CN114201509A - 一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电网数据监控技术领域，具体涉及一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统，包括电力运行模块、数据采集单元、网络通信模块、存储模块、实时监控模块、数据库和历史数据模块，所述存储模块将所述网络通信模块所上传的信息存放入所述数据库，所述实时监控模块和所述历史数据模块则可从所述数据库内调出相应的数据。本发明中，本系统配置了电力运行模块、数据采集单元、服务器端以及数据库，电力运行模块实现对现场电力设备以及配电站的运行状态数据采集储存，数据采集单元根据需要将电力数据进行打包并转发给服务器端，服务器端与数据库双向连接，实现使用者对电力数据信息的实时监控以及过往数据查询。
Description
技术领域
本发明涉及电网数据监控技术领域，具体涉及一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统。
背景技术
电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统，它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡，因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
近几年来，由于生产过程的自动化水平日益提高，工业企业对供电系统可靠性及电力质量的要求越来越高，对供电系统的监控和管理已成为保证企业生产自动化的重要因素，减少故障停电时间和范围，提高供电的可靠性，实时监测电力数据，改善电网质量，在整个电网范围内实现能源消耗管理和优化需求结构已成为供电系统自动化与自动监控的主要任务，但由于早期的电力监测系统网络特性差，在整个电力网络中系统之间难以完成电力数据的通信，而不能实现对整个电网的质量监测和优化控制，有待重新设计升级。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统，该软件系统不仅能够实现对电力系统运行状态的实时监控、信息的存储及多样化查询，同时该软件系统采用国产数据库及国产操作系统，对实现软件系统的国产化具有现实意义。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统，包括电力运行模块、数据采集单元、网络通信模块、存储模块、实时监控模块、数据库和历史数据模块；
所述电力运行模块设置在电力网络中的各个运行设备端，采集电力设备的运行信息，并进行储存；
所述数据采集单元将所述电力运行模块所采集到的信息进行汇总并传递；
所述网络通信模块与所述数据采集单元之间采用DDS通信的方式进行传输，将所得信息上传网络；
所述存储模块将所述网络通信模块所上传的信息存放入所述数据库，所述实时监控模块和所述历史数据模块则可从所述数据库内调出相应的数据，所述实时监控模块同时也接收所述网络通信模块上传的信息；
使用者可根据需求进行历史数据以及实时数据查询，数据的展示形式多样，包括文字显示、表格显示、图形化展示以及对比展示，便于使用者进行数据分析。
进一步在于，所述网络通信模块、所述存储模块、所述实时监控模块和所述历史数据模块属于服务器端，其中，所述存储模块与所述数据库的关系为写入，所述实时监控模块和所述历史数据模块与所述数据库的关系为读取。
进一步在于，所述电力运行模块和所述数据采集单元的数量并不固定，根据实际情况进行相应的增加或减少。
进一步在于，使用者与所述服务器端采用B/S架构模式，所述实时监控模块需要将所述网络通信模块上传的电磁环境信息处理后返回到用户页面显示。
进一步在于，所述数据库内信息的存储及查询均通过JDBC接口技术访问，同时采用MyBatis持久层框架对JDBC操作所述数据库的过程进行封装，根据不同数据内容的需求自定义SQL语句、存储过程和高级映射，并以模板的形式存储在xml文件中。
进一步在于，由于所述数据采集单元所采集的部分信息数据量较大，因此采用长文本加分隔符的方式存储大量信息。
进一步在于，所述数据采集单元接收每个所述电力运行模块传输的电力运行数据类型、数据量、电力设备状态以及电力运行数据包的帧头帧尾，判断是否均满足预设要求，如不满足预设要求，则所述数据采集单元下发电力运行数据包的当前配置形式，以使每个所述电力运行模块传输的电力运行数据包满足预设要求。
本发明的有益效果：
本系统配置了电力运行模块、数据采集单元、服务器端以及数据库，电力运行模块实现对现场电力设备以及配电站的运行状态数据采集储存，数据采集单元根据需要将电力数据进行打包并转发给服务器端，服务器端与数据库双向连接，实现使用者对电力数据信息的实时监控以及过往数据查询。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的系统架构示意图。
图中：1、电力运行模块；2、数据采集单元；3、网络通信模块；4、存储模块；5、实时监控模块；6、数据库；7、历史数据模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统，包括电力运行模块1、数据采集单元2、网络通信模块3、存储模块4、实时监控模块5、数据库6和历史数据模块7，本系统针对现有电力系统的远程实时监控问题，设计了基于B/S架构的电力信息监控系统，通过DDS通信的方式采集信息，利用B/S架构模式在网页上实时显示电力系统信息，同时还可对历史信息进行多样化、可视化查询，便于问题分析，故障定位，同时考虑到软件国产化因素，本软件系统采用国产操作系统及国产数据库，实现了国产自主可控。
电力运行模块1设置在电力网络中的各个运行设备端，采集电力设备的运行信息，并进行储存，而数据采集单元2将电力运行模块1所采集到的信息进行汇总并传递，且二者的数量并不固定，根据实际情况进行相应的增加或减少。
当然数据采集单元2也可作为监控中端，实现监控目的，比如现场的电力运行数据超阈值，则可以直接进行报警，具体可以将报警数据直接发给使用者，并进行提示，减少服务器端的数据处理量。
网络通信模块3与数据采集单元2之间采用DDS通信的方式进行传输，将所得信息上传网络，DDS是一种轻便的、能够提供实时信息传送的中间件技术，通过订阅/发布通信模型来保障数据分发的实时性和可靠性，发送方只需定义主题，然后将数据发布到全局数据空间，接收方可根据需要订阅相应主题的报文即可，一个主题可以单个接收方订阅也可以多个接收方订阅。
相较于UDP、TCP通信方式，DDS通信方式只需将数据发布于一个全局的共享数据空间中，分发工作全部由DDS代劳，减轻了开发者的负担。
通信的数据包括各种监测信息，通信的数据量巨大，传输的数据量同样巨大，因此采用长文本加分隔符的方式存储大量信息，若直接在数据持久层使用SQL语句按分隔符提取数据需要较长时间，数据库6中分隔3000个点大概需要50ms，因此选择业务层使用substring函数切分字符串，分隔3000个点只需8ms，极大减少了数据查询所需时间，此外，若采用单线程来处理数据的话，很容易造成数据处理不及时、数据丢失的问题，因此在进行数据处理时采用线程池技术，多个线程同时处理接收到的信息，有效减轻数据处理的压力，线程池相较于直接使用多个线程，可避免系统不断的启动和关闭新线程造成系统资源的过度消耗。
存储模块4将网络通信模块3所上传的信息存放入数据库6，实时监控模块5和历史数据模块7则可从数据库6内调出相应的数据，实时监控模块5同时也接收网络通信模块3上传的信息。
本系统通过DDS通信的方式接收数据采集单元2上传设备监测信息，并对上传的信息处理后在用户界面上显示，交互端与服务器端采用B/S架构，即浏览器/服务器架构，使用者可通过任意浏览器访问服务，可满足多环境条件下的使用需求，除此之外，使用者还可根据需求进行历史数据以及实时数据查询，数据的展示形式多样，包括文字显示、表格显示、图形化展示以及对比展示等，便于使用者进行数据分析。
网络通信模块3、存储模块4、实时监控模块5和历史数据模块7属于服务器端，其中，存储模块4与数据库6的关系为写入，实时监控模块5和历史数据模块7与数据库6的关系为读取，使用者与服务器端采用B/S架构模式，B/S架构是前端浏览器和后端服务器组成的系统的框架结构，实时监控模块5需要将网络通信模块3上传的电磁环境信息处理后返回到用户页面显示。
数据库6内信息的存储及查询均通过JDBC接口技术访问，同时采用MyBatis持久层框架对JDBC操作数据库6的过程进行封装，根据不同数据内容的需求自定义SQL语句、存储过程和高级映射，并以模板的形式存储在xml文件中。
实时监控模块5和历史数据模块7可对数据库6内存储的多种类型信息进行查询，包括运行信息以及故障信息等，检索条件为时间，同时提供数据导出功能，为了数据安全，需要输入密码才能导出。
对于重要信息能够图形化显示，用户可对图形进行放大缩小、拉伸等操作，便于用户进行信息分析，用户还可任意选取两组信息数据进行对比分析，除了可以进行监测信息的查询，还可进行模板信息的查询，对于模板信息提供插入、删除、修改、导入、导出等接口，用户可根据需要自行修改。
考虑到国产化自主可控的需求，本系统基于国产操作系统以及国产数据库进行设计，在操作系统方面，选取国产银河麒麟操作系统作为软件运行平台，由于软件采用Java语言编写，由Java虚拟机编译后，消除了平台差异性，可直接在多种平台上运行，为操作系统的移植提供了便利。
本系统中的数据采集单元2接收每个电力运行模块1传输的电力运行数据类型、数据量、电力设备状态以及电力运行数据包的帧头帧尾，判断是否均满足预设要求，如不满足预设要求，则数据采集单元2下发电力运行数据包的当前配置形式，以使每个电力运行模块1传输的电力运行数据包满足预设要求。
本发明设计了一套基于B/S架构的电力信息监控系统，经测试表明：该软件系统不仅能够实现对电力系统运行状态的实时监控、信息的存储及多样化查询，同时该软件系统采用国产数据库及国产操作系统，对实现软件系统的国产化具有现实意义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统，其特征在于，包括电力运行模块(1)、数据采集单元(2)、网络通信模块(3)、存储模块(4)、实时监控模块(5)、数据库(6)和历史数据模块(7)；
所述电力运行模块(1)设置在电力网络中的各个运行设备端，采集电力设备的运行信息，并进行储存；
所述数据采集单元(2)将所述电力运行模块(1)所采集到的信息进行汇总并传递；
所述网络通信模块(3)与所述数据采集单元(2)之间采用DDS通信的方式进行传输，将所得信息上传网络；
所述存储模块(4)将所述网络通信模块(3)所上传的信息存放入所述数据库(6)，所述实时监控模块(5)和所述历史数据模块(7)则可从所述数据库(6)内调出相应的数据，所述实时监控模块(5)同时也接收所述网络通信模块(3)上传的信息；
使用者可根据需求进行历史数据以及实时数据查询，数据的展示形式多样，包括文字显示、表格显示、图形化展示以及对比展示，便于使用者进行数据分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统,其特征在于，所述网络通信模块(3)、所述存储模块(4)、所述实时监控模块(5)和所述历史数据模块(7)属于服务器端，其中，所述存储模块(4)与所述数据库(6)的关系为写入，所述实时监控模块(5)和所述历史数据模块(7)与所述数据库(6)的关系为读取。
3.根据权利要求1所述的一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统,其特征在于，所述电力运行模块(1)和所述数据采集单元(2)的数量并不固定，根据实际情况进行相应的增加或减少。
4.根据权利要求2所述的一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统,其特征在于，使用者与所述服务器端采用B/S架构模式，所述实时监控模块(5)需要将所述网络通信模块(3)上传的电磁环境信息处理后返回到用户页面显示。
5.根据权利要求2所述的一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统,其特征在于，所述数据库(6)内信息的存储及查询均通过JDBC接口技术访问，同时采用MyBatis持久层框架对JDBC操作所述数据库(6)的过程进行封装，根据不同数据内容的需求自定义SQL语句、存储过程和高级映射，并以模板的形式存储在xml文件中。
6.根据权利要求1所述的一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统,其特征在于，由于所述数据采集单元(2)所采集的部分信息数据量较大，因此采用长文本加分隔符的方式存储大量信息。
7.根据权利要求3所述的一种基于实时数据库的电力数据信息监控系统,其特征在于，所述数据采集单元(2)接收每个所述电力运行模块(1)传输的电力运行数据类型、数据量、电力设备状态以及电力运行数据包的帧头帧尾，判断是否均满足预设要求，如不满足预设要求，则所述数据采集单元(2)下发电力运行数据包的当前配置形式，以使每个所述电力运行模块(1)传输的电力运行数据包满足预设要求。
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| CN117250904A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-12-19 | 三峡金沙江川云水电开发有限公司 | 一种plc控制管理方法、装置、系统、电子设备及存储介质 |
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