CN110008285B - 含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***及方法,所述集成***包括:微型同步相量测量模块,用于获取各微型同步相量测量终端的第一采集数据;相关数据采集模块,用于采集智能配电网相关数据,形成第二采集数据;海量数据总线网络,与所述相关数据采集模块连接,用于获取所述智能配电网相关数据;高速数据总线网络,分别连接所述微型同步相量测量模块和海量数据总线网络,用于对获取的第一采集数据和第二采集数据进行集成存储,并提供应用服务。与现有技术相比,本发明具有方便实现各类型关联数据的融合共享等优点。

Description

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***及方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域,尤其是涉及一种含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***及方法。
背景技术
近年来,自动化、信息化以及计算机等技术在我国配电网中得到推广应用,配电网的智能化水平不断提升,各配电业务基于自身需求建立了自动化和信息化应用***,配用电监测采集装置重复配置,存储了大量的配用电相关多源异构数据,存在采集数据交叉、数据源不唯一、数据时标不一致等情况,形成诸多的数据信息孤岛,无法实现数据信息资源共享和有效的应用。
智能配电网的运行、控制与管理是一个长期的、动态的、***性工程,智能配电网的相关业务决策均需要综合考虑各环节、各因素的相关性,而不能孤立去看待一个问题的出现,否则容易带来事倍功半的效果,智能配电网的准确、有效、全面的数据信息是智能配电网运行与管理等业务决策的重要依据。如何有效集成应用分布式电源、柔性负荷、用电营销等***的海量数据并实现协调控制,已成为能源与智能配电领域的重大科学命题。国内外研究机构围绕海量数据集成开展了公共信息模型、实时历史数据库、信息集成架构等方面的研究。随着智能配电网协调控制技术的实用化推进,对数据应用的性能要求提高到毫秒级,对于适应毫秒级的集成应用特性,国内外配电网海量数据集成的相关研究均还未涉及。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***,包括:
微型同步相量测量模块,用于获取各微型同步相量测量终端的第一采集数据;
相关数据采集模块,用于采集智能配电网相关数据,形成第二采集数据;
海量数据总线网络,与所述相关数据采集模块连接,用于获取所述智能配电网相关数据;
高速数据总线网络,分别连接所述微型同步相量测量模块和海量数据总线网络,用于对获取的第一采集数据和第二采集数据进行集成存储,并提供应用服务。
进一步地,所述智能配电网相关数据包括能量管理数据、配电管理数据、生产管理数据、营销管理数据和用户用电信息采集数据。
进一步地,所述微型同步相量测量终端通过光纤网络或无线网络与所述微型同步相量测量模块。
进一步地,所述海量数据总线网络包括海量数据总线以及连接于海量数据总线上的总线交换机、信息交互总线服务器和防火墙。
进一步地,所述海量数据总线网络还包括正反向安全隔离装置,所述集成***按信息安全等级分为生产控制区和管理信息区,所述生产控制区和管理信息区之间通过所述正反向安全隔离装置实现信息交互。
进一步地,所述高速数据总线网络包括高速数据总线以及连接于高速数据总线上的数据同步处理单元、分布式实时内存库、动态信息数据库服务器和应用工作站,所述第一采集数据经数据同步处理单元处理后同时存储于分布式实时内存库和动态信息数据库服务器,所述高速数据总线与信息交互总线服务器连接。
进一步地,所述数据同步处理单元应用流数据及数据预处理技术对接收的数据进行数据清洗,同时采用非顺序量测异步融合算法进行异步数据同步化处理,实现微型同步相量测量数据信息的集成融合。
进一步地,多个所述微型同步相量测量终端通过一数据集中装置后连接至微型同步相量测量模块。
一种如所述的含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***的构建方法,包括以下步骤:
根据智能配电网业务需求,确定需要集成的数据信息;
将集成的数据信息与业务对应,分析需要集成的数据信息来源,确定数据信息的维度组成;
构建海量数据总线网络和高速数据总线网络;
根据微型同步相量测量模块和相关数据采集模块所处的信息安全等级分区,确定接口方案;
实现微型同步相量测量数据信息的集成融合和智能配电网业务信息数据的安全接入。
进一步地,所述信息安全等级分区包括生产控制区和管理信息区,所述生产控制区和管理信息区之间通过所述海量数据总线网络中的正反向安全隔离装置实现信息交互。
与现有技术相比,本发明具有以如下有益效果:
1)本发明含微型同步相量测量技术,极大提升了智能配电网的可观测性。
2)本发明基于信息交互总线和大数据技术实现智能配电网信息集成,采用统一的数据接口规范和信息通信架构,融合集成各相关***数据,并通过高速数据总线、分布式主动实时内存库和流数据处理等先进技术解决毫秒级微型同步相量测量终端高密度实时数据存储处理性能需求,实现各类型关联数据的融合共享,为智能配电网的各类高级应用分析提供支撑。
3)本发明对位于不同安全等级分区的模块间的数据传输设置了正反向安全隔离装置,提高了数据安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明硬件架构示意图;
图3为本发明软件架构示意图;
图4为本发明集成***的构建过程示意图;
图5为本发明微型同步相量测量数据的接口方案示意图,其中,(5a)为微型同步相量测量***与智能配电网信息集成端位于同一安全大区接口方案,(5b)为微型同步相量测量***与智能配电网信息集成端位于不同安全大区接口方案;
图6为本发明已有***数据的接口方案示意图,其中,(6a)为已有***与智能配电网信息集成端位于同一安全大区接口方案,(6b)为已有***与智能配电网信息集成端位于不同安全大区接口方案。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本实施例提供一种含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***100,包括微型同步相量测量模块101、相关数据采集模块102、海量数据总线网络103和高速数据总线网络104,其中,微型同步相量测量模块101用于获取各微型同步相量测量终端的第一采集数据;相关数据采集模块102用于采集智能配电网相关数据,形成第二采集数据;海量数据总线网络103与所述相关数据采集模块连接,用于获取所述智能配电网相关数据;高速数据总线网络104分别连接所述微型同步相量测量模块和海量数据总线网络,用于对获取的第一采集数据和第二采集数据进行集成存储,并提供应用服务。
智能配电网相关数据包括能量管理数据、配电管理数据、生产管理数据、营销管理数据和用户用电信息采集数据。本实施例中,相关数据采集模块102为集成了相关的能量管理***(EMS)、生产管理***(PMS)、用户用电信息采集***、营销管理***等数据信息的配电管理***(DMS)。根据各实际应用单位已有***对相关***数据信息的集成状况具体可分为两种:一种是配电业务应用***,如配电管理***(DMS)已与相关的能量管理***(EMS)、生产管理***(PMS)、用户用电信息采集***、营销管理***等数据信息集成,只需将新增加的微型同步相量测量***采集数据与DMS***中的数据信息进行集成融合,即满足智能配电网业务应用需求;一种是各配电业务应用***未与相关自动化、信息化***进行信息集成,需要分别与配电自动化、调度自动化、生产管理、用户用电信息采集、营销管理等***实现信息集成。近年来,我国大数据平台的建设与应用快速推进,绝大多数的电力企业在一定程度上实现了营销、配电、调度等数据信息的融合共享。因此本实施例依据第一种情况将微型同步相量测量***采集的高密度实时量测数据信息与已有的配电网数据信息实现有效的集成应用。
微型同步相量测量终端通过光纤网络或无线网络与所述微型同步相量测量模块。多个所述微型同步相量测量终端(PMU)可通过一数据集中装置后连接至微型同步相量测量模块。多个PMU一般配置数据集中装置(PDC),PDC通过以太网方式或无线专网方式接收PMU实时上传的相量数据,再通过光纤专网或无线专网上传至微型同步相量测量***,均采用标准规约方式通信。单个PMU不配置PDC,而是直接通过光纤专网或无线专网将数据上传至微型同步相量测量***。
如图2所示,海量数据总线网络包括海量数据总线以及连接于海量数据总线上的总线交换机、信息交互总线服务器和防火墙。海量数据总线网络还包括正反向安全隔离装置,所述集成***按信息安全等级分为生产控制区和管理信息区,所述生产控制区和管理信息区之间通过所述正反向安全隔离装置实现信息交互。生产控制大区和管理信息大区根据实际需求部署各自的信息交互总线服务器、总线交换机和防火墙。生产控制大区主要接入配电管理***和能量管理***数据,管理信息大区主要接入生产管理***、营销管理***、用户用电信息采集***、分布式电源管理***以及电动汽车管理***等。海量数据总线融合集成各相关***数据,或以文件存储方式存储在信息交互总线服务器上,或由信息交互总线服务器存入关系型数据库。
如图2所示,高速数据总线网络包括高速数据总线以及连接于高速数据总线上的数据同步处理单元、分布式实时内存库、动态信息数据库服务器和应用工作站,所述第一采集数据经数据同步处理单元处理后同时存储于分布式实时内存库和动态信息数据库服务器,所述高速数据总线与信息交互总线服务器连接。数据同步处理单元应用流数据及数据预处理技术对接收的数据进行数据清洗,同时采用非顺序量测异步融合算法进行异步数据同步化处理,实现微型同步相量测量数据信息的集成融合。
高速数据总线网络一般位于生产控制大区。高速数据总线上还可根据实际需求部署SCADA/应用服务器、列式存储服务器、数据库服务器,动态信息数据库服务器、一区采集服务器、基础云服务器、磁盘阵列、天文钟、一区交换机、一区信息交互服务器、数采交换机和应用工作站等。微型同步相量测量终端的采集数据经高速数据总线存入分布式实时内存库,以满足对高密度微型同步相量测量数据的应用需求,并通过动态信息数据库实现毫秒级微型同步相量测量的高密度实时数据存储处理性能需求。
如图4所示,上述含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***的构建方法,包括以下步骤:
步骤1:根据智能配电网运行分析与协调控制业务需求,梳理并确定需要集成的分布式电源、柔性负荷、用电营销等自动化、信息化***数据信息。
步骤2:将集成的数据信息与业务对应,分析需要集成的数据信息来源,确定数据信息的维度组成。本实施例中,基于已有的涉及营销、配电、调度等自动化***、信息化***和监测装置的数据均已集成融合至配电管理***(DMS),无需考虑数据信息的最初来源。
步骤3:根据配电业务对不同时间尺度数据的需求,构建海量数据总线网络和高速数据总线网络,设计形成信息集成***的硬件架构方案和软件架构方案,如图 2和图3所示。
如图3所示,该集成***的软件架构方案中,主要对海量数据总线网络和高速数据总线网络进行设计,海量数据总线网络主要解决信息集成、融合和存储,高速数据总线网络主要解决微型同步相量测量数据的高速处理和为各运行分析和协调控制应用提供高速数据服务,其中:
①高速数据总线:由分布式的定制开发软件组成。
②海量数据总线:由提供各种公共服务的平台软件组成。
③微型同步相量测量模块:定制开发平台。
④应用软件:由各类应用***组成。
⑤平台管控:由平台软件及高性能并行管理、集群任务管理和安全管理组成。
⑥数据管控:由平台软件及元数据管理、数据同步管理、数据存储管理和数据访问管理组成。
⑦海量数据集成接口:基于数据服务的应用集成接口。
⑧高速数据集成接口:基于应用集成技术的应用集成接口。
⑨海量数据总线与高速集成总线接口:流数据接口。
⑩高速集成总线与微型同步相量测量模块接口:定制并行快速接口。
步骤4:根据微型同步相量测量模块和相关数据采集模块所处的信息安全等级分区,确定接口方案,具体图5所示。
不同的安全分区之间,安全等级不同。当各相关***均处于生产控制大区时,接口方案无需加装正反双向隔离装置进行隔离,通过微型同步相量测量***或已有相关自动化***、信息化***接口以WebService/中间库/文件传输协议(FTP)方式将数据推送至智能配电网信息集成***的数据库。当各相关***分处于生产控制大区和管理信息大区时,接口方案需加装正反双向隔离装置进行隔离,将生产控制大区的数据服务器中的信息数据镜像至管理信息大区服务器,通过微型同步相量测量***或已有相关自动化***、信息化***接口连接到管理信息大区服务器,然后以WebService/中间库/FTP方式将信息数据推送至智能配电网信息集成***的数据库。
对于新建的微型同步相量测量***均建设在生产控制大区。
步骤5:实现微型同步相量测量数据信息的集成融合和智能配电网业务信息数据的安全接入。
在构建好上述集成***后,微型同步相量测量模块通过高速数据总线将数据信息推送至智能配电网信息集成端,配电管理***(DMS)通过海量数据总线将已集成了配电自动化、调度自动化、生产管理、用户用电信息采集、营销管理等***的数据信息推送至智能配电网信息集成端,并利用异步数据的同步化、关联匹配等信息集成与处理技术实现微型同步相量测量数据信息的集成融合。通过海量数据总线技术集成智能配电网已有相关***业务信息数据,实现对智能配电网业务信息数据的安全接入,完成智能配电网的信息集成***建设。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***,其特征在于,包括:
微型同步相量测量模块,用于获取各微型同步相量测量终端的第一采集数据;
相关数据采集模块,用于采集智能配电网相关数据,形成第二采集数据,所述智能配电网相关数据包括能量管理数据、配电管理数据、生产管理数据、营销管理数据和用户用电信息采集数据;
海量数据总线网络,与所述相关数据采集模块连接,用于获取所述智能配电网相关数据;
高速数据总线网络,分别连接所述微型同步相量测量模块和海量数据总线网络,用于对获取的第一采集数据和第二采集数据进行集成存储,并提供应用服务;
所述海量数据总线网络包括海量数据总线以及连接于海量数据总线上的总线交换机、信息交互总线服务器和防火墙;
所述高速数据总线网络包括高速数据总线以及连接于高速数据总线上的数据同步处理单元、分布式实时内存库、动态信息数据库服务器和应用工作站,所述第一采集数据经数据同步处理单元处理后同时存储于分布式实时内存库和动态信息数据库服务器,所述高速数据总线与信息交互总线服务器连接,所述数据同步处理单元应用流数据及数据预处理技术对接收的数据进行数据清洗,同时采用非顺序量测异步融合算法进行异步数据同步化处理,实现微型同步相量测量数据信息的集成融合;
所述海量数据总线网络还包括正反向安全隔离装置,所述集成***按信息安全等级分为生产控制区和管理信息区,所述生产控制区和管理信息区之间通过所述正反向安全隔离装置实现信息交互;
构建所述的含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***的步骤包括:
根据智能配电网业务需求,确定需要集成的数据信息;
将集成的数据信息与业务对应,分析需要集成的数据信息来源,确定数据信息的维度组成;
构建海量数据总线网络和高速数据总线网络;
根据微型同步相量测量模块和相关数据采集模块所处的信息安全等级分区,确定接口方案;
实现微型同步相量测量数据信息的集成融合和智能配电网业务信息数据的安全接入;
所述信息安全等级分区包括生产控制区和管理信息区,所述生产控制区和管理信息区之间通过所述海量数据总线网络中的正反向安全隔离装置实现信息交互。
2.根据权利要求1所述的含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***,其特征在于,所述微型同步相量测量终端通过光纤网络或无线网络与所述微型同步相量测量模块。
3.根据权利要求1所述的含微型同步相量测量的智能配电网信息集成***,其特征在于,多个所述微型同步相量测量终端通过一数据集中装置后连接至微型同步相量测量模块。
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