CN113949158A - 一种设备即插即用的配电台区智能终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种设备即插即用的配电台区智能终端，包括：通信管理类容器用于为接入二次设备分配带宽资源，根据通信规约构建通信模型，对通信模型进行模型管理；应用分析类容器用于解析一次设备描述文件，为模型实例化表达提供内存空间，完成接入二次设备的信息注册，实现一次设备与二次设备之间的映射；基础服务类容器用于生成并存储一次设备描述文件，提取并存储设备的唯一身份标识，合成接入二次设备的总能力描述文件，生成二次设备清单；每个子容器上部署一个微服务。本申请能够解决了现有的IEC61850的台区设备即插即用的实现方法是软硬件强耦合设计，无法满足配电台区即插即用业务开发的灵活性和高效性需求的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及配电网自动化技术领域，尤其涉及一种设备即插即用的配电台区智能终端。
背景技术
物联网技术的全面推广应用使电力系统迎来了新一轮的技术升级挑战。海量智能终端设备的广泛接入，可以为电网提供海量的状态监测数据与用户用能信息，从而为电力系统实现全景态势感知、智能运维、需求侧管理以及智慧用能方案推荐等提供可靠决策依据。尽管物联网技术具有明显的技术优势，但现阶段海量智能终端设备接入配电网过程中仍存在人工接入工作量庞大、标准化程度不高、关联拓扑维护困难等缺点。
低压配电网具有点多面广，接入量大的特点，考虑配电网供电质量和服务能力需求的不断提高，低压配电网通常采用以配电台区为单位进行管理。在台区建设过程中现场调试运维的压力较大，需要大量的运维人员进行现场的通信调试、人工对点，这种方式不仅效率低且容易出错。近年来，为了解决现场运维难度大、压力大的问题，出现了一类基于IEC61850的台区设备即插即用的实现方法，但现有基于IEC61850的台区设备即插即用的实现方法是软硬件强耦合的设计，无法满足配电台区即插即用业务的灵活高效组织和快速开发迭代的需求。
发明内容
本申请提供了一种设备即插即用的配电台区智能终端，用于解决现有的IEC61850的台区设备即插即用的实现方法是软硬件强耦合设计，无法满足配电台区即插即用业务开发的灵活性和高效性需求的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种设备即插即用的配电台区智能终端，包括：通信管理类容器、应用分析类容器和基础服务类容器；
所述通信管理类容器包括通信资源子容器、通信模型子容器和模型管理子容器，用于为接入二次设备分配带宽资源，根据通信规约构建通信模型，对所述通信模型进行模型管理；
所述应用分析类容器包括文件服务子容器、模型实例化子容器、用户注册子容器和设备映射子容器，用于解析一次设备描述文件，为模型实例化表达提供内存空间，完成所述接入二次设备的信息注册，实现一次设备与二次设备之间的映射；
所述基础服务类容器包括设备描述子容器、身份标识子容器、能力描述子容器和设备清单子容器，用于生成并存储一次设备描述文件，提取并存储设备的唯一身份标识，合成所述接入二次设备的总能力描述文件，生成二次设备清单；
每个子容器上部署一个微服务。
可选的，所述通信管理类容器，具体用于：
通过通信资源子容器在接收到接入二次设备发送的注册信息后，为所述接入二次设备的通信分配带宽资源；
通过通信模型子容器根据通信规约将接收到的模型实例化结果文件组装成通信数据报文，并构建通信模型；
通过模型管理子容器对所述通信模型进行模型管理操作，得到模型管理结果文件，并将所述模型管理结果文件发送至所述接入二次设备。
可选的，所述应用分析类容器，具体用于：
通过文件服务子容器对接收到的一次设备描述文件进行解析操作，得到一次设备清单；
通过模型实例化子容器根据接收到的二次设备清单进行模型实例化表达操作，得到模型实例化结果文件；
通过用户注册子容器根据所述接入二次设备发送的注册信息进行设备注册，得到注册结果文件；
通过设备映射子容器对所述一次设备清单进行二次设备映射，得到二次设备映射结果文件。
可选的，所述基础服务类容器，具体用于：
通过设备描述子容器根据接收到的注册结果文件进行一次设备描述，并将得到的一次设备描述文件进行存储；
通过身份标识子容器根据接收到的所述注册结果文件提取设备的唯一身份标识，并存储所述唯一身份标识；
通过能力描述子容器基于所述接入二次设备发送的能力描述文件合成总能力描述文件；
通过设备清单子容器根据接收到的二次设备映射结果文件生成二次设备清单。
可选的，还包括：微服务版本升级模块；
所述微服务版本升级模块，用于在子容器升级微服务，或者新增微服务子容器时，生成新版子容器，并提供相关数据文件的引流服务。
可选的，还包括：虚拟交换机；
所述虚拟交换机，用于为所述接入二次设备、所述通信管理类容器、所述应用分析类容器和所述基础服务类容器提供交互通信服务。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中，提供了一种设备即插即用的配电台区智能终端，包括：通信管理类容器、应用分析类容器和基础服务类容器；通信管理类容器包括通信资源子容器、通信模型子容器和模型管理子容器，用于为接入二次设备分配带宽资源，根据通信规约构建通信模型，对通信模型进行模型管理；应用分析类容器包括文件服务子容器、模型实例化子容器、用户注册子容器和设备映射子容器，用于解析一次设备描述文件，为模型实例化表达提供内存空间，完成接入二次设备的信息注册，实现一次设备与二次设备之间的映射；基础服务类容器包括设备描述子容器、身份标识子容器、能力描述子容器和设备清单子容器，用于生成并存储一次设备描述文件，提取并存储设备的唯一身份标识，合成接入二次设备的总能力描述文件，生成二次设备清单；每个子容器上部署一个微服务。
本申请提供的设备即插即用的配电台区智能终端，基于容器技术和微服务技术搭建配电台区智能终端的功能架构，通过单个微服务部署的子容器完成即插即用业务的注册、身份认证、文件解析和设备映射等操作，以软件定义的形式灵活适配接入需求，具有较强的可扩展性。因此，本申请能够解决现有的IEC61850的台区设备即插即用的实现方法是软硬件强耦合设计，无法满足配电台区即插即用业务开发的灵活性和高效性需求的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种设备即插即用的配电台区智能终端的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的基于容器的配电台区智能终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种设备即插即用的配电台区智能终端的实施例，包括：通信管理类容器101、应用分析类容器102和基础服务类容器103。
在本实施例中，将通信资源、通信模型和模型管理等微服务部署在通信管理类容器中；将文件服务、模型实例化、用户注册和设备映射等微服务部署在应用分析类容器中；将设备描述、身份表示、能力描述和设备清单等微服务部署在基础服务类容器中。考虑到容器之间运行的稳定性，每个子容器上仅部署一个微服务，本实施例中的配电台区智能终端总体架构请参阅图2。
通信管理类容器101包括通信资源子容器、通信模型子容器和模型管理子容器，用于为接入二次设备分配带宽资源，根据通信规约构建通信模型，对通信模型进行模型管理。
进一步地，通信管理类容器101，具体用于：
通过通信资源子容器在接收到接入二次设备发送的注册信息后，为接入二次设备的通信分配带宽资源；
通过通信模型子容器根据通信规约将接收到的模型实例化结果文件组装成通信数据报文，并构建通信模型；
通过模型管理子容器对通信模型进行模型管理操作，得到模型管理结果文件，并将模型管理结果文件发送至接入二次设备。
接入二次设备即为图2中的低压端二次设备，接入二次设备可以通过对外接口向配电台区智能终端发送注册信息，配电台区智能终端接收到注册信息后首先为接入二次设备分配带宽资源，保障接入二次设备的通信效率。
通信模型子容器主要用于建模，建模所依据的是由应用分析类容器中模型实例化子容器发送的模型实例化结果文件，根据实例化数据进行模型构建，得到通信模型。
应用分析类容器102包括文件服务子容器、模型实例化子容器、用户注册子容器和设备映射子容器，用于解析一次设备描述文件，为模型实例化表达提供内存空间，完成接入二次设备的信息注册，实现一次设备与二次设备之间的映射。
进一步地，应用分析类容器102，具体用于：
通过文件服务子容器对接收到的一次设备描述文件进行解析操作，得到一次设备清单；
通过模型实例化子容器根据接收到的二次设备清单进行模型实例化表达操作，得到模型实例化结果文件；
通过用户注册子容器根据接入二次设备发送的注册信息进行设备注册，得到注册结果文件；
通过设备映射子容器对一次设备清单进行二次设备映射，得到二次设备映射结果文件。
一次设备描述文件是基础服务类容器中设备描述子容器生成并发送的，解析该文件可以得到一次设备清单；而二次设备清单则是基础服务类容器中设备清单子容器生成并发送的，依据具体的二次设备获取实例化数据，组成模型实例化结果文件；设备映射子容器主要是根据一次设备清单硬性二次设备映射，得到对应的二次设备映射结果文件，并将其发送至设备清单子容器中进行解析。
基础服务类容器103包括设备描述子容器、身份标识子容器、能力描述子容器和设备清单子容器，用于生成并存储一次设备描述文件，提取并存储设备的唯一身份标识，合成接入二次设备的总能力描述文件，生成二次设备清单；每个子容器上部署一个微服务。
进一步地，基础服务类容器103，具体用于：
通过设备描述子容器根据接收到的注册结果文件进行一次设备描述，并将得到的一次设备描述文件进行存储；
通过身份标识子容器根据接收到的注册结果文件提取设备的唯一身份标识，并存储唯一身份标识；
通过能力描述子容器基于接入二次设备发送的能力描述文件合成总能力描述文件；
通过设备清单子容器根据接收到的二次设备映射结果文件生成二次设备清单。
接入二次设备在接收到模型管理结果文件后，就可以通过对外接口将能力描述文件发送至能力描述子容器，使得能力描述子容器合成总能力描述文件，至此既可以完成即插即用的部署操作，实现接入二次设备的即插即用。
进一步地，还包括：微服务版本升级模块104；
微服务版本升级模块104，用于在子容器升级微服务，或者新增微服务子容器时，生成新版子容器，并提供相关数据文件的引流服务。
如果某个微服务版本升级，只需要对该微服务所对应的子容器进行更新变化，其他微服务所对应的子容器保持不变即可，实现即插即用部署的流程也不会改变。例如通信模型微服务版本升级时，通信数据包的报文长度、字段发生了改变，则可为新版本通信模型微服务创建一个新版子容器，将原有即插即用业务流程中的模型实例化容器生成的实例化结果文件引流到新版本通信模型微服务容器上，而旧版本通信模型微服务容器待数据传输稳定后进行删除操作，保证即插即用业务在不中断的情况下完成微服务的版本升级。
若即插即用业务流程升级需要增加或者减少相应微服务的子容器，且业务流程升级主要是由于接入设备类型差异所致。例如光伏设备与智能终端的通信联系，需要在原有即插即用业务中增加光伏设备模型管理的微服务。故需要增加一个光伏设备模型管理容器，将通信模型容器的建模数据引流到新增加的光伏设备模型管理的微服务容器上，再把光伏设备模型管理的微服务容器生成的管理结果文件回复给光伏设备。在上述过程中，其他低压端二次设备的即插即用业务流程不受影响，保证即插即用业务在不受干扰的情况下完成即插即用业务流程升级。
进一步地，还包括：虚拟交换机105；
虚拟交换机105，用于为接入二次设备、通信管理类容器、应用分析类容器和基础服务类容器提供交互通信服务。
不论是通信管理类容器、应用分析类容器和基础服务类容器之间的通信，还是接入二次设备与容器之间的通信，都需要通过虚拟交换机作为通信桥梁进行联通，保证通信正常；向上通信容器在智能终端向云主站发送信息时作用，向下通信容器在智能终端向低压端设备发送信息时作用。
本申请实施例提供的设备即插即用的配电台区智能终端，基于容器技术和微服务技术搭建配电台区智能终端的功能架构，通过单个微服务部署的子容器完成即插即用业务的注册、身份认证、文件解析和设备映射等操作，以软件定义的形式灵活适配接入需求，具有较强的可扩展性。因此，本申请实施例能够解决现有的IEC61850的台区设备即插即用的实现方法是软硬件强耦合设计，无法满足配电台区即插即用业务开发的灵活性和高效性需求的技术问题。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种设备即插即用的配电台区智能终端，其特征在于，包括：通信管理类容器、应用分析类容器和基础服务类容器；
所述通信管理类容器包括通信资源子容器、通信模型子容器和模型管理子容器，用于为接入二次设备分配带宽资源，根据通信规约构建通信模型，对所述通信模型进行模型管理；
所述应用分析类容器包括文件服务子容器、模型实例化子容器、用户注册子容器和设备映射子容器，用于解析一次设备描述文件，为模型实例化表达提供内存空间，完成所述接入二次设备的信息注册，实现一次设备与二次设备之间的映射；
所述基础服务类容器包括设备描述子容器、身份标识子容器、能力描述子容器和设备清单子容器，用于生成并存储一次设备描述文件，提取并存储设备的唯一身份标识，合成所述接入二次设备的总能力描述文件，生成二次设备清单；
每个子容器上部署一个微服务。
2.根据权利要求1所述的设备即插即用的配电台区智能终端，其特征在于，所述通信管理类容器，具体用于：
通过通信资源子容器在接收到接入二次设备发送的注册信息后，为所述接入二次设备的通信分配带宽资源；
通过通信模型子容器根据通信规约将接收到的模型实例化结果文件组装成通信数据报文，并构建通信模型；
通过模型管理子容器对所述通信模型进行模型管理操作，得到模型管理结果文件，并将所述模型管理结果文件发送至所述接入二次设备。
3.根据权利要求1所述的设备即插即用的配电台区智能终端，其特征在于，所述应用分析类容器，具体用于：
通过文件服务子容器对接收到的一次设备描述文件进行解析操作，得到一次设备清单；
通过模型实例化子容器根据接收到的二次设备清单进行模型实例化表达操作，得到模型实例化结果文件；
通过用户注册子容器根据所述接入二次设备发送的注册信息进行设备注册，得到注册结果文件；
通过设备映射子容器对所述一次设备清单进行二次设备映射，得到二次设备映射结果文件。
4.根据权利要求1所述的设备即插即用的配电台区智能终端，其特征在于，所述基础服务类容器，具体用于：
通过设备描述子容器根据接收到的注册结果文件进行一次设备描述，并将得到的一次设备描述文件进行存储；
通过身份标识子容器根据接收到的所述注册结果文件提取设备的唯一身份标识，并存储所述唯一身份标识；
通过能力描述子容器基于所述接入二次设备发送的能力描述文件合成总能力描述文件；
通过设备清单子容器根据接收到的二次设备映射结果文件生成二次设备清单。
5.根据权利要求1所述的设备即插即用的配电台区智能终端，其特征在于，还包括：微服务版本升级模块；
所述微服务版本升级模块，用于在子容器升级微服务，或者新增微服务子容器时，生成新版子容器，并提供相关数据文件的引流服务。
6.根据权利要求1所述的设备即插即用的配电台区智能终端，其特征在于，还包括：虚拟交换机；
所述虚拟交换机，用于为所述接入二次设备、所述通信管理类容器、所述应用分析类容器和所述基础服务类容器提供交互通信服务。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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