CN115277494B - 新能源电站通讯报文比对监测系统 - Google Patents

新能源电站通讯报文比对监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了新能源电站通讯报文比对监测系统，涉及新能源电站调度控制技术领域，解决了现有技术基于摘要算法进行通讯报文比对时，无法利用摘要算法的优势进行批量比对，导致通讯报文比对效率低的技术问题；本发明根据核心因素合理确定比对时间周期，然后通过协商的摘要算法对比对周期内的通讯报文进行批量比对；能够提高通讯报文的比对效率，同时能够定位异常的通讯报文；本发明根据核心因素计算各时刻的环境评估系数；将相邻且环境评估系数在评估系数范围内的时刻作为一个比对时间周期，将相邻且环境评估系数在评估系数范围之外的时刻作为一个或者多个比对时间周期，能够保证比对时间周期的合理性，进而提高通讯报文的比对效率。

Description

新能源电站通讯报文比对监测系统
技术领域
本发明属于新能源电站调度控制领域，涉及新能源电站通讯报文比对监测技术，具体是新能源电站通讯报文比对监测系统。
背景技术
新能源电站在运行过程中，其运行状态信息和相关数据通过通讯报文实时上传到电网调控部门，调度员根据新能源电站的通讯报文进行电网运行调度。然而新能源电站的位置较为偏僻，使得通信报文传输不稳定，给电网的安全稳定运行带来极大影响。
现有技术(公开号为CN114401147A的发明专利申请)公开了一种基于摘要算法的新能源电站通信报文比对方法及系统，基于摘要算法对客户端和服务端的摘要计算结果进行一致性核验，不再对分帧报文进行解析比对，能够节省系统开销和数据传输量。现有技术基于摘要算法进行通讯报文比对时，依然需要逐一比对通讯报文的数字摘要，无法利用摘要算法的优势进行批量比对，导致通讯报文比对效率低；因此，亟须一种新能源电站通讯报文比对监测系统。
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，本发明提出了新能源电站通讯报文比对监测系统，用于解决现有技术基于摘要算法进行通讯报文比对时，无法利用摘要算法的优势进行批量比对，导致通讯报文比对效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了新能源电站通讯报文比对监测系统，包括服务端，以及与之相连接的若干用户端；
服务端通过分析环境数据获取比对时间周期，根据报文比对周期从服务端和用户端的报文队列中分别提取第一报文数据和第二报文数据；
通过摘要算法分别对第一报文数据和第一报文数据进行摘要计算，获取第一报文摘要和第二报文摘要；对比第一报文摘要和第二报文摘要的一致性；
当二者不一致时，则通过摘要算法计算第一报文数据和第二报文数据的生成时间序列，并分别标记为第一时间摘要和第二时间摘要；
当第一时间摘要和第二时间摘要的一致性核验通过时，则对第一报文数据和第二报文数据进行逐条摘要比对；否则，比对生成时间序列。
优选的，所述服务端基于采集或者预测的环境数据获取所述比对时间周期，包括：
获取所述环境数据；其中，环境数据通过数据传感器或者第三方天气平台获取，且环境数据包括温度、湿度和磁场强度；
通过主成分分析法从所述环境数据提取影响通讯报文传输的核心因素，并标记为i，对应核心因素的强度标记为QDi；其中，i为正整数；
通过公式HPX=ψ1×QD1+ψ2×QD2+…+ψi×QDi获取环境评估系数HPX，根据环境评估系数HPX确定所述比对时间周期；其中，ψi为核心因素i对应的影响权重。
优选的，根据所述环境评估系数HPX的大小获取比对时间周期，包括：
连续或者定时获取环境评估系数HPX；
将环境评估系数HPX与评估系数范围进行比较，确定所述比对时间周期；其中，评估系数范围根据实际经验设定。
优选的，将相邻的且环境评估系数HPX在评估系数范围中的时刻整合生成一个所述比对时间周期；以及
将相邻且环境评估系数HPX在评估系数范围之外的时刻整合，并均匀划分成若干所述比对时间周期。
优选的，基于所述比对时间周期对服务端和用户端的通讯报文进行对比，包括：
按照所述比对时间周期的时间范围从服务端提取通讯报文并整合标记为第一报文数据，从用户端提取通讯报文并整合标记为第二报文数据；
通过协商的摘要算法对第一报文数据和第二报文数据进行计算，获取第一报文摘要和第二报文摘要；
当第一报文摘要和第二报文摘要一致时，则判定第一报文数据和第二报文数据一致；否则，进行生成时间序列的比对。
优选的，在所述第一报文摘要和第二报文摘要不一致时，将第一所述报文数据和第二报文数据中通讯报文的生成时间按照顺序拼接获取对应的生成时间序列；
通过协商的摘要算法对所述生成时间序列进行计算，获取第一时间摘要和第二时间摘要；当第一时间摘要和第二时间摘要一致时，则基于所述比对时间周期进行逐条摘要比对；否则，对所述生成时间序列进行比对。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明分析影响通讯报文传输的环境要素提取核心因素，根据核心因素合理确定比对时间周期，然后通过协商的摘要算法对比对周期内的通讯报文进行批量比对，当批量比对不一致时，再进行逐级比对；能够提高通讯报文的比对效率，同时能够定位异常的通讯报文。
2、本发明在确定核验因素之后，根据核心因素计算各时刻的环境评估系数；将相邻且环境评估系数在评估系数范围内的时刻作为一个比对时间周期，将相邻且环境评估系数在评估系数范围之外的时刻作为一个或者多个比对时间周期，能够保证比对时间周期的合理性，进而提高通讯报文的比对效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工作步骤示意图；
图2为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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做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。
请参阅图1-图2，本发明第一方面实施例提供了新能源电站通讯报文比对监测系统，包括服务端，以及与之相连接的若干用户端；
服务端通过分析环境数据获取比对时间周期，根据报文比对周期从服务端和用户端的报文队列中分别提取第一报文数据和第二报文数据；
通过摘要算法分别对第一报文数据和第一报文数据进行摘要计算，获取第一报文摘要和第二报文摘要；对比第一报文摘要和第二报文摘要的一致性；
当二者不一致时，则通过摘要算法计算第一报文数据和第二报文数据的生成时间序列，并分别标记为第一时间摘要和第二时间摘要；
当第一时间摘要和第二时间摘要的一致性核验通过时，则对第一报文数据和第二报文数据进行逐条摘要比对；否则，比对生成时间序列。
本发明申请主要应用于新能源电站的通讯报文比对。新能源电站的位置一般较为偏远，通讯报文是最合适的通讯方式，但是通讯报文在传输过程中很容易出错或者丢失。而现有技术在进行通讯报文比对时，多是逐条比对，比对效率低，且浪费资源；也有进行多条通讯报文同时比对的，一旦比对不一致还是需要进行逐条比对，同样比对效率不高。
本发明申请先分析影响通讯报文传输的核心因素，根据核心因素来确定不同的比对时间周期，将比对时间周期内服务端和用户端的通讯报文进行批量对比，当不一致时再逐渐细化对比，直到确定异常的通讯报文；能够提高通讯报文的比对效率，降低资源占用。
本发明申请中服务端基于采集或者预测的环境数据获取比对时间周期，包括：
获取环境数据；通过主成分分析法从环境数据提取影响通讯报文传输的核心因素，并标记为i，对应核心因素的强度标记为QDi；通过公式HPX=ψ1×QD1+ψ2×QD2+…+ψi×QDi获取环境评估系数HPX，根据环境评估系数HPX确定比对时间周期。
环境数据通过数据传感器或者第三方天气平台获取，且环境数据包括温度、湿度和磁场强度。本发明申请不仅根据已经获取的环境数据确定比对时间周期，来对已经获取的通讯报文进行比对，而且根据预测的环境数据确定比对时间周期，对即将生成的通讯报文进行比对。
在获取环境数据之后，通过主成分分析法来提取影响通讯报文传输的环境因素，根据各自权重来确定影响较大的若干个作为核验因素。对核心因素以及对应的强度进行标记，各核心因素的强度实质就是对应的数值。公式中ψi为核心因素i对应的影响权重，也可以理解为该核心因素对通讯报文传输的影响程度，根据经验数据统计分析获取。
环境评估系数可以定时计算，也可以实时计算。在环境评估系数获取之后，根据环境评估系数的大小来确定比对时间周期，包括：
连续或者定时获取环境评估系数HPX；将环境评估系数HPX与评估系数范围进行比较，确定比对时间周期；其中，评估系数范围根据实际经验设定。
根据环境评估系数的计算公式可知，当环境评估系数在评估系数范围中时，说明对应的环境数据对通讯报文的传输不影响或者影响不大，反之，说明对应的环境数据会对通讯报文产生较大影响。评估系数范围也是根据历史经验数据统计总结而来的。
将相邻的且环境评估系数HPX在评估系数范围中(包括评估系数范围的边界)的时刻整合生成一个比对时间周期。当环境评估系数在评估系数范围中时，从对通讯报文传输的影响程度来说看，不用对该时刻的通讯报文进行逐条比对，因此将相邻的且环境评估系数在评估系数范围中的时刻整合起来，形成一个比对时间周期，即该比对时间周期中的时刻是连续的，对应的环境评估系数均在评估系数范围中。
将相邻且环境评估系数HPX在评估系数范围之外的时刻整合，并均匀划分成若干比对时间周期。当环境评估系数在评估系数范围之外时，从对通讯报文传输的影响程度来看，需要对该时刻的通讯报文进行仔细比对，甚至是逐条比对。因此将相邻的且环境评估系数在评估系数范围之外的时刻整合起来，形成一个或者若干个比对时间周期，即该比对周期中的时刻是来连续的，对应的环境评估系数均在评估系数范围之外。值得注意的是，当环境评估系数在评估系数范围之外时，说明对应的任何通讯报文均可能存在异常，则可以将一个时刻作为一个比对时间周期，也可以将多个连续时刻作为一个比对时间周期，因此当相邻的且环境评估系数在评估系数范围之外的时刻整合起来之后，可以划分为多个比对时间周期。
值得注意的是，比对时间周期中一般存在多个连续时刻，当然也可以仅有一个时刻，如该时刻的环境评估系数在评估系数范围之外，其他相邻的环境评估系数均在评估系数范围内。
本发明申请中基于比对时间周期对服务端和用户端的通讯报文进行对比，包括：
按照比对时间周期的时间范围从服务端提取通讯报文并整合标记为第一报文数据，从用户端提取通讯报文并整合标记为第二报文数据；通过协商的摘要算法对第一报文数据和第二报文数据进行计算，获取第一报文摘要和第二报文摘要；当第一报文摘要和第二报文摘要一致时，则判定第一报文数据和第二报文数据一致；否则，进行生成时间序列的比对。
在确定比对时间周期时，则从服务端和用户端各自的报文序列中提取对应比对时间周期内生成的通讯报文，将获取的若干条通讯报文作为一个整体，结合服务端和用户端协商的摘要算法(HASH算法)计算获取第一报文摘要和第二报文摘要。当第一报文摘要和第二报文摘要完全一致时，则该比对时间周期的通讯报文一致，报文比对完成；当第一报文摘要和第二报文摘要不一致时，则通过比对生成时间序列来分析通讯报文是否丢失。
本发明申请中在第一报文摘要和第二报文摘要不一致时，将第一报文数据和第二报文数据中通讯报文的生成时间按照顺序拼接获取对应的生成时间序列；通过协商的摘要算法对生成时间序列进行计算，获取第一时间摘要和第二时间摘要；当第一时间摘要和第二时间摘要一致时，则基于比对时间周期进行逐条摘要比对；否则，对生成时间序列进行比对。
在进行生成时间序列的比对之前，需要先获取生成时间序列。将第一报文数据中各条通讯报文的生成时间提取出来，并按照顺序拼接起来生成第一时间序列，将第二报文数据中各条通讯报文的生成时间提取出来，并按照顺序拼接起来生成第二时间序列。通过摘要算法即可分别获取第一时间摘要和第二时间摘要，将二者进行核验。若二者不一致，则说明存在通讯报文丢失现象，直接匹配对比通讯报文的生成时间即可确定异常位置。若二者一致，则说明生成时间不存在问题，某条通讯报文可能不一致，则对通讯报文进行逐条摘要对比。
本发明申请将环境表现较好的时刻作为一个比对时间周期，该比对时间周期中的通讯报文异常的概率较低，批量对比可以提高比对效率；将环境表现较差的时刻作为划分为多个比对时间周期，这些比对时间周期中的通讯报文的异常概率均比较高，因此每个比对时间周期包含的时刻数量较少，以兼具比对效率和比对准确性。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：
服务端通过分析环境数据获取比对时间周期，根据报文比对周期从服务端和用户端的报文队列中分别提取第一报文数据和第二报文数据。
通过摘要算法分别对第一报文数据和第一报文数据进行摘要计算，获取第一报文摘要和第二报文摘要；对比第一报文摘要和第二报文摘要的一致性。
当二者不一致时，则通过摘要算法计算第一报文数据和第二报文数据的生成时间序列，并分别标记为第一时间摘要和第二时间摘要。
当第一时间摘要和第二时间摘要的一致性核验通过时，则对第一报文数据和第二报文数据进行逐条摘要比对；否则，比对生成时间序列。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (1)

1.新能源电站通讯报文比对监测系统，包括服务端，以及与之相连接的若干用户端，其特征在于：
服务端基于采集或者预测的环境数据获取比对时间周期，根据比对时间周期从服务端和用户端的报文队列中分别提取第一报文数据和第二报文数据；
通过摘要算法分别对第一报文数据和第二报文数据进行摘要计算，获取第一报文摘要和第二报文摘要；对比第一报文摘要和第二报文摘要的一致性；
当二者不一致时，则通过摘要算法计算第一报文数据的生成时间序列和第二报文数据的生成时间序列，并分别标记为第一时间摘要和第二时间摘要；
当第一时间摘要和第二时间摘要的一致性核验通过时，则对第一报文数据和第二报文数据进行逐条摘要比对；否则，比对第一报文数据的生成时间序列和第二报文数据的生成时间序列；
所述服务端基于采集或者预测的环境数据获取比对时间周期，包括：
获取所述环境数据；其中，环境数据通过数据传感器或者第三方天气平台获取，且环境数据包括温度、湿度和磁场强度；
通过主成分分析法从所述环境数据提取影响通讯报文传输的核心因素，并标记为i，对应核心因素的强度标记为QDi；其中，i为正整数；
通过公式HPX=ψ1×QD1+ψ2×QD2+…+ψi×QDi获取环境评估系数HPX，根据环境评估系数HPX确定所述比对时间周期；其中，ψi为核心因素i对应的影响权重；
所述根据环境评估系数HPX确定所述比对时间周期，包括：
连续或者定时获取环境评估系数HPX；
将环境评估系数HPX与评估系数范围进行比较，确定所述比对时间周期；其中，评估系数范围根据实际经验设定；
将相邻的且环境评估系数HPX在评估系数范围中的时刻整合生成一个所述比对时间周期；以及
将相邻且环境评估系数HPX在评估系数范围之外的时刻整合，并均匀划分成若干所述比对时间周期；
所述根据比对时间周期从服务端和用户端的报文队列中分别提取第一报文数据和第二报文数据，包括：
按照所述比对时间周期的时间范围从服务端提取通讯报文并整合标记为第一报文数据，从用户端提取通讯报文并整合标记为第二报文数据。
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