電網信息動態展示方法和裝置與流程

2023-07-14 23:13:17

本發明涉及電網數據展示，具體涉及一種電網信息動態展示方法和裝置。

背景技術：

隨著電網電壓等級的提高和規模的擴大，電網商業化運營的逐步實施，對城市配電的建設和維護都提出了新的要求。在城市配電行業，二維GIS(地理信息系統，全稱為Geographic Inf ormation System或Geo－Information system)技術在生產、運行和管理方面已得到深入廣泛的應用，並取得較好的效果。其中，二維GIS依託於數字正射影像DOM(DigitalOrthophoto Map)、電子地圖數據DLG(Digital Line Graphic)組成二維基礎地理影像平臺，採用GPS衛星定位技術，將電網設施精細建模後精確分布於二維GIS地圖中。SCADA(數據採集與監視控制，英文全稱為Supervisory Control and Data Acquisition)系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據採集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能,即我們所知的"四遙"功能，遠程終端單元和饋線終端單元是SCADA系統的重要組成部分，所謂實時數據是指SCADA系統中採集到的短時間間隔內的電網運行數據，這些電網運行過程中出現的大量描述實時狀態的數字型數據，如何與二維GIS系統中的數據有機融合，實現實時統一展現，是電力行業面臨的一個難題。

中國專利文獻CN101751426A公開了一種在SCADA和GIS之間實現信息共享的方法，包括如下步驟：數據採集與監控系統和地理信息系統中的一個系統作為模型導出方，將其內部的電網模型轉換成符合公共信息模型規範的電網模型文件；將轉換後的模型文件傳送給數據採集與監控系統和地理信息系統中的作為模型導入方的另一個系統；模型導入方根據公共信息模型規範對電網模型文件進行解析，並將解析得到的數據轉換成模型導入方內部的電網模型，可以實現較好的物理隔離和良好的接口通用性。

上述專利文獻公開的在SCADA和GIS之間實現信息共享的方法，通過共享兩個系統共有的資源，實現了兩個系統之間信息的共享，使得兩個系統共有的信息可以統一維護，降低了運行維護成本。但是，並未涉及如何將電網運行過程中出現的大量描述實時狀態的數字型數據與二維GIS系統中的數據有機融合併實時統一展現。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的是現有GIS和SCADA之間僅實現信息實時共享無法將數字型數據與二維GIS系統中的數據有機融合併實時統一展現的技術問題，提供一種基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法和裝置。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下：

一種基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法，包括如下步驟：

S10:建立實時資料庫，用於同步接收SCADA採集到的電網的實時數據，其中，建立所述實時資料庫具體包括如下步驟：

建立測點信息表：以測點名稱作為關鍵字，對應一條測點基本信息的記錄包括測點的基本配置信息；

建立實時數據表，以測點名稱作為關鍵詞，存儲生產實時數據的實時數據值；

建立歷史數據表：以測點名稱和時間欄位作為關鍵詞，存儲壓縮後的生產實時數據的歷史數據值；

S30:所述伺服器通過所述測點信息表從所述實時資料庫中提取出顯示範圍內的電力設備的實時數據值並生成符合GIS模型規範的實時數據展現模型文件輸出；

S40:所述伺服器從所述GIS中提取出顯示範圍內的GIS文件信息並生成符合GIS模型規範的GIS基礎數據展現模型文件後輸出；

S50:所述伺服器接收所述實時數據展現模型文件和所述GIS基礎數據展現模型文件並將所述實時數據展現模型文件和所述GIS基礎數據展現模型文件疊加，獲得電網實時信息展現模型文件並輸出。

所述伺服器接收所述GIS基礎數據展現模型文件或實時數據展現模型文件並輸出的步驟。

還包括如下步驟：所述伺服器接收所述實時資料庫裡的實時數據值，與預存的正常閾值範圍進行比較，在所述實時數據值超過所述正常閾值範圍時輸出報警信息。

在步驟S30和步驟S40中，所述顯示範圍通過輸入進行設定。

步驟S10中，所述實時資料庫與所述SCADA通過數據總線進行數據傳輸。

同時，提供一種基於GIS和SCADA的電網信息實時展示裝置，包括：

實時資料庫，用於同步接收SCADA採集到的電網的實時數據，所述實時資料庫進一步包括：

測點信息表：以測點名稱作為關鍵字，對應一條測點基本信息的記錄包括測點的基本配置信息；

實時數據表，以測點名稱作為關鍵詞，存儲生產實時數據的實時數據值；

歷史數據表：以測點名稱和時間欄位作為關鍵詞，存儲壓縮後的生產實時數據的歷史數據值；

伺服器，所述伺服器進一步包括：

實時數據展現模型文件生成模塊，通過所述測點信息表從所述實時資料庫中提取出顯示範圍內的電力設備的實時數據值並生成符合GIS模型規範的實時數據展現模型文件輸出；

電網實時信息展現模型文件生成模塊，接收實時數據展現模型文件生成模塊生成的所述實時數據展現模型文件和GIS基礎數據展現模型文件生成模塊生成的所述GIS基礎數據展現模型文件並將所述實時數據展現模型文件和所述GIS基礎數據展現模型文件疊加，獲得電網實時信息展現模型文件並輸出。

所述伺服器還包括：GIS基礎數據展現模型文件或實時數據展現模型文件輸出模塊，接收實時數據展現模型文件生成模塊生成的所述實時數據展現模型文件或GIS基礎數據展現模型文件生成模塊生成的所述GIS基礎數據展現模型文件並輸出。

所述伺服器還包括報警模塊，接收所述實時資料庫裡的實時數據值，與預存的正常閾值範圍進行比較，在所述實時數據值超過所述正常閾值範圍時輸出報警信息。

所述伺服器還包括顯示範圍設定模塊，用於輸入顯示範圍。

所述基於GIS和SCADA的電網信息實時展示裝置還包括數據總線，實現所述實時資料庫與所述SCADA之間的數據傳輸。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

本發明所述的一種基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法和裝置，建立實時資料庫，用於接收SCADA採集到的電網實時數據，其中，所述實時資料庫進一步包括：測點信息表，實時數據表和歷史數據表，通過測點信息表管理所述實時資料庫，從實時資料庫的快速讀取需要顯示的數據；即充分利用現有SCADA實現實時數據的採集，又獨立於現有SCADA的資料庫，讀取不受現有SCADA的處理速度的限制；實現SCADA中的實時數據與二維GIS系統中的數據有機融合併實時統一展現。

本發明的基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法和裝置，其伺服器接收所述GIS基礎數據展現模型文件或實時數據展現模型文件並輸出，即可單獨輸出電網地理信息模型，也可單獨輸出電網實時數據，滿足使用者不同顯示需求。

本發明的基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法和裝置，其伺服器接收所述實時資料庫裡的實時數據值，與預存的正常閾值範圍進行比較，在所述實時數據值超過所述正常閾值範圍時輸出報警信息；實時監測電網運行狀態，並在判斷出異常時及時報警，滿足電網安全運營要求。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1為本發明一個實施例的基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法流程圖；

圖2為圖1所示方法對應的GIS和SCADA之間信息實時共享的裝置的結構框圖。

具體實施方式

參見圖1所述，作為本發明一個實施例的基於GIS和SCADA的電網信息實時展示方法，具體包括如下步驟：

S10:建立實時資料庫，用於同步接收SCADA採集到的電網的實時數據，作為一種具體的實施方式，所述實時資料庫與所述SCADA之間通過數據總線進行數據傳輸，集成基於服務總線架構，從體系結構和實現機制上實現多個安全區內業務系統間的互連互通，以面向服務體系SOA(ServicesOriented Architecture)作為整體結構體系。基於IEC 61968/61970國際標準體系，以服務和消息為基本單元對不同業務系統的信息交互進行封裝，建立服務提供端與消費端之間的服務協同。

其中，建立所述實時資料庫具體包括如下步驟：

建立測點信息表：以測點名稱作為關鍵字，對應一條測點基本信息的記錄包括測點的基本配置信息；其中，測點可用於標示不同電力設備不同的數據類型下的具體數據項,一個電力設備可對應多個測點,如斷路器設備的電流量測數據分為A相電流、B相電流、C相電流，因此必須建立三個測點用以分別表示所述斷路器中的三相電流這三個量測數據；所述基本配置信息包括壓縮偏差、例外偏差和測點描述等信息。

建立實時數據表，以測點名稱作為關鍵詞，存儲生產實時數據的實時數據值；其中，所述實時數據值記錄秒級變化的實時數據的時間戳、數值、質量等信息。

建立歷史數據表：以測點名稱和時間欄位作為關鍵詞，存儲壓縮後的生產實時數據的歷史數據值；作為一種具體的實施方式，採用huffman壓縮算法對所述實時數據表中的實時數據值進行壓縮。

S30:所述伺服器通過所述測點信息表從所述實時資料庫中提取出顯示範圍內的電力設備的實時數據值並生成符合GIS模型規範的實時數據展現模型文件輸出；作為一種具體實施方式，所述顯示範圍通過輸入進行設定；默認情況下，本發明的方法僅加載顯示範圍內電力設備的實時數據值，也可通過設定加載顯示範圍內的特定時間點的歷史數據值或特定時間段歷史數據曲線，其中，所述歷史數據值由伺服器通過所述測點信息表從所述歷史資料庫中讀取。

S40:所述伺服器從所述GIS中提取出顯示範圍內的GIS文件信息並生成符合GIS模型規範的GIS基礎數據展現模型文件後輸出；作為一種具體實施方式，所述顯示範圍通過輸入進行設定；默認情況下，本發明的方法僅加載顯示範圍內電力設備的實時數據值，也可通過設定加載顯示範圍內的特定時間的歷史數據值，其中，所述歷史數據值由伺服器通過所述測點信息表從所述歷史資料庫中讀取。

S50:所述伺服器接收所述實時數據展現模型文件和所述GIS基礎數據展現模型文件並將所述實時數據展現模型文件疊加到所述GIS基礎數據展現模型文件，獲得電網實時信息展現模型文件並統一輸出展示。

通過測點信息表管理所述實時資料庫，從實時資料庫的快速讀取需要顯示的數據；即充分利用現有SCADA實現實時數據的採集，又獨立於現有SCADA的資料庫，讀取不受現有SCADA的處理速度的限制；實現SCADA中的實時數據與二維GIS系統中的數據有機融合併實時統一展現。

上述實施例對顯示範圍進行設定，主要考慮到電力設備中的實時數據屬於海量數據，如果同一時間將所有實時數據都在GIS平臺上進行展示，勢必會對GIS平臺性能帶來巨大壓力，影響加載效率。作為其它設定顯示範圍的方法，本發明也可採用模塊化數據展示的方法，即以GIS柵格數據模型為基礎，由行、列、格網單元構成一個顯示區域，行作為y坐標、列作為x坐標，行、列由格網左上角起始。依此將地理圖劃分為若干區域，當GIS地圖移動到某一區域時，將該區域作為當前顯示區域，並將該顯示區域內的電力設備實時信息加載進行展示。

作為本發明的其它實施例，在上述實施例的基礎上，所述伺服器還包括接收所述GIS基礎數據展現模型文件或實時數據展現模型文件並輸出的步驟。即可單獨輸出電網地理信息模型，也可單獨輸出電網實時數據，滿足使用者不同顯示需求。

作為本發明的其它實施例，在上述實施例的基礎上，所述伺服器接收所述實時資料庫裡的實時數據值，與預存的正常閾值範圍進行比較，在所述實時數據值超過所述正常閾值範圍時輸出報警信息。實時監測電網運行狀態，並在判斷出異常時及時報警，滿足電網安全運營要求。

參見圖2所示，作為本發明一個實施例的一種基於GIS和SCADA的電網信息實時展示裝置，包括：

實時資料庫，用於同步接收SCADA採集到的電網的實時數據，所述實時資料庫進一步包括：

測點信息表：以測點名稱作為關鍵字，對應一條測點基本信息的記錄包括測點的基本配置信息。

實時數據表，以測點名稱作為關鍵詞，存儲生產實時數據的實時數據值；

歷史數據表：以測點名稱和時間欄位作為關鍵詞，存儲壓縮後的生產實時數據的歷史數據值。

數據總線，作為一種具體實施方式，所述數據總線實現所述實時資料庫與所述SCADA之間的數據傳輸。負責跨越生產控制大區和信息管理大區，徹底解決隔離區的透明訪問問題，使得所有應用系統可直接訪問跨區的服務。基於SOA，接口規範符合IEC61968的規範的結構要求，建立開放的、具有良好可擴充性的數據訪問平臺。

伺服器，所述伺服器進一步包括：

實時數據展現模型文件生成模塊，通過所述測點信息表從所述實時資料庫中提取出顯示範圍內的電力設備的實時數據值並生成符合GIS模型規範的實時數據展現模型文件輸出。

所述伺服器還包括顯示範圍設定模塊，用於輸入顯示範圍。

GIS基礎數據展現模型文件生成模塊，接收設定的所述顯示範圍，並從所述GIS中提取出顯示範圍內的GIS文件信息並生成符合GIS模型規範的GIS基礎數據展現模型文件後輸出。

電網實時信息展現模型文件生成模塊，接收設定的所述顯示範圍，接收實時數據展現模型文件生成模塊生成的所述實時數據展現模型文件和GIS基礎數據展現模型文件生成模塊生成的所述GIS基礎數據展現模型文件並將所述實時數據展現模型文件和所述GIS基礎數據展現模型文件疊加，獲得電網實時信息展現模型文件並輸出。

作為本發明的其它實施例，在上述實施例的基於GIS和SCADA的電網信息實時展示裝置的基礎上，所述伺服器還包括：GIS基礎數據展現模型文件或實時數據展現模型文件輸出模塊，接收實時數據展現模型文件生成模塊生成的所述實時數據展現模型文件或GIS基礎數據展現模型文件生成模塊生成的所述GIS基礎數據展現模型文件並輸出。

作為本發明的其它實施例，在上述實施例的基於GIS和SCADA的電網信息實時展示裝置的基礎上，所述伺服器還包括報警模塊，接收所述實時資料庫裡的實時數據值，與預存的正常閾值範圍進行比較，在所述實時數據值超過所述正常閾值範圍時輸出報警信息。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。