CN112737119A - 一种电网运行数据规约化处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电网运行数据规约化处理方法及系统，通过对电网运行数据原始报文的解析，从中提取表征电网运行状态的必要信息，基于电网CIM模型把提取到的必要信息重新结构化为可被云端的辅助分析系统读取的规约化报文，实现电网运行控制系统与云端的辅助分析系统之间的数据共享；基于电网CIM模型表征电网运行数据对象的原则，提取原始报文中的必要信息以形成新数据字段，实现系统之间表征电网运行数据的属性的统一，保持各系统原有的采集和处理数据的维度、表征属性等方面的差别；无需改变现有电网运行控制系统的安全架构，有助于高效地表征一个或多个电网运行数据对象信息的集合。

Description

一种电网运行数据规约化处理方法及系统

技术领域

本发明属于电网数据处理技术领域，具体涉及一种电网运行数据规约化处理方法及系统。

背景技术

随着电力系统自动化技术及互联网在电力系统中应用的迅猛发展，基于电网CIM模型的电网运行数据辅助分析系统开始云化应用，传统的电网运行控制系统与云端的辅助分析系统之间的数据互联共享需求日渐迫切。虽然电网运行控制系统与云端的辅助分析系统都基于电网CIM模型运行，但是不同的系统在采集和处理电网运行数据时对维度、表征属性等方面均有区别，各有成体系的数据采集及处理规范，采集得到的数据并不能在系统之间共享。现有方法依靠人工定时生成断面数据处理后再上传云端，不能实时反映电网运行状态，且运维的工作量巨大，自动化水平太低，数据质量得不到保障。而在电网运行控制系统中直接应用互联网数据采集技术需要对系统的安全架构进行改动，对系统运行数据表征和抽取存在很多制约。

发明内容

基于此，本发明旨在提出一种电网运行数据规约化处理方法及系统，在满足与云资源平台接口通信规范要求下对电网运行数据进行结构化处理，以实现电网运行控制系统与云端的辅助分析系统的数据共享。

本发明一种电网运行数据规约化处理方法，包括：

监听电网运行控制系统公共消息组件接口，将获取到的电网运行数据的原始报文顺序存放在消息缓冲区；

对所述消息缓冲区的原始报文顺序读取并解析为若干个字段进行缓存；

根据电网CIM模型数据表征规则从所述若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段，并存储于数据发送缓冲区；

对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享。

进一步地，监听公共消息组件接口前包括：

定义监听进程注册参数，根据注册参数启动监听进程。

进一步地，注册参数包括电网变化遥测、变位遥信、事件记录中的至少一项。

进一步地，监听公共消息组件接口前还包括：

判断运行节点的主机属性，当运行节点为前置应用的主机时对电网运行数据监听和获取，否则只监听电网运行数据不做获取。

进一步地，根据电网CIM模型数据表征规则从若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段包括：

根据电网CIM模型的模型层级选取信息发生时间、数据类别、设备关键字、数据值、数据品质的字段并依次拼接组成新的数据字段。

进一步地，对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享包括：

对所述数据发送缓冲区进行实时监测，将监测得的数据字段顺序读取并依次拼接为字段集合，根据字段集合生成规约化报文发送至云端数据接收队列进行云端数据共享。

进一步地，将监测得的数据字段顺序读取并依次拼接为字段集合，根据字段集合生成规约化报文包括：

将监测得的数据字段顺序读取并直接依次拼接为字符串，以主动循环上传的通讯模式调用互联网云平台消息生产组件形成规约化报文。

另一方面，本发明还提供一种电网运行数据规约化处理系统，包括：

消息监听模块，用于监听电网运行控制系统的公共消息组件接口，将获取到的电网运行数据的原始报文顺序存放在消息缓冲区；

消息解析模块，用于对所述消息缓冲区的原始报文顺序读取并解析为若干个字段进行缓存；

信息结构化模块，用于根据电网CIM模型数据表征规则从所述若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段，并存储于数据发送缓冲区；

消息发送模块，用于对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享。

进一步地，上述系统还包括：

运行节点注册模块，用于在消息监听进程启动前注册运行节点的主机属性，当所述运行节点为前置应用的主机时指导所述消息监听模块对电网运行数据监听和获取，否则只监听电网运行数据不做获取。

进一步地，消息发送模块还包括：

报文生成模块，用于将监测得的数据字段顺序读取并依次拼接为字段集合，根据字段集合生成规约化报文。

从以上技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

本发明一种电网运行数据规约化处理方法及系统，通过对电网运行数据原始报文的解析，从中提取表征电网运行状态的必要信息，基于电网CIM模型把提取到的必要信息重新结构化为可被云端的辅助分析系统读取的规约化报文，实现电网运行控制系统与云端的辅助分析系统之间的数据共享；基于电网CIM模型表征电网运行数据对象的原则，提取原始报文中的必要信息以形成新数据字段，实现系统之间表征电网运行数据的属性的统一，保持各系统原有的采集和处理数据的维度、表征属性等方面的差别；无需改变现有电网运行控制系统的安全架构，有助于高效地表征一个或多个电网运行数据对象信息的集合。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1本发明一种实施例电网运行数据规约化处理方法实施流程图

图2本发明一种实施例电网运行数据规约化处理系统结构框图

图3本发明另一实施例电网运行数据规约化处理方法实施流程图

图4本发明另一实施例原始报文解析示意图

图5本发明另一实施例电网CIM模型及新数据结构示意图

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做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。

请参阅图1和图2，本实施例提供一种电网运行数据规约化处理系统，包括：

消息监听模块，用于监听电网运行控制系统的公共消息组件接口，将获取到的电网运行数据的原始报文顺序存放在消息缓冲区；

消息解析模块，对消息缓冲区的原始报文顺序读取并解析为若干个字段进行缓存；

信息结构化模块，根据电网CIM模型数据表征规则从若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段，并存储于数据发送缓冲区；

消息发送模块，用于对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享。

当进程设计为冗余运行特性时，系统还包括有运行节点注册模块，用于在消息监听进程启动前注册运行节点的主机属性，当所述运行节点为前置应用的主机时指导所述消息监听模块对电网运行数据监听和获取，否则只监听电网运行数据不做获取。

在进一步的实施例中，当不调用互联网云平台消息生产组件形成规约化报文时可直接利用消息发送模块中内置的报文生成模块生成规约化报文。

该系统完成电网运行数据规约化的过程如下：

(1)消息监听

消息监听模块实时监听电网运行控制系统公共消息组件接口，将获取到的电网运行数据的原始报文顺序存放在消息缓冲区；

利用电网运行控制系统处理、传输电网运行数据的内部消息总线设计结构，根据电网运行数据在系统内部消息总线上传输时所采用的通道及消息类别等特征，总结并定义了电网变化遥测(COA)、变位遥信(COS)、事件记录(SOE)等进程注册参数。由于不同的数据在电网运行控制系统内部都以不同的传输通道及数据类型进行了区分，本实施例根据云端的数据需求分别定义了COA、COS、SOE等含有特殊意义的字符串作为注册参数，一是便于运维期间对数据类型的识别，二是和电网运行控制系统内表征数据的定义相对应。监听进程以此注册参数启动后，可以从电网运行控制系统的内部消息总线上监听电网运行时变化遥测、变化遥信、事件记录等数据传输的原始报文。

本实施例的监听进程设计为冗余运行特性，可根据运行节点是否为前置应用(AP_FES)的主机决定工况，若运行节点是主机，则负责监听、获取电网运行数据变化消息；若运行节点不是主机，则仅监听电网运行数据变化消息，不做获取。

(2)消息解析

消息解析模块对消息缓冲区的原始报文顺序读取并逐条解析为若干个字段进行缓存；

(3)数据重构

信息结构化模块根据电网CIM表征规则从上述若干个字段中抽取有效表征电网运行状态的字段，包括数据类别(Type)、区域(Channel)、厂站(SubstationID)、设备关键字(KeyID)、数据变化时间(Time)、数据值(VALUE)及数据品质(QS)，根据上述字段组成新的数据字段存储于数据发送缓冲区。

电网CIM模型使用区域、厂站、设备、量测等模型层级来表征一个电网运行数据对象的必要信息，因此在数据重构时通过以上字段来表征电网运行数据对象信息，则新的数据字段的数据结构依次由数据变化时间(InfoFormat->TIME)、数据类别(Type)、区域(Region)、对象KeyId值(InfoFormat->KEYID)、厂站(SubstationID)、数据值(InfoFormat->VALUE)及数据品质(InfoFormat->QS)组成。

(4)消息发送

进程的消息发送模块实时监测数据发送缓冲区，监测得数据字段时顺序读取并依次将若干个新的数据字段拼接为字符串以主动循环上传的通讯模式，调用互联网云平台消息生产组件形成规约化的报文，发送至云端数据接收队列进行云端数据共享。

参阅图3至图5，本实施例提供一种电网运行数据规约化处理方法，基于广东电网所辖区域某运行控制系统对采集的电网运行数据进行规约化处理，以实现与云端的辅助分析系统的数据共享。

如图3所示，本方法包括如下步骤：

(1)处理进程启动后开始监听电网运行控制系统公共消息组件接口，首先通过定义的电网变化遥测(COA)、变化遥信(COS)、事件记录(SOE)作为进程注册参数。进程以此注册参数启动后，可以从电网运行控制系统的内部消息总线上监听电网运行时变化遥测、变化遥信、事件记录等数据传输的原始报文。进程设计为冗余运行特性，可根据运行节点是否为前置应用(AP_FES)的主机决定工况，若运行节点是主机，则负责监听、获取电网运行数据变化消息；若运行节点不是主机，则仅监听电网运行数据变化消息，不做获取。

(2)进程核心部分设计为消息监听、消息解析、信息结构化。进程的消息监听模块负责实时监听电网运行控制系统公共消息组件接口，当获取到电网运行数据变化消息原始报文后顺序存放到消息缓冲区；

消息解析模块负责顺序读取消息缓冲区的消息原始报文，通过消息的传输格式解析出消息内容，再基于电网CIM模型从解析得到的消息内容中抽取、提炼出能够有效表征电网运行数据的必要信息，比如信息的发生时间(Time)、区域(Channel)、类别(Type)、信息内容的设备关键字(KeyID)、信息内容的厂站标识(SubstationID)、信息内容的数据值(VALUE)及数据品质(QS)等属性，如图4所示；

信息结构化模块负责将上述表征电网运行数据的必要信息，按照自行设计的DRSI的格式进行数据结构化，再存放至数据发送缓存区。电网CIM结构使用了区域、厂站、设备、量测等模型层级来表征一个电网运行数据对象；自行设计的DRSI数据结构是表征一个或多个电网运行数据对象信息的集合，依次由数据变化时间(InfoFormat->TIME)、数据类别(Type)、区域(Region)、对象KeyId值(InfoFormat->KeyID)、厂站(SubstationID)、数据值(InfoFormat->VALUE)及数据品质(InfoFormat->QS)组成。

其中，电网CIM模型及新的数据字段的数据结构如图5所示。

(3)进程的消息发送模块负责实时监测数据发送缓存区，当数据发送缓存区中有数据后，顺序读取发送缓存区中的数据并保持新数据字段的数据结构依次将一个或多个电网运行数据拼接为字符串，以主动循环上传的通讯模式，调用互联网云平台消息生产组件形成规约化的报文，发送至云端数据接收队列进行云端数据共享。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，包括：

监听电网运行控制系统公共消息组件接口，将获取到的电网运行数据的原始报文顺序存放在消息缓冲区；

对所述消息缓冲区的原始报文顺序读取并解析为若干个字段进行缓存；

根据电网CIM模型数据表征规则从所述若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段，并存储于数据发送缓冲区；

对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享。

2.根据权利要求1所述的电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，所述监听电网运行控制系统公共消息组件接口前还包括：

定义监听进程注册参数，根据注册参数启动监听进程。

3.根据权利要求2所述的电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，所述注册参数包括电网变化遥测、变位遥信、事件记录中的至少一项。

4.根据权利要求1所述的电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，所述监听电网运行控制系统公共消息组件接口前还包括：

判断运行节点的主机属性，当所述运行节点为前置应用的主机时对电网运行数据监听和获取，否则只监听电网运行数据不做获取。

5.根据权利要求1所述的电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，所述根据电网CIM模型数据表征规则从若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段包括：

根据电网CIM模型的模型层级选取信息发生时间、数据类别、设备关键字、数据值、数据品质的字段并依次拼接组成新的数据字段。

6.根据权利要求1所述的电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，所述对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享包括：

对所述数据发送缓冲区进行实时监测，将监测得的数据字段顺序读取并依次拼接为字段集合，根据字段集合生成规约化报文发送至云端数据接收队列进行云端数据共享。

7.根据权利要求6所述的电网运行数据规约化处理方法，其特征在于，所述将监测得的数据字段顺序读取并依次拼接为字段集合，根据字段集合生成规约化报文包括：

将监测得的数据字段顺序读取并直接依次拼接为字符串，以主动循环上传的通讯模式调用互联网云平台消息生产组件形成规约化报文。

8.一种电网运行数据规约化处理系统，其特征在于，包括：

消息监听模块，用于监听电网运行控制系统的公共消息组件接口，将获取到的电网运行数据的原始报文顺序存放在消息缓冲区；

消息解析模块，用于对所述消息缓冲区的原始报文顺序读取并解析为若干个字段进行缓存；

信息结构化模块，用于根据电网CIM模型数据表征规则从所述若干个字段中选取有效表征电网运行状态的字段组成新的数据字段，并存储于数据发送缓冲区；

消息发送模块，用于对所述数据发送缓冲区进行实时监测，读取监测得的数据字段并进行云端数据共享。

9.根据权利要求8所述的电网运行数据规约化处理系统，其特征在于，所述系统还包括：

运行节点注册模块，用于在消息监听进程启动前注册运行节点的主机属性，当所述运行节点为前置应用的主机时指导所述消息监听模块对电网运行数据监听和获取，否则只监听电网运行数据不做获取。

10.根据权利要求8所述的电网运行数据规约化处理系统，其特征在于，所述消息发送模块还包括：

报文生成模块，用于将监测得的数据字段顺序读取并依次拼接为字段集合，根据字段集合生成规约化报文。

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