CN113991872A - 一种用于工业园区的综合能源配电网系统 - Google Patents

一种用于工业园区的综合能源配电网系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于工业园区的综合能源配电网系统，涉及配电网数据管理技术领域，采用SCADA数据采集平台采集配电网运行设备的运行数据，并将运行数据发送至能源数据平台，进行运行数据的结构转和标准转换，使得设备运行信息转换为统一格式的标准数据，根据不同类型设备的运行数据的对接协议，完成各设备间的数据对接，并存储数据对接关系，便于后续工作直接依照存储信息进行数据对接；本发明提供一种用于工业园区的综合能源配电网系统，获取配电网各类型设备的运行数据，并实现多类型数据的对接，统一多类型数据的数据结构和数据标准，进而统一进行存储，实现快速高效的配电网数据管理的目的。

Description

一种用于工业园区的综合能源配电网系统
技术领域
本发明涉及配电网数据管理技术领域，特别涉及一种用于工业园区的综合能源配电网系统。
背景技术
能源行业信息化基础良好，工业互联网基础设施与数字化能力较为健全，但是对数据的综合利用能力不高。在底层设备方面，能源行业属于设备密集行业，并且高价值设备的占比较高，设备智能化程度较高，大部分设备数据的开放较好。在生产方面，目前能源行业大多数生产企业均具备DCS、SCADA、MES等相应的控制层软件或系统，能够实现控制数据、生产过程数据的采集及获取。在经营管理方面，大部分企业均建立了以ERP为核心的运营体系，能够实现运营数据的获取。但是，能源行业数据的集成和分析应用水平不高，缺乏完善的数据管理体系，存在众多系统数据对接不完善、数据结构多样、存储方式差异大、缺乏数据标准等情况，导致整体的数据质量不高。
能源行业对工业互联网需求迫切，需要工业互联网提升原有业务系统数据处理和分析能力，实现智能化升级。工业互联网能够为能源行业智能化升级提供关键技术支撑，一是工业无线、时间敏感网络(TSN)、IPv6、5G网络、低功耗广域网等工业互联网网络技术能够快速打通能源行业的信息流，实现关键数据的汇聚。二是工业数据管理与分析、工业智能、工业微服务等技术能够实现能源数据的深度挖掘与应用。工业互联网助力能源领域各行业实现价值挖掘和提升，随着工业互联网技术的不断成熟，基于数据驱动的设备预测性维护、工厂能耗优化、企业智能化管理、产业链协同管理、安全环保生产等典型工业互联网应用场景在火电、风电、核电、石化、光伏等行业不断落地，从而帮助能源行业降低设备运维成本并节省工厂能耗支出，提高工厂整体管理水平，加强产业协作能力和资源调配，提升安全环保水平。工业互联网在电力、石化等行业均有卓有成效的应用。
基于此现有的问题，本申请提供了一种用于工业园区的综合能源配电网系统，获取配电网各类型设备的运行数据，并实现多类型数据的对接，统一多类型数据的数据结构和数据标准，进而统一进行存储，实现快速高效的配电网数据管理的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于工业园区的综合能源配电网系统，获取配电网各类型设备的运行数据，并实现多类型数据的对接，统一多类型数据的数据结构和数据标准，进而统一进行存储，实现快速高效的配电网数据管理的目的。
本发明提供了一种用于工业园区的综合能源配电网系统，包括：SCADA数据采集平台，所述SCADA数据采集平台用于对配电网运行设备进行运行数据的监视和控制；还包括：能源数据平台，接收所述SCADA数据采集平台获取的配电网运行设备的运行数据；所述能源数据平台包括：
数据分析模块：接收配电网运行设备的运行数据，分析各设备运行数据的数据结构和数据标准，生成运行数据结构转换和标准转换的指令；
数据结构转换模块：接收数据结构转换指令，获取待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构，生成原数据和目标数据的映射关系，由通用枚举类型转换接口按生成的映射关系进行数据结构转换，并将转换方法存储至配置文件中，统一各设备运行数据的数据结构；
数据标准转换模块：接收数据标准转换指令，并接收统一数据结构的各设备运行信息，对设备运行信息进行字段解析，基于原数据和目标数据的映射关系，将设备运行信息转换为统一格式的标准数据；
数据对接模块：生成不同类型设备的运行数据的对接协议，接收访问端发送的数据对接访问请求，验证访问请求并通过后，确定待对接数据的供应端，调取该对应端的对接协议，依据对接协议访问供应端获取目标数据，将目标数据发送回访问端，完成各设备间的数据对接；
数据存储模块：存储运行数据结构转换和标准转换的指令，存储配电网中各设备统一数据结构和数据标准的运行数据，并存储各设备间的数据对接关系；
设备图形化模块：采用深度相机采集配电网设备的RGB图像信息和深度信息，并根据RGB图像信息和深度信息生成配电网设备的三维图像；
三维仿真模块：接收配电网设备的三维图像和对接后的配电网设备运行数据，依据配电网设备的三维图像，生成可视化三维立体图像，根据对接后的配电网设备运行数据，构建电网设备模型，并将电网设备模型设置在可视化三维立体图像中的指定位置，形成三维仿真模型。
进一步地，所述数据分析模块，包括：
数据结构分析模块：对接收的配电网运行设备的运行数据进行数据结构分析，将数据结构中的关键字段，依次与预设的数据结构转换规则中的关键字进行匹配，得到匹配成功的数据结构转换规则；
数据标准分析模块：对接收的配电网运行设备的运行数据进行数据标准分析，与预设的数据标准转换规则进行匹配，得到匹配成功的数据标准转换规则；
指令生成模块：根据匹配成功的数据结构转换规则生成数据结构转换指令，根据匹配成功的数据标准转换规则生成数据标准转换指令。
进一步地，所述数据结构转换模块，包括：
数据结构接收模块：接收数据结构转换指令，并采用JAVA反射机制接收待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构；
映射关系生成模块：根据待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构，生成原数据和目标数据的映射关系；
第一转换模块：由通用枚举类型转换接口按生成的映射关系进行数据结构转换；
数据结构统一模块：将数据结构转换方法存储至配置文件中，用于统一各设备运行数据的数据结构。
进一步地，所述数据结构统一模块，还包括：
根据JAVA反射机制和配置文件中的转换方法，将目标数据结构的属性值赋值到原数据结构的属性值。
进一步地，所述数据标准转换模块，包括：
数据标准接收模块：接收数据标准转换指令，并接收统一数据结构的各设备运行信息；
数据标准解析模块：对接收的统一数据结构的设备运行信息进行字段解析；
第二转换模块：基于原数据和目标数据的映射关系，将设备运行信息转换为统一格式的标准数据。
进一步地，所述数据对接模块，包括：
对接协议生成模块：生成不同类型设备的运行数据的对接协议；
对接模块：接收访问端发送的数据对接访问请求，验证访问请求并通过后，确定待对接数据的供应端，调取该对应端的对接协议，依据对接协议访问供应端获取目标数据，将目标数据发送回访问端，完成各设备间的数据对接。
进一步地，还包括：
异物检测模块：接收配电网设备的三维图像，将配电网设备的三维图像转换为二维图像，对二维图像进行灰度处理，识别出二维图像中的遮挡物；
故障定位模块：通过故障诊断程序基于融合后的配电网故障信息数据集进行配电网故障诊断，并在三维图像中标识故障位置进行显示。
进一步地，还包括：
调度管理单元：接收配电网故障诊断信息，以维持配电网正常运行为目标，建立微电网优化调度模型，输入故障位置配电网设备的正常运行数据，调配正常运行的配电网设备，实现配电网的优化调度。
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
本发明提供了一种用于工业园区的综合能源配电网系统，采用SCADA数据采集平台采集配电网运行设备的运行数据，并将运行数据发送至能源数据平台，进行运行数据的结构转和标准转换，使得设备运行信息转换为统一格式的标准数据，根据不同类型设备的运行数据的对接协议，完成各设备间的数据对接，并存储数据对接关系，便于后续工作直接依照存储信息进行数据对接；本发明提供一种用于工业园区的综合能源配电网系统，获取配电网各类型设备的运行数据，并实现多类型数据的对接，统一多类型数据的数据结构和数据标准，进而统一进行存储，实现快速高效的配电网数据管理的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于工业园区的综合能源配电网系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它在远动系统中占重要地位，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的"四遥"功能。RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分.在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，涉及到组态软件、数据传输链路(如：数传电台、GPRS等)。
参照图1，本发明提供了一种用于工业园区的综合能源配电网系统，包括：
SCADA数据采集平台，所述SCADA数据采集平台用于对配电网运行设备进行运行数据的监视和控制；还包括：能源数据平台，接收所述SCADA数据采集平台获取的配电网运行设备的运行数据；所述能源数据平台包括：数据分析模块、数据结构转换模块、数据标准转换模块、数据对接模块和数据存储模块。采用SCADA数据采集平台采集配电网运行设备的运行数据，并将运行数据发送至能源数据平台，进行运行数据的结构转和标准转换，使得设备运行信息转换为统一格式的标准数据，根据不同类型设备的运行数据的对接协议，完成各设备间的数据对接，并存储数据对接关系，便于后续工作直接依照存储信息进行数据对接。
本发明提供的数据分析模块：用于接收配电网运行设备的运行数据，分析各设备运行数据的数据结构和数据标准，生成运行数据结构转换和标准转换的指令。
其中，数据分析模块，包括：
数据结构分析模块：对接收的配电网运行设备的运行数据进行数据结构分析，将数据结构中的关键字段，依次与预设的数据结构转换规则中的关键字进行匹配，得到匹配成功的数据结构转换规则；
数据标准分析模块：对接收的配电网运行设备的运行数据进行数据标准分析，与预设的数据标准转换规则进行匹配，得到匹配成功的数据标准转换规则；
指令生成模块：根据匹配成功的数据结构转换规则生成数据结构转换指令，根据匹配成功的数据标准转换规则生成数据标准转换指令。
本发明提供的数据结构转换模块：用于接收数据结构转换指令，获取待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构，生成原数据和目标数据的映射关系，由通用枚举类型转换接口按生成的映射关系进行数据结构转换，并将转换方法存储至配置文件中，统一各设备运行数据的数据结构。
其中，数据结构转换模块，包括：
数据结构接收模块：接收数据结构转换指令，并采用JAVA反射机制接收待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构；
映射关系生成模块：根据待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构，生成原数据和目标数据的映射关系；
第一转换模块：由通用枚举类型转换接口按生成的映射关系进行数据结构转换；
数据结构统一模块：将数据结构转换方法存储至配置文件中，用于统一各设备运行数据的数据结构。根据JAVA反射机制和配置文件中的转换方法，将目标数据结构的属性值赋值到原数据结构的属性值。
本发明提供的数据标准转换模块：用于接收数据标准转换指令，并接收统一数据结构的各设备运行信息，对设备运行信息进行字段解析，基于原数据和目标数据的映射关系，将设备运行信息转换为统一格式的标准数据。
其中，数据标准转换模块，包括：
数据标准接收模块：接收数据标准转换指令，并接收统一数据结构的各设备运行信息；
数据标准解析模块：对接收的统一数据结构的设备运行信息进行字段解析；
第二转换模块：基于原数据和目标数据的映射关系，将设备运行信息转换为统一格式的标准数据。
本发明提供的数据对接模块：用于生成不同类型设备的运行数据的对接协议，接收访问端发送的数据对接访问请求，验证访问请求并通过后，确定待对接数据的供应端，调取该对应端的对接协议，依据对接协议访问供应端获取目标数据，将目标数据发送回访问端，完成各设备间的数据对接。
其中，数据对接模块，包括：
对接协议生成模块：生成不同类型设备的运行数据的对接协议；
对接模块：接收访问端发送的数据对接访问请求，验证访问请求并通过后，确定待对接数据的供应端，调取该对应端的对接协议，依据对接协议访问供应端获取目标数据，将目标数据发送回访问端，完成各设备间的数据对接。
数据存储模块：存储运行数据结构转换和标准转换的指令，存储配电网中各设备统一数据结构和数据标准的运行数据，并存储各设备间的数据对接关系。
本发明提供了一种用于工业园区的综合能源配电网系统，还包括：
设备图形化模块：采用深度相机采集配电网设备的RGB图像信息和深度信息，并根据RGB图像信息和深度信息生成配电网设备的三维图像；
三维仿真模块：接收配电网设备的三维图像和对接后的配电网设备运行数据，依据配电网设备的三维图像，生成可视化三维立体图像，根据对接后的配电网设备运行数据，构建电网设备模型，并将电网设备模型设置在可视化三维立体图像中的指定位置，形成三维仿真模型。
异物检测模块：接收配电网设备的三维图像，将配电网设备的三维图像转换为二维图像，对二维图像进行灰度处理，识别出二维图像中的遮挡物；
故障定位模块：通过故障诊断程序基于融合后的配电网故障信息数据集进行配电网故障诊断，并在三维图像中标识故障位置进行显示。
调度管理单元：接收配电网故障诊断信息，以维持配电网正常运行为目标，建立微电网优化调度模型，输入故障位置配电网设备的正常运行数据，调配正常运行的配电网设备，实现配电网的优化调度。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于工业园区的综合能源配电网系统，包括：SCADA数据采集平台，所述SCADA数据采集平台用于对配电网运行设备进行运行数据的监视和控制；其特征在于，还包括：能源数据平台，接收所述SCADA数据采集平台获取的配电网运行设备的运行数据；所述能源数据平台包括：
数据分析模块：接收配电网运行设备的运行数据，分析各设备运行数据的数据结构和数据标准，生成运行数据结构转换和标准转换的指令；
数据结构转换模块：接收数据结构转换指令，获取待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构，生成原数据和目标数据的映射关系，由通用枚举类型转换接口按生成的映射关系进行数据结构转换，并将转换方法存储至配置文件中，统一各设备运行数据的数据结构；
数据标准转换模块：接收数据标准转换指令，并接收统一数据结构的各设备运行信息，对设备运行信息进行字段解析，基于原数据和目标数据的映射关系，将设备运行信息转换为统一格式的标准数据；
数据对接模块：生成不同类型设备的运行数据的对接协议，接收访问端发送的数据对接访问请求，验证访问请求并通过后，确定待对接数据的供应端，调取该对应端的对接协议，依据对接协议访问供应端获取目标数据，将目标数据发送回访问端，完成各设备间的数据对接；
数据存储模块：存储运行数据结构转换和标准转换的指令，存储配电网中各设备统一数据结构和数据标准的运行数据，并存储各设备间的数据对接关系；
设备图形化模块：采用深度相机采集配电网设备的RGB图像信息和深度信息，并根据RGB图像信息和深度信息生成配电网设备的三维图像；
三维仿真模块：接收配电网设备的三维图像和对接后的配电网设备运行数据，依据配电网设备的三维图像，生成可视化三维立体图像，根据对接后的配电网设备运行数据，构建电网设备模型，并将电网设备模型设置在可视化三维立体图像中的指定位置，形成三维仿真模型。
2.如权利要求1所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，所述数据分析模块，包括：
数据结构分析模块：对接收的配电网运行设备的运行数据进行数据结构分析，将数据结构中的关键字段，依次与预设的数据结构转换规则中的关键字进行匹配，得到匹配成功的数据结构转换规则；
数据标准分析模块：对接收的配电网运行设备的运行数据进行数据标准分析，与预设的数据标准转换规则进行匹配，得到匹配成功的数据标准转换规则；
指令生成模块：根据匹配成功的数据结构转换规则生成数据结构转换指令，根据匹配成功的数据标准转换规则生成数据标准转换指令。
3.如权利要求1所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，所述数据结构转换模块，包括：
数据结构接收模块：接收数据结构转换指令，并采用JAVA反射机制接收待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构；
映射关系生成模块：根据待转换数据的原数据结构和待转换数据的目标数据结构，生成原数据和目标数据的映射关系；
第一转换模块：由通用枚举类型转换接口按生成的映射关系进行数据结构转换；
数据结构统一模块：将数据结构转换方法存储至配置文件中，用于统一各设备运行数据的数据结构。
4.如权利要求3所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，所述数据结构统一模块，还包括：
根据JAVA反射机制和配置文件中的转换方法，将目标数据结构的属性值赋值到原数据结构的属性值。
5.如权利要求1所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，所述数据标准转换模块，包括：
数据标准接收模块：接收数据标准转换指令，并接收统一数据结构的各设备运行信息；
数据标准解析模块：对接收的统一数据结构的设备运行信息进行字段解析；
第二转换模块：基于原数据和目标数据的映射关系，将设备运行信息转换为统一格式的标准数据。
6.如权利要求1所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，所述数据对接模块，包括：
对接协议生成模块：生成不同类型设备的运行数据的对接协议；
对接模块：接收访问端发送的数据对接访问请求，验证访问请求并通过后，确定待对接数据的供应端，调取该对应端的对接协议，依据对接协议访问供应端获取目标数据，将目标数据发送回访问端，完成各设备间的数据对接。
7.如权利要求1所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，还包括：
异物检测模块：接收配电网设备的三维图像，将配电网设备的三维图像转换为二维图像，对二维图像进行灰度处理，识别出二维图像中的遮挡物；
故障定位模块：通过故障诊断程序基于融合后的配电网故障信息数据集进行配电网故障诊断，并在三维图像中标识故障位置进行显示。
8.如权利要求7所述的一种用于工业园区的综合能源配电网系统，其特征在于，还包括：
调度管理单元：接收配电网故障诊断信息，以维持配电网正常运行为目标，建立微电网优化调度模型，输入故障位置配电网设备的正常运行数据，调配正常运行的配电网设备，实现配电网的优化调度。
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