CN114757005A - 一种基于云平台的数字电网分布式处理方法及系统 - Google Patents

一种基于云平台的数字电网分布式处理方法及系统 Download PDF

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CN114757005A CN202210398562.0A CN202210398562A CN114757005A CN 114757005 A CN114757005 A CN 114757005A CN 202210398562 A CN202210398562 A CN 202210398562A CN 114757005 A CN114757005 A CN 114757005A
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王永才
刘胜强
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钱正浩
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杨秋勇
邵彦宁
肖招娣
林浩
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Abstract

本申请提供一种基于云平台的数字电网分布式处理方法及系统，所述方法包括：通过云服务器获取电网基础数据，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；所述来源节点解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。本申请通过来源节点，分布式处理数字电网，并且同时缩短了数据传输的距离，实现降低数据延迟的效果。

Description

一种基于云平台的数字电网分布式处理方法及系统
技术领域
本申请请求保护一种数字电网技术，尤其涉及一种基于云平台的数字电网分布式处理方法。本申请还涉及一种基于云平台的数字电网分布式处理系统。
背景技术
数字电网是对传统电网的数字化后的数字孪生电网，其以算力、模型、算法为基础，可以提升电网感知、决策、执行的能力。
当前，数字电网采用的是云化、微服务化、互联网化的开放架构，能够实现海量数据的实时应用和业务过程的智能化处理，实现业务的敏捷响应、快速迭代和灵活试错，满足业务负载的高并发需求，具有广泛的业务应用和良好的用户体验。但是，数字电网的建立、运行，则需要请求并更新大量的实时数据，对于数据传输和处理来说，有可能出现延迟，同时，由于地理距离的影响，这种延迟还会增加，导致数字电网的实时性受到影响。
发明内容
为了解决上述背景技术中提到的技术问题，本申请提供一种基于云平台的数字电网分布式处理方法。本申请还涉及一种基于云平台的数字电网分布式处理系统。
本申请提供一种基于云平台的数字电网分布式处理方法，包括：
通过云服务器获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；
所述来源节点解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；
根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；
所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。
可选的，所述电网基础数据包括：设备参数和设备的连接关系；
所述设备包括：母线、发电机、负荷、变压器、并联电容电抗器、交流线、直流线、串联电容电抗器、开关和刀闸。
可选的，所述电网模型图模板包括：
电网图，用于对电网的拓扑结构、设备参数和设备运行信息进行显示，其中所述图元是所述拓扑的节点图像。
可选的，所述云服务器包括：边缘路由器，用于接收所述来源节点的数据。
可选的，所述边缘路由器和所述来源节点之间通过专有网络连接。
本申请提供一种基于云平台的数字电网分布式处理系统，包括：
云服务器，用于获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；
来源节点，用于解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；
其中，所述来源节点根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。
可选的，所述电网基础数据包括：设备参数和设备的连接关系；
所述设备包括：母线、发电机、负荷、变压器、并联电容电抗器、交流线、直流线、串联电容电抗器、开关和刀闸。
可选的，所述电网模型图模板包括：
电网图，用于对电网的拓扑结构、设备参数和设备运行信息进行显示，其中所述图元是所述拓扑的节点图像。
可选的，所述云服务器包括：边缘路由器，用于接收所述来源节点的数据。
可选的，所述边缘路由器和所述来源节点之间通过专有网络连接。
本申请相较于现有技术的优点是：
本申请提供一种基于云平台的数字电网分布式处理方法，包括：通过云服务器获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；所述来源节点解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。本申请通过来源节点，分布式处理数字电网，并且同时缩短了数据传输的距离，实现降低数据延迟的效果。
附图说明
图1是本申请中基于云平台的数字电网分布式处理流程图。
图2是本申请中所述电网子图检测流程。
图3是本申请中基于云平台的数字电网分布式处理系统示意图。
具体实施方式
以下内容均是为了详细说明本申请要保护的技术方案所提供的具体实施过程的示例，但是本申请还可以采用不同于此的描述的其他方式实施，本领域技术人员可以在本申请构思的指引下，采用不同的技术手段实现本申请，因此本申请不受下面具体实施例的限制。
本申请提供一种基于云平台的数字电网分布式处理方法，包括：通过云服务器获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；所述来源节点解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。本申请通过来源节点，分布式处理数字电网，并且同时缩短了数据传输的距离，实现降低数据延迟的效果。
图1是本申请中基于云平台的数字电网分布式处理流程图。
请参照图1所示，S101通过云服务器获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板。
所述云服务器连接多个节点服务器，该节点服务器是按照区域布置的，所述节点服务器在本申请中称为来源节点。
所述来源节点具有多级，至少包括一级节点和二级节点，其连接数据源的节点又称为末端节点。本申请中，所述数据源产生或者收集数据，并向所述末端节点提供数据。
具体的，所述数据源将电网基础数据发送到末端节点，所述末端节点将所述电网基础数据，按照所述来源节点的连接关系和层级关系，发送到云服务器，所述云服务器接收到所述电网基础数据后，将该电网基础数据进行存储，并备份到容灾服务器。
所述云服务器接收到的所述电网基础数据，根据所述来源节点设置数据标签，该数据标签用于标记所述电网基础数据的位置和数据源。所述云服务器根据所述数据标签，将数据进行分区存储，分别对应与每个数据源。
所述云服务器还根据每份所述电网基础数据的来源节点，分别向每个所述来源节点发布电网模型图模板。其中，所述电网模型图模板包括电网图，该电网图定义了电网拓扑结构、设备参数和设备运行信息的显示图元，其中所述图元包括所述拓扑的节点图像。具体的，所述节点可视为电网中设备的标示图，所述节点图像包括基础图像，用于标示设备类型和参数；包括拓扑图像，用于标示所述节点的拓扑；包括运行图像，用于标示所述设备的当前运行情况。
请参照图1所示，S102所述来源节点解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构。
所述来源节点接收到所述电网模型图模板后，对所述电网基础数据进行解析，获得设备参数和设备的连接关系，基于所述电网模型图模板对所述设备参数和设备链接关系进行标示。
在本申请中，所述设备参数包括该设备当前的运行参数，所述设备包括母线、发电机、负荷、变压器、并联电容电抗器、交流线、直流线、串联电容电抗器、开关和刀闸。
具体的，所述来源节点中存储有数据映射表，该数据映射表将所述设备参数和设备之间的连接关系与所述图元和图元的拓扑结构进行映射，形成基于所述电网基础参数的电网子图。
基于生产的所述电网子图进行检测，检验该电网子图是否构建正确。
图2是本申请中所述电网子图检测流程。
请参照图2所示，S201解析所述电网基础数据，获取所述电网中设备以及设备参数。
所述设备具有多个，该设备表示所述电网基础数据中的每一个设备。
S202基于所述设备和设备参数，根据输入电网输入功率和输出功率进行验证，该验证表达式如下：
Figure BDA0003598600810000051
其中，所述Pr表示该电网子图的输入功率，所述Pc表示该电网子图的输出功率，所述V表是该电网子图的输入电压，I表示每个设备的输入电流，所述m表示预设差异值，所述预设差异值由该电网子图的额外电阻确定。
若上述公式成立，则表示验证成功。
请参照图1所示，S103根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器。
所述图元表示设备、设备参数，该图元表示为一个拓扑结构中的节点。所述拓扑结构表示所述图元之间的连接关系，基于所述连接关系将所述图元连接，形成电网子图，其中所述图元中还包括运行图像，所述运行图像可以根据具体参数，通过数值、表值或者长度表示。
然后基于所述图元、拓扑结构以及运行图像构建电网子图。
所述电网子图中，具有对该电网子图对外连接的延伸段，该延伸段连接有其他电网子图，其中，对该延伸端进行标记，标示该延伸段需要对外连接。
最后，将生成的所述电网子图发送到所述云服务器中。
请参照图1所示，S104所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。
所述云服务器接收每个来源节点的电网子图，该电网子图，基于所述电网子图中已经标记的所述延伸段进行连接，生成数字电网。
所述电网子图发送到所述云服务中时，该电网子图将转换为主图元，该电网子图的延伸段则表示了该主图元的连接关系。
在本申请中，所述主图元的参数包括该电网子图的总参数，包括所述电网子图的输入功率、输出功率，以及该电网子图中的主要设备的核心参数等，例如变压器的参数以及其运行参数等。
生成数字电网后，该数字电网以图元、图元的拓扑结构以及每个图元的运行参数图像化显示，并在收到请求后，将该图像化显示发送到用户端屏幕。
优选的，所述云服务器包括：边缘路由器，用于接收所述来源节点的数据，所述边缘路由器和所述来源节点之间通过专有网络连接。
本申请还提供一种基于云平台的数字电网分布式处理系统，该系统包括：云服务器301和来源节点302。
图3是本申请中基于云平台的数字电网分布式处理系统示意图。
请参照图3所示，云服务器301，用于获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板。
所述云服务器连接多个节点服务器，该节点服务器是按照区域布置的，所述节点服务器在本申请中称为来源节点。
所述来源节点具有多级，至少包括一级节点和二级节点，其连接数据源的节点又称为末端节点。本申请中，所述数据源产生或者收集数据，并向所述末端节点提供数据。
具体的，所述数据源将电网基础数据发送到末端节点，所述末端节点将所述电网基础数据，按照所述来源节点的连接关系和层级关系，发送到云服务器，所述云服务器接收到所述电网基础数据后，将该电网基础数据进行存储，并备份到容灾服务器。
所述云服务器接收到的所述电网基础数据，根据所述来源节点设置数据标签，该数据标签用于标记所述电网基础数据的位置和数据源。所述云服务器根据所述数据标签，将数据进行分区存储，分别对应与每个数据源。
所述云服务器还根据每份所述电网基础数据的来源节点，分别向每个所述来源节点发布电网模型图模板。其中，所述电网模型图模板包括电网图，该电网图定义了电网拓扑结构、设备参数和设备运行信息的显示图元，其中所述图元包括所述拓扑的节点图像。具体的，所述节点可视为电网中设备的标示图，所述节点图像包括基础图像，用于标示设备类型和参数；包括拓扑图像，用于标示所述节点的拓扑；包括运行图像，用于标示所述设备的当前运行情况。
请参照图3所示，来源节点302，用于解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构。
所述来源节点接收到所述电网模型图模板后，对所述电网基础数据进行解析，获得设备参数和设备的连接关系，基于所述电网模型图模板对所述设备参数和设备链接关系进行标示。
在本申请中，所述设备参数包括该设备当前的运行参数，所述设备包括母线、发电机、负荷、变压器、并联电容电抗器、交流线、直流线、串联电容电抗器、开关和刀闸。
具体的，所述来源节点中存储有数据映射表，该数据映射表将所述设备参数和设备之间的连接关系与所述图元和图元的拓扑结构进行映射，形成基于所述电网基础参数的电网子图。
基于生产的所述电网子图进行检测，检验该电网子图是否构建正确。
请参照图2所示，S201解析所述电网基础数据，获取所述电网中设备以及设备参数。
所述设备具有多个，该设备表示所述电网基础数据中的每一个设备。
S202基于所述设备和设备参数，根据输入电网输入功率和输出功率进行验证，该验证表达式如下：
Figure BDA0003598600810000071
其中，所述Pr表示该电网子图的输入功率，所述Pc表示该电网子图的输出功率，所述V表是该电网子图的输入电压，I表示每个设备的输入电流，所述m表示预设差异值，所述预设差异值由该电网子图的额外电阻确定。
若上述公式成立，则表示验证成功。
其中，所述来源节点根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。
所述图元表示设备、设备参数，该图元表示为一个拓扑结构中的节点。所述拓扑结构表示所述图元之间的连接关系，基于所述连接关系将所述图元连接，形成电网子图，其中所述图元中还包括运行图像，所述运行图像可以根据具体参数，通过数值、表值或者长度表示。
然后基于所述图元、拓扑结构以及运行图像构建电网子图。
所述电网子图中，具有对该电网子图对外连接的延伸段，该延伸段连接有其他电网子图，其中，对该延伸端进行标记，标示该延伸段需要对外连接。
最后，将生成的所述电网子图发送到所述云服务器中。
所述云服务器接收每个来源节点的电网子图，该电网子图，基于所述电网子图中已经标记的所述延伸段进行连接，生成数字电网。
所述电网子图发送到所述云服务中时，该电网子图将转换为主图元，该电网子图的延伸段则表示了该主图元的连接关系。
在本申请中，所述主图元的参数包括该电网子图的总参数，包括所述电网子图的输入功率、输出功率，以及该电网子图中的主要设备的核心参数等，例如变压器的参数以及其运行参数等。
生成数字电网后，该数字电网以图元、图元的拓扑结构以及每个图元的运行参数图像化显示，并在收到请求后，将该图像化显示发送到用户端屏幕。
优选的，所述云服务器包括：边缘路由器，用于接收所述来源节点的数据，所述边缘路由器和所述来源节点之间通过专有网络连接。

Claims (10)

1.一种基于云平台的数字电网分布式处理方法，其特征在于，包括：
通过云服务器获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；
所述来源节点解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；
根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；
所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。
2.根据权利要求1所述基于云平台的数字电网分布式处理方法，其特征在于，所述电网基础数据包括：设备参数和设备的连接关系；
所述设备包括：母线、发电机、负荷、变压器、并联电容电抗器、交流线、直流线、串联电容电抗器、开关和刀闸。
3.根据权利要求1所述基于云平台的数字电网分布式处理方法，其特征在于，所述电网模型图模板包括：
电网图，用于对电网的拓扑结构、设备参数和设备运行信息进行显示，其中所述图元包括所述拓扑的节点图像。
4.根据权利要求1所述基于云平台的数字电网分布式处理方法，其特征在于，所述云服务器包括：边缘路由器，用于接收所述来源节点的数据。
5.根据权利要求4所述基于云平台的数字电网分布式处理方法，其特征在于，所述边缘路由器和所述来源节点之间通过专有网络连接。
6.一种基于云平台的数字电网分布式处理系统，其特征在于，包括：
云服务器，用于获取电网基础数据，将所述电网基础数据存储，并备份到容灾服务器，同时向所述电网基础数据的来源节点，发布数字电网模型图模板；
来源节点，用于解析所述电网基础数据，根据所述电网模型图模板将所述电网基础数据实时转换为所述电网模型图模板的图元和拓扑结构；
其中，所述来源节点根据所述图元和拓扑结构，生成所述来源节点的电网子图，标记所述电网子图的延伸端，将所述电网子图和延伸端发送到所述云服务器；所述云服务器接收的所述电网子图和延伸端，实时生成电网子图拓扑，根据所述电网子图拓扑和电网子图生成数字电网。
7.根据权利要求6所述基于云平台的数字电网分布式处理系统，其特征在于，所述电网基础数据包括：设备参数和设备的连接关系；
所述设备包括：母线、发电机、负荷、变压器、并联电容电抗器、交流线、直流线、串联电容电抗器、开关和刀闸。
8.根据权利要求6所述基于云平台的数字电网分布式处理系统，其特征在于，所述电网模型图模板包括：
电网图，用于对电网的拓扑结构、设备参数和设备运行信息进行显示，其中所述图元是所述拓扑的节点图像。
9.根据权利要求6所述基于云平台的数字电网分布式处理系统，其特征在于，所述云服务器包括：边缘路由器，用于接收所述来源节点的数据。
10.根据权利要求9所述基于云平台的数字电网分布式处理方法，其特征在于，所述边缘路由器和所述来源节点之间通过专有网络连接。
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