可视化电网切换系统、可视化电网切换方法和存储介质
技术领域
本发明涉及电力技术领域,特别涉及一种可视化电网切换系统、可视化电网切换方法和存储介质。
背景技术
随着我国交直流混联电网规模的不断扩大,电力电子设备和新能源大量接入,导致电网动态特性日趋复杂、安全稳定运行风险日益增加。对于电网调度员而言,电网调度员所面临的电网规模日趋庞大,数据越来越多,结构也日益复杂,使电网调度员不易从大量的数据中得出对电网的整体认识,电网发生异常后,告警信息复杂繁多,电网调度员难以判断故障的位置和严重程度。再者,一个区域的电网系统通常由多个独立的电网子系统组成,对于一个独立的电网子系统,通常需要建立一套相应的监控设备对其进行管理。由此可见,传统的电网运营需要大量的人力和设备投入,电网的运营成本高,不利于社会经济的发展。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种可视化电网切换系统、可视化电网切换方法和存储介质,能够节省人力和设备的投入,降低电网运营成本。
根据本发明第一方面实施例的可视化电网切换系统,包括:
电网监控模块,所述电网监控模块的数量至少为两个且分别与至少两个独立的电网信号连接,所述电网监控模块用于监控各个所述电网的运行状态,并输出各个所述电网的物理信息至以太网;
数据服务器,通过所述以太网与所述电网监控模块信号连接,用于接收和存储所述物理信息,所述数据服务器根据指令信息将对应的所述物理信息转换成状态信息并输出所述状态信息;
人机交互模块,所述人机交互模块通过所述以太网与所述数据服务器信号连接,用于发送所述指令信息和接收所述状态信息,所述人机交互模块显示各个所述电网的选项信息和所述指令信息对应的所述电网的运行状态。
根据本发明第一方面实施例的可视化电网切换系统,至少具有如下有益效果:
电网监控模块、数据服务器和人机交互模块通过以太网通信连接,电网监控模块用于监控各个电网的运行状态并将包含有电网运行状态的物理信息通过以太网发送至数据服务器,数据服务器对各个电网的物理信息进行存储,并通过以太网获取人机交互模块的指令信息,根据指令信息,数据服务器将指令信息所对应的电网的物理信息转换成状态信息并通过以太网发送至人机交互模块,人机交互模块通过以太网获取当前指令信息所对应的电网的状态信息并显示当前指令信息对应的电网的运行状态,同时人机交互模块显示各个电网的选项信息,电网调度人员可以通过选项信息选择需要人机交互模块显示运行状态的电网。通过本实施例的可视化电网切换系统能够对多个电网的运行状态进行监控,对电网运行状态的检测、分析和显示分别通过电网监控模块、数据服务器和人机交互模块进行,电网监控模块、数据服务器和人机交互模块分别承担电网数据处理的负荷,能够保障可视化电网切换系统的稳定运行和提高可视化电网切换系统的反应速度,使电网调度人员能够快速地通过同一个人机交互模块查看各个电网的运行状态,减少人力和设备的投入,降低电网的运营成本。
根据本发明的一些实施例,所述人机交互模块包括处理器、显示器和输入设备,所述处理器与所述显示器和所述输入设备信号连接,所述显示器用于显示各个所述电网的选项信息和所述指令信息对应的所述电网的运行状态,所述输入设备用于在所述显示器上选择需要显示运行状态的所述电网,所述处理器通过所述以太网发送所述指令信息和接收所述状态信息。
根据本发明的一些实施例,所述数据服务器包括:
数据存储模块,所述数据存储模块通过所述以太网与电网监控模块信号连接,所述数据存储模块用于接收和存储所述物理信息;
数据分析模块,所述数据分析模块通过所述以太网与所述数据存储模块信号连接,所述数据分析模块用于根据所述指令信息从所述数据存储模块读取所述指令信息对应的所述电网的所述物理信息并将所述物理信息转换成所述状态信息,所述数据分析模块输出与所述指令信息对应的所述电网的状态信息。
根据本发明的一些实施例,所述电网监控模块包括电能测量单元、温度测量单元和网络接入单元,所述电能测量单元和所述温度测量单元与所述网络接入单元和所述电网信号连接,所述网络接入单元用于将所述物理信息传输至所述以太网,所述物理信息包括电流信息和温度信息,所述状态信息包括潮流分布信息和电力设施温度信息。
根据本发明的一些实施例,所述网络接入单元包括无线以太网网关,所述电能测量单元包括电能计量器和第一无线控制器,所述温度测量单元包括温度传感器和第二无线控制器,所述电能计量器与所述第一无线控制器信号连接,所述温度传感器和所述第二无线控制器信号连接,所述无线以太网网关与所述第一无线控制器和所述第二无线控制器无线连接,所述无线以太网网关用于将所述物理信息传输至所述以太网。
根据本发明第二方面实施例的可视化电网切换方法,应用于可视化电网切换系统,所述可视化电网切换系统包括电网监控模块、数据服务器和人机交互模块,所述电网监控模块的数量至少为两个且分别与至少两个独立的电网信号连接,所述数据服务器通过以太网与所述电网监控模块信号连接,所述人机交互模块通过所述以太网与所述数据服务器信号连接;
所述可视化电网切换方法包括:
所述电网监控模块获取所述电网的运行状态并输出所述电网的物理信息;
所述数据服务器获取并存储所述物理信息;
所述人机交互模块响应于控制信号并输出指令信息;
所述数据服务器响应于所述指令信息,将对应的所述电网的所述物理信息转换成状态信息并输出所述状态信息;
所述人机交互模块获取所述状态信息并显示各个所述电网的选项信息和所述控制信号对应的所述电网的运行状态。
根据本发明第二方面实施例的可视化电网切换方法,至少具有如下有益效果:
执行本实施例的可视化电网切换系统通过电网监控模块、数据服务器和人机交互模块分别对多个电网的运行状态进行测量、分析和显示。可视化电网切换系统执行本实施例的可视化电网切换方法,对电网的测量、分析和显示任务分别由电网监控模块、数据服务器和人机交互模块执行,能够减轻各个部分的运行负担,使可视化电网切换系统能够快速地根据电网调度员的选择显示相应的电网的运行状态,节省调度各个电网的运行状态的时间,并且能够使同一个人机交互模块对多个电网进行监控,减少人力和设备的投入,降低电网的运营成本。
根据本发明的一些实施例,所述人机交互模块包括处理器、显示器和输入设备,所述处理器与所述显示器和所述输入设备信号连接;
所述人机交互模块响应于控制信号并输出指令信息,包括:
所述处理器响应于所述输入设备输入的控制信号,向所述数据服务器输出指令信息;
所述人机交互模块获取所述状态信息并显示各个所述电网的选项信息和所述控制信号对应的所述电网的运行状态,包括:
所述处理器响应于所述数据服务器输出的所述状态信息,控制所述显示器显示各个所述电网的选项信息和所述控制信号对应的所述电网的运行状态。
根据本发明的一些实施例,所述数据服务器包括数据存储模块和数据分析模块,所述数据存储模块通过所述以太网与电网监控模块信号连接,所述数据分析模块通过所述以太网与所述数据存储模块信号连接;
所述数据服务器获取并存储所述物理信息,包括:
所述数据存储模块获取并存储所述物理信息;
所述数据服务器响应于所述指令信息,将对应的所述电网的所述物理信息转换成状态信息并输出所述状态信息,包括:
所述数据分析模块响应于所述指令信息,从所述数据存储模块读取所述指令信息对应的所述电网的所述物理信息并将所述物理信息转换成状态信息,所述数据分析模块输出所述状态信息。
根据本发明的一些实施例,所述电网监控模块包括电能测量单元、温度测量单元和网络接入单元,所述电能测量单元和所述温度测量单元与所述网络接入单元和所述电网信号连接;
所述电网监控模块获取所述电网的运行状态并输出所述电网的物理信息,包括:
所述电能测量单元获取所述电网的运行状态并输出所述电网的电流信息;
所述温度测量单元获取所述电网的运行状态并输出所述电网的温度信息;
所述数据服务器响应于所述指令信息,将对应的所述电网的所述物理信息转换成状态信息并输出所述状态信息,包括:
所述数据服务器响应于所述指令信息,将对应的所述电网的所述物理信息转换成潮流分布信息和电力设施温度信息并输出所述潮流分布信息和所述电力设施温度信息。
根据本发明第三方面实施例的存储介质,所述存储介质存储有可执行指令,所述可执行指令用于使处理器执行上述第二方面实施例的可视化电网切换方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明的一个实施例提供的可视化电网切换系统的原理框图;
图2为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换系统的原理框图;
图3为本发明的一个实施例提供的可视化电网切换系统的人机交互模块的显示界面示意图;
图4为本发明的一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图;
图5为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图;
图6为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图;
图7为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图;
图8为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图;
图9为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图;
图10为本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面结合附图详细描述本发明第一方面实施例的可视化电网切换系统。
参照图1和图3,本发明的一个实施例提供的可视化电网切换系统,包括电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300。电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300通过以太网通信连接。电网监控模块100能够监控各个电网的运行状态并将包含有电网运行状态的物理信息通过以太网发送至数据服务器200。数据服务器200对各个电网的物理信息进行存储,并通过以太网获取人机交互模块300的指令信息,数据服务器200对指令信息所指定的电网的物理信息进行计算和分析,并将计算和分析结果转换成状态信息,数据服务器200通过以太网将状态信息发送至人机交互模块300。人机交互模块300通过以太网获取当前指令信息所对应的电网的状态信息并显示当前指令信息对应的电网的运行状态,人机交互模块300同时还显示各个电网的选项信息,电网调度人员可以通过选项信息选择需要人机交互模块300显示运行状态的电网。通过本实施例的可视化电网切换系统能够对多个电网的运行状态进行监控,对电网运行状态的检测、分析和显示分别通过电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300进行,电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300分别承担电网数据处理的负荷,能够保障可视化电网切换系统的稳定运行和提高可视化电网切换系统的反应速度,使电网调度人员能够快速地通过同一个人机交互模块300查看各个电网的运行状态,减少人力和设备的投入,降低电网的运营成本。
参照图2和图3,本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换系统,在上述实施例的基础上,人机交互模块300包括处理器310、显示器320和输入设备330,处理器310与显示器320和输入设备330信号连接,处理器310控制显示器330,通过显示器330显示各个电网的选项信息和被选定的电网的运行状态,用户通过输入设备330向处理器310输入控制信号,处理器310接收控制信号后在显示器320上显示选择的过程。通过本实施例的机交互模块300,能够便于电网调度员调取各个电网的运行状态。
进一步地,数据服务器200包括数据存储模块210和数据分析模块220,其中数据存储模块210通过以太网与电网监控模块100信号连接,接收来自于电网监控模块100的物理信息,数据存储模块210对表征各个电网运行状态的物理信息进行存储;数据分析模块220通过以太网与数据存储模块210信号连接,数据分析模块220从以太网获取指令信息,并根据指令信息发起对数据存储模块210的访问,从数据存储模块210中读取与指令信息对应的电网的物理信息,并对物理信息进行分析和计算,将物理信息转换成可以被人机交互模块300读取并显示的表征电网运行状态的状态信息,数据分析模块220向人机交互模块300输出与指令信息对应的电网的状态信息。通过本实施例的数据服务器200,将用于电网数据存储的数据存储模块210和用于电网数据分析的数据分析模块220分开设置,能够提高数据服务器200的数据存储容量以满足电网所产生的庞大数据量,同时数据分析模块220在对电网数据进行分析时不占用数据存储模块210的存储资源,有效提高数据分析模块220的运行速度,使人机交互模块300能够快速地向电网调度员展示电网的运行状态。
进一步地,电网监控模块100包括电能测量单元110、温度测量单元120和网络接入单元130,电能测量单元110和温度测量单元120与网络接入单元130和电网信号连接,电网内的输电线缆的电流和电力设备的发热情况等物理信息通过电能测量单元110和温度测量单元120进行测量,测量所得的物理信息包括电流信息和温度信息,电流信息和温度信息通过网络接入单元130传输至以太网,数据存储模块210获取并存储电流信息和温度信息,数据分析模块220根据指令信息对指定电网的电流信息和温度信息进行分析和计算,得出指定电网的状态信息,状态信息包括潮流分布信息和电力设施温度信息。本实施例的电网监控模块100能够辅助电网调度员获知电网内的电流和能量分布情况,以及设备的工作温度,及时对负荷较重的电网进行调度,或对温度异常的设备进行检修。
进一步地,网络接入单元130包括无线以太网网关,电能测量单元110包括电能计量器111和第一无线控制器112,温度测量单元120包括温度传感器121和第二无线控制器122,电能计量器111与第一无线控制器112信号连接,温度传感器121和第二无线控制器122信号连接,无线以太网网关与第一无线控制器112和第二无线控制器122无线连接。具体地,温度传感器121采用集成电路型传感器DS18B20,电能计量器111采用测量电力电缆电流的三相电能测量芯SA9904B,第一无线控制器112和第二无线控制器122采用支持ZigBee(紫蜂)无线通信协议的射频芯片CC2530,无线以太网网关采用支持ZigBee无线通信协议的射频芯片CC2530和支持TCP/IP协议的太网芯片W5500。本实施例的网络接入单元130、电能测量单元110和温度测量单元120通过无线组网的方式对各个电网中的各个重要节点进行测量,降低监控网络布线的难度,使监控网络易于布置和维护,提高本实施例的可视化电网切换系统的灵活性和实用性。
下面结合附图详细描述本发明第二方面实施例的可视化电网切换方法。
参考图1、图3和图4,本发明的一个实施例提供的可视化电网切换方法,该方法应用于可视化电网切换系统,所述可视化电网切换系统包括电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300,电网监控模块100的数量至少为两个且分别与至少两个独立的电网信号连接,数据服务器200通过以太网与电网监控模块100信号连接,人机交互模块300通过以太网与数据服务器200信号连接,该方法包括但不限于以下步骤:
S100,电网监控模块100获取电网的运行状态并输出电网的物理信息;
S200,数据服务器200获取并存储物理信息;
S300,人机交互模块300响应于控制信号并输出指令信息;
S400,数据服务器200响应于指令信息,将对应的电网的物理信息转换成状态信息并输出状态信息;
S500,人机交互模块300获取状态信息并显示各个电网的选项信息和控制信号对应的电网的运行状态。
具体地,执行本实施例的可视化电网切换方法的电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300分别对多个电网的运行状态进行测量、分析和显示,电网监控模块100监测电网的运行状态,并将电网的运行状态转换成能被数据服务器200存储的物理信息,电网监控模块100向数据服务器200发送物理信息;数据服务器200存储物理信息并根据来自于人机交互模块300的指令信息调取和分析指令信息所指定的电网的物理信息,数据服务器200将物理信息转换成能被人机交互模块300读取的状态信息并向人机交互模块300发送状态信息;人机交互模块300显示各个电网的选项信息,电网调度人员能够通过人机交互模块300选择需要显示运行状态的电网,人机交互模块300响应于电网调度人员触发的控制信号,向数据服务器200发送指令信息,人机交互模块300接收到数据服务器200发出的状态信息后显示被选中的电网的运行状态。由此可见通过本实施例的可视化电网切换方法能够实现通过一个人机交互模块对多个电网进行监控,减少人力和设备的投入,降低电网的运营成本;另外对电网的测量、分析和显示任务分别由电网监控模块、数据服务器和人机交互模块执行,能够减轻各个部分的运行负担,使可视化电网切换系统能够快速地根据电网调度员的选择显示相应的电网的运行状态,节省调度各个电网的运行状态的时间和易于切换。
参考图2、图3、图5和图6,本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法,在上述实施例的基础上,人机交互模块300包括处理器310、显示器320和输入设备330,处理器310与显示器320和输入设备330信号连接。
进一步地,图5所示方法为图4中步骤S300的具体流程,该方法包括但不限于以下步骤:
S310,处理器310响应于输入设备330输入的控制信号,向数据服务器200输出指令信息。
进一步地,图6所示方法为图4中步骤S500的具体流程,该方法包括但不限于以下步骤:
S510,处理器310响应于数据服务器200输出的状态信息,控制显示器320显示各个电网的选项信息和控制信号对应的电网的运行状态。
具体地,执行本实施例的人机交互模块300,能快速和直观地显示对电网的选择过程,便于电网调度员调取各个电网的运行状态。
参考图2、图3、图7和图8,本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法,在上述实施例的基础上,数据服务器200包括数据存储模块210和数据分析模块220,数据存储模块210通过以太网与电网监控模块100信号连接,数据分析模块220通过以太网与数据存储模块210信号连接。
进一步地,图7所示方法为图4中步骤S200的具体流程,该方法包括但不限于以下步骤:
S210,数据存储模块210获取并存储物理信息。
进一步地,图8所示方法为图4中步骤S400的具体流程,该方法包括但不限于以下步骤:
S410,数据分析模块220响应于指令信息,从数据存储模块210读取指令信息对应的电网的物理信息并将物理信息转换成状态信息,数据分析模块220输出状态信息。
在本实施例中,数据服务器200用于电网数据存储的数据存储模块210和用于电网数据分析的数据分析模块220分开设置,能够提高数据服务器200的数据存储容量以满足电网所产生的庞大数据量,同时数据分析模块220在对电网数据进行分析时不占用数据存储模块210的存储资源,有效提高数据分析模块220的运行速度,执行本实施例的可视化电网切换方法能够使人机交互模块300快速地向电网调度员展示目标电网的运行状态,并且使可视化电网切换系统能够对数量众多且信息量庞大的电网进行实时监控。
参考图2、图3、图9和图10,本发明的另一个实施例提供的可视化电网切换方法,在上述实施例的基础上,电网监控模块100包括电能测量单元110、温度测量单元120和网络接入单元130,电能测量单元110和温度测量单元120与网络接入单元130和电网信号连接。
进一步地,图9所示方法为图4中步骤S100的具体流程,该方法包括但不限于以下步骤:
S110,电能测量单元110获取电网的运行状态并输出电网的电流信息;
S120,温度测量单元120获取电网的运行状态并输出电网的温度信息。
进一步地,图10所示方法为图4中步骤S400的具体流程,该方法包括但不限于以下步骤:
S420,数据服务器200响应于指令信息,将对应的电网的物理信息转换成潮流分布信息和电力设施温度信息并输出潮流分布信息和电力设施温度信息。
在本实施例中,电网监控模块100包括电能测量单元110和温度测量单元120,执行本实施例可视化电网切换方法的电网监控模块100能够辅助电网调度员获知各个电网内的电流和能量分布情况,以及各个电网内设备的工作温度,使电网调度员能够及时对负荷较重的电网进行调度,或对温度异常的设备进行检修,有效降低电网故障或瘫痪的风险。
此外,本发明的一个实施例还提供了一种存储介质,存储介质的数量至少为一个,存储介质可以独立地与电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300电连接,也可以通过总线、以太网或无线局域网等通信介质与电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300通信连接。存储介质存储有可执行指令,该可执行指令被电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300执行,使得电网监控模块100、数据服务器200和人机交互模块300执行上述实施例中的可视化电网切换方法,例如,执行以上描述的图3中的方法步骤S100、S200、S300、S400和S500,执行图4中的方法步骤S310,执行图5中的方法步骤S510、执行图6中的方法步骤S210,执行图7中的方法步骤S410,执行图8中的方法步骤S110和S120,以及执行图9中的方法步骤S420。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。