所述第二类主题，采用流式处理方式按照第二预设格式将所述第二类主题中的数据聚合，发送至Kafka的第三类主题中；
通过Kafka中的程序订阅所述第三类主题，将所述第三类主题中的数据存储到REDIS数据库；
通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，所述主逻辑调用规则引擎对所述数据中的事件信息进行筛选过滤以生成故障报告。
进一步的，所述生数据包括动作、告警、开关量、以及录波通知。
进一步的，所述第一预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
进一步的，所述第二预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
进一步的，所述故障报告的基本信息存储在Oracle数据库中，详细事件信息存储在MongoDB数据库中。
根据本发明的第二个方面，提供了一种继电保护故障报告的生成装置，包括数据转换模块、数据记录生成模块、数据聚合模块、数据存储模块和故障报告生成模块；其中，
所述数据转换模块，将从子站接收的生数据转换为熟数据，并将产生的熟数据发送至Kafka的第一类主题中；
所述数据记录生成模块，通过Kafka中的程序订阅所述第一类主题，按照第一预设格式将所述熟数据组成记录，发送至Kafka的第二类主题中；
所述数据聚合模块，通过KafkaStream程序订阅所述第二类主题，采用流式处理方式按照第二预设格式将所述第二类主题中的数据聚合，发送至Kafka的第三类主题中；
所述数据存储模块，通过Kafka中的程序订阅所述第三类主题，将所述第三类主题中的数据存储到REDIS数据库；
所述故障报告生成模块，通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，所述主逻辑调用规则引擎对所述数据中的事件信息进行筛选过滤以生成故障报告。
进一步的，所述生数据包括动作、告警、开关量、以及录波通知。
进一步的，所述第一预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
进一步的，所述第二预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
根据本发明的第三个方面，提供一种继电保护故障报告的生成系统，所述系统包括主任务处理端、客户端、数据库、以及通讯前置端；所述系统还包括如上述本发明第二个方面所述的种继电保护故障报告的生成装置，以生成所述故障报告。
综上所述，本发明提供一种继电保护故障报告的生成方法、装置及系统，以变电站中一次设备所关联的二次设备信息为基础，并且采用全局通用配置文件方式来定义动作事件分类，通过定时任务调用规则引擎微服务方式实现对动作事件信息的筛选过滤，及时准确地生成包含一次设备故障类型和故障测距等重要信息的故障报告，从而为变电站运维人员排查设备故障提供强有力的数据支撑，进而为变电站的安全稳定运行提供安全保障。
附图说明
图1是本发明继电保护故障报告的生成方法的流程图；
图2是本发明继电保护故障报告的生成装置的整体架构图；
图3是本发明继电保护故障报告的生成系统的整体架构图.
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的第一个实施例，提供了一种继电保护故障报告的生成方法，该生成方法的流程图如图1所示。本实施中，生成故障报告的核心思想就是将一次设备下所属的二次设备发生的动作事件,告警事件,开关量变位以及录波通知，利用流式处理技术将上述四类信息按照厂站名称+一次设备类型+一次设备名称进行聚合，然后再将数据按照分钟级为单位存储在REDIS数据库中，再通过触发定时任务执行生成故障报告主逻辑，最后通过调用规则引擎微服务来实现对动作事件的分类信息的筛选过滤，最终将生成的故障报告存入数据库。以下对该生成方法的具体实施步骤做详细说明。
主站将从子站接收的生数据(包括动作，告警，开关量以及录波通知)，通过REDIS中Pipeline方式按照指定消息通信格式进行生转熟，然后将产生的熟数据发送到Kafka主题中。其中，各主题可按照如下定义：动作事件的熟数据Kafka主题为ACTION_TOPIC，告警事件的熟数据Kafka主题为ALARM_TOPIC，开关量的熟数据Kafka主题为DIGITAL_TOPIC,录波通知的熟数据Kafka主题为RECORD_TOPIC。Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理消费者在网站中的所有动作流数据。
通过Kafka-C消费者程序，同时订阅上述四类熟数据，解析熟数据，然后根据厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间(格式精确到分钟，例如2019-06-26 11:28)组成一条新的记录，发送到Kafka中，主题为TOPIC_FAULT_REPORT_ARCHIVEREDUCED_BY_MINUTES_INPUT。
再通过KafakStream程序，利用流式处理特点，持续快速地将主题TOPIC_FAULT_REPORT_ARCHIVEREDUCED_BY_MINUTES_INPUT的数据，按照厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间(精确到分钟级)，然后将已经聚合的数据再发送到Kafka中，主题为TOPIC_FAULT_REPORT_ARCHIVEREDUCED_BY_MINUTES_OUTPUT。
然后再通过Kafka-C消费者程序，订阅Kafka主题TOPIC_FAULT_REPORT_ARCHIVEREDUCED_BY_MINUTES_OUTPUT，将已经按照厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间(精确到分钟级)的数据，存储到REDIS数据库中。
最后通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，然后主逻辑调用规则引擎微服务的方式来实现对事件信息的筛选过滤，将生成的故障报告基本信息存储在Oracle数据库中，将详细事件信息存储在MongoDB数据库中。
根据本发明的第二个实施例，提供了一种继电保护故障报告的生成装置，包括数据转换模块、数据记录生成模块、数据聚合模块、数据存储模块和故障报告生成模块。该装置的整体架构图如图2所示。
数据转换模块，将从子站接收的生数据转换为熟数据，并将产生的熟数据发送至Kafka的第一类主题中。其中，生数据可以包括动作、告警、开关量以及录波通知。第一类主题可以按照如下设置：动作事件的熟数据Kafka主题为ACTION_TOPIC，告警事件的熟数据Kafka主题为ALARM_TOPIC，开关量的熟数据Kafka主题为DIGITAL_TOPIC,录波通知的熟数据Kafka主题为RECORD_TOPIC。
数据记录生成模块，通过Kafka中的程序订阅所述第一类主题，按照第一预设格式将所述熟数据组成记录，发送至Kafka的第二类主题中。第一预设格式可以为：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间(格式精确到分钟，例如2019-06-26 11:28)。
数据聚合模块，通过KafkaStream程序订阅所述第二类主题，采用流式处理方式按照第二预设格式将所述第二类主题中的数据聚合，发送至Kafka的第三类主题中。第二预设格式可以为：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间(精确到分钟级)。
数据存储模块，通过Kafka中的程序订阅所述第三类主题，将所述第三类主题中的数据存储到REDIS数据库。
故障报告生成模块，通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，所述主逻辑调用规则引擎对所述数据中的事件信息进行筛选过滤以生成故障报告。故障报告生成后，将生成的故障报告基本信息存储在Oracle数据库中，将详细事件信息存储在MongoDB数据库中。
根据本发明的第三个实施例，提供了一种继电保护故障报告的生成系统，该系统的整体架构图如图3所示。通讯前置模块使用C++程序实现，后端采用的是SpringMVC+Dubbo微服务架构，集成了分布式消息处理中间件Kafka和定时任务模块，数据存储则有关系型数据库Oracle、实时数据库REDIS、非关系型数据库MongoDB，此外，还集成了支持垮平台的ICE组件作为客户端与服务端通讯桥梁，且统一使用Json格式进行数据交互。该生成系统中包括如上述本发明第二个实施例所述的种继电保护故障报告的生成装置，以生成所述故障报告。
本实施例提供的该故障生成方法以及装置，采用全新Dubbo+SpringMVC架构模式+KafkaStream流式处理框架+Redis实时数据库+MongoDB分布式非关系型数据库+定时任务+规则引擎，整个系统稳定性高，扩展性强，并且支持海量数据运算和存储,即便台风天气，依然可以快速生成故障报告。充分利用KafkaStream流式处理特点，对从属于相同一次设备的二次设备故障信息进行准确、快速聚合。通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，可缩短生成故障报告所等待的时间。假设某一保护故障发生时刻为2019-10-1214:44:20，传统方式一般需要等待5分钟才能生成故障报告，也就是2019-10-12 14:49:20；而本实施例中采用定时程序，每整点5分钟(动态可配)定时执行一次主程序，也就是2019-10-12 14:45:00这一时刻可以生成故障报告，从而可以缩短故障报告等待时间。通过调用规则引擎微服务的方式来实现对事件信息的筛选过滤，可以提高故障报告生成的效率。
综上所述，本发明涉及一种继电保护故障报告的生成方法、装置及系统，以变电站中一次设备所关联的二次设备信息为基础，并且采用全局通用配置文件方式来定义动作事件分类，通过定时任务调用规则引擎微服务方式实现对动作事件信息的筛选过滤，及时准确地生成包含一次设备故障类型和故障测距等重要信息的故障报告，从而为变电站运维人员排查设备故障提供强有力的数据支撑，进而为变电站的安全稳定运行提供安全保障。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种继电保护故障报告的生成方法，其特征在于，包括步骤：
将从子站接收的生数据转换为熟数据，并将产生的熟数据发送至Kafka的第一类主题中；
通过Kafka中的程序订阅所述第一类主题，按照第一预设格式将所述熟数据组成记录，发送至Kafka的第二类主题中；
通过KafkaStream程序订阅所述第二类主题，采用流式处理方式按照第二预设格式将所述第二类主题中的数据聚合，发送至Kafka的第三类主题中；
通过Kafka中的程序订阅所述第三类主题，将所述第三类主题中的数据存储到REDIS数据库；
通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，所述主逻辑调用规则引擎对所述数据中的事件信息进行筛选过滤以生成故障报告。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生数据包括动作、告警、开关量、以及录波通知。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述故障报告的基本信息存储在Oracle数据库中，详细事件信息存储在MongoDB数据库中。
6.一种继电保护故障报告的生成装置，其特征在于，包括数据转换模块、数据记录生成模块、数据聚合模块、数据存储模块和故障报告生成模块；其中，
所述数据转换模块，将从子站接收的生数据转换为熟数据，并将产生的熟数据发送至Kafka的第一类主题中；
所述数据记录生成模块，通过Kafka中的程序订阅所述第一类主题，按照第一预设格式将所述熟数据组成记录，发送至Kafka的第二类主题中；
所述数据聚合模块，通过KafkaStream程序订阅所述第二类主题，采用流式处理方式按照第二预设格式将所述第二类主题中的数据聚合，发送至Kafka的第三类主题中；
所述数据存储模块，通过Kafka中的程序订阅所述第三类主题，将所述第三类主题中的数据存储到REDIS数据库；
所述故障报告生成模块，通过定时任务触发生成故障报告的主逻辑，所述主逻辑调用规则引擎对所述数据中的事件信息进行筛选过滤以生成故障报告。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生数据包括动作、告警、开关量、以及录波通知。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二预设格式包括：厂站名+一次设备类型+一次设备名称+事件发生时间。
10.一种继电保护故障报告的生成系统，其特征在于，所述系统包括主任务处理端、客户端、数据库、以及通讯前置端；所述系统还包括如权利要求6-9中任一项所述的种继电保护故障报告的生成装置，以生成所述故障报告。
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