一種信息交互總線系統及電力數據傳輸方法
2023-05-08 14:28:16 1
專利名稱：一種信息交互總線系統及電力數據傳輸方法
技術領域：
本發明涉及配電系統自動化技術領域，尤其涉及一種信息交互總線系統及電力數據傳輸方法。
背景技術：
信息技術的迅速發展，促進了電力技術領域的變革。一些先進的其他領域的技術被廣泛應用到電力系統領域。以配電系統自動化為例，該過程涉及到調度自動化系統、配電自動化系統、PMS (Power Production ManagementSystem,電力生產管理系統)、用電信息採集系統等一系列的系統，這些系統基於各自採用的技術實現了某方面的功能、產生出某方面的數據。然而，這些系統各自獨立，相互之間不共享數據，這造成了數據的重複產生、重複利用等缺陷，形成「信息孤島」，如何高效合理地「整合」這些現有資源、充分保證電力系統的整體運行，是該領域亟需解決的問題。現有技術的一種融合這些系統的方式是藉助於人工實現，即在一個系統需要使用另一個系統產生的數據時，通過人工方式將數據由一個系統拷貝到另一個系統，這種方式沒有從實質上解決信息孤島問題，效率低下。
發明內容
有鑑於現有技術中存在的問題，本申請實施例提供了一種信息交互總線系統及電力數據傳輸方法，以解決現有技術中信息孤島的問題，有利於提高電力系統的整體效率。本申請實施例提供的信息交互總線系統包括位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統、營銷管理信息子系統和/或PI資料庫子系統，以及位於安全一區的配電自動化管理子系統，位於安全三區和安全一區的每個子系統通過各自的接口伺服器與同一信息交互總線連接，所述接口伺服器用於將各子系統發送給信息交互總線的數據轉換為CIM模型數據，或將從信息交互總線接收到的CIM模型數據轉換為各子系統自身兼容的數據。優選地，所述信息交互總線系統還包括負載均衡器，所述負載均衡器連接接口伺服器和信息交互總線，用於按照預設規則均衡各子系統與信息交互總線之間交互時的數據流量。本申請實施例還提供了一種基於信息交互總線系統的電力數據傳輸方法，所述信息交互總線系統包括位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統、營銷管理信息子系統和/或PI資料庫子系統，以及位於安全一區的配電自動化管理子系統，位於安全三區和安全一區的每個子系統通過各自的接口伺服器與同一信息交互總線連接，所述接口伺服器用於將各子系統發送給信息交互總線的數據轉換為CIM模型數據，或將從信息交互總線接收到的CIM模型數據轉換為各子系統自身兼容的數據，該方法包括位於安全一區的配電自動化管理子系統向信息交互總線發送數據請求；信息交互總線接收到該請求後根據請求標識將該請求轉送給位於安全三區的相應的子系統；接收到該請求的子系統將配電自動化管理子系統需要的數據通過接口伺服器轉換為CIM模型數據後發送到信息交互總線；位於安全一區的配電自動化管理子系統通過信息交互總線接收需要的數據。優選地，所述信息交互總線系統還包括負載均衡器，所述負載均衡器連接接口伺服器和信息交互總線，用於按照預設規則均衡各子系統與信息交互總線之間交互時的數據流量，則在接收到數據請求的子系統將配電自動化管理子系統需要的數據通過接口伺服器轉換為CM模型數據後，所述方法還包括判斷信息交互總線上的當前數據負載情況是否允許發送數據，如果是，則將轉換後的CM模型數據發送到信息交互總線。
優選地，負載均衡器按照預設規則均衡各子系統向信息交互總線的數據具體包括確定進行業務數據傳輸的各子系統，查看所述各子系統的流量狀態；根據所述流量狀態設置相應子系統的數據傳輸限額；當各子系統通過接口伺服器向信息交互總線發送的數據流量或各子系統通過接口伺服器從信息交互總線接收的數據流量未超過數據傳輸限額時，允許數據發送或接收。本申請實施例將位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統等與位於安全一區的配電自動化管理子系統通過同一信息交互總線進行連接，且各子系統與信息交互總線之間設置有用於進行數據格式轉換的接口伺服器。與現有技術相比，本申請實施例藉助於接口伺服器，實現了電力領域的各主要系統的集成，構建了信息交互總線系統，使得該系統的各子系統之間的可以平滑的共享數據，既保證了數據源的唯一性，也解決了信息孤島問題。此外，本申請實施例對在各子系統與信息交互總線之間進行數據交互時，通過負載均衡器的作用實現了數據量分流，均衡了各子系統對信息交互總線資源的佔用，提高了網絡的效率，優化了消息服務。
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請的信息交互總線系統的實施例的結構框圖；圖2為基於信息交互總線系統的電力數據傳輸方法實施例的流程圖；圖3為本申請的信息交互系統中的端點的流量狀態示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。參見圖1，該圖示出了本申請的信息交互總線系統的實施例的結構框圖。該實施例中將各種子系統劃分為兩個區，即安全三區、安全一區，三區是信息管理區，主要進行數據信息的交互和處理，一區是安全生產區，主要進行生產操作以及前置數據的採集。在安全三區內包含停電管理子系統101、地理信息子系統102、營銷管理信息子系統103和/或PI資料庫子系統104，在安全一區內包含配電自動化管理子系統105，實際應用過程中，這裡的配電自動化管理系統可以是0PEN3000，也可以是0PEN3200，或者同時包含兩者。下面對各個子系統作一簡單介紹停電管理子系統101 (OMS, Outage Management System)屬於配電管理系統(Distribution Management System,DMS)的重要組成部分，主要包括計劃停電管理和故障停電管理。當出現停電事故時，藉助OMS系統迅速查明故障地點和影響範圍等信息，以便選擇合理的操作順序和搶救路徑，從而確保及時恢復供電。應用於電力技術領域的地理信息子系統102是在GIS技術 (Geographiclnformation System,地理信息系統)基礎上發展起來的。GIS技術是以地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科為基礎、建立在資料庫管理系統(DBMS)分析管理上的以地理空間數據為操作對象的一門學科，具有獨立的學科體系。從功能上，GIS具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能；從服務的角度，GIS能為居民生產生活提供地理信息服務的系統；從系統學的角度，GIS具有一定結構和功能，是一個完整的系統。地理信息子系統是將GIS技術應用於電力系統領域，以面向服務的架構為各類業務應用提供電網圖形和分析服務的企業級電網平臺，它通過採集終端收集電網系統的各種電力設備的屬性數據，這些屬性數據包括電力設備的圖形式樣、標準名稱、設備大小、空間位置、設備類型、連接關係等數據。然後利用這些數據構建與真實電網系統具有對應關係的拓撲結構，實現電網資源的結構化管理和圖形化展現，由此可通過對電網拓撲結構和設備圖形展現的分析和研究即可實現電網系統的監控和問題排查，進而提高電力系統服務管理水平。營銷管理信息子系統103是基於IEB信息交互系統，與營銷管理系統共享用戶數據、電量信息等信息。PI資料庫子系統104是一種實時開放型資料庫，可以為電網分析提供豐富的數據資源。前置採集的實施數據由PI系統保存為歷史數據，並可以隨時調用，與實時數據進行對比。上述各個子系統通過各自的接口伺服器106與同一信息交互總線107連接，用於將各子系統發送給信息交互總線的數據轉換為CIM模型數據，或將從信息交互總線接收到的CM模型數據轉換為各子系統自身兼容的數據。CM模型(Common Information Model,公共信息模型)是一種抽象模型，主要用於描述電力企業的各種對象，特別是與電力運行有關的對象，它通過提供一種由對象類和屬性及兩者之間關係來表示電力系統資源的標準方法，CIM模型有利於實現獨立開發的能量管理系統(EMS)應用的集成，多個獨立開發的完整EMS系統之間的集成，以及EMS系統和其它涉及電力系統運行的。通過CM模型定義的公共語言(即語法和語義)，使得本實施例的各子系統能夠不依賴於信息的內部表示而訪問公共數據和交換信息。
本系統實施例將位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統等與位於安全一區的配電自動化管理子系統通過同一信息交互總線進行連接，且各子系統與信息交互總線之間設置有用於進行數據格式轉換的接口伺服器。與現有技術相比，本申請實施例藉助於接口伺服器，實現了電力領域的各主要系統的集成，構建了信息交互總線系統，使得該系統的各子系統之間的可以平滑的共享數據，既保證了數據源的唯一性，也解決了信息孤島問題。上述系統實施例由於集成了多個不同的子系統，這些子系統通常採用各自獨立的協議實現系統內部的數據收集或傳輸，當將這些基於不同協議集成為一個系統後，面臨的問題是多個協議共存時的負載失衡問題。為了解決該問題，上述系統實施例還可以包括負載均衡器108，該負載均衡器連接接口伺服器106和信息交互總線107，用於按照預設規則均衡各子系統與信息交互總線之間交互時的數據流量。通過增加負載均衡器均衡了各子系統對信息交互總線資源的佔用，提高了網絡的效率，優化了消息服務。上述實施例詳細描述了信息交互總線系統的結構組成，本申請還提供了一種基於這種信息交互總線系統的電力數據傳輸方法的實施例。參見圖2，該圖示出了該實施例的流 程。該方法實施例包括步驟S201 :位於安全一區的配電自動化管理子系統向信息交互總線發送數據請求；在上述的信息交互總線系統的各個子系統中，可分為兩類，一類是以提供數據為主，即數據源子系統；一類是以使用數據為主，即數據處理子系統，前者如停電管理子系統、地理信息子系統或PI資料庫子系統，後者如配電自動化管理子系統。這種分類之下，作為數據使用者的配電自動化管理子系統需要向相應的系統發送數據獲取的請求消息。但需要注意的是這種數據請求消息不是直接達到數據源子系統(區別於點對點的傳統數據傳輸方式)，而是到達信息交互總線上，即由位於安全一區的配電自動化管理子系統向信息交互總線發送數據請求。步驟S202 :信息交互總線接收到該請求後根據請求標識將該請求轉送給位於安全三區的相應的子系統；這裡的請求標識可以標識不同的數據性質，不同的數據性質可以直接體現為不同的數據類型，也可以體現為各子系統的地址，因為不同的子系統使用的協議不同，子系統的地址反映了數據性質。信息交互總線接收到數據請求後,根據請求標識將該請求轉送給位於安全三區的相應的子系統。具體獲取數據時，可以是從一個數據源(一個子系統)獲取，也可以同時從多個數據源獲取，當從一個數據源獲取時，該數據請求包含一個數據源的地址或由該數據源產生的數據的數據類型，當從多個數據源獲取數據時，該數據請求包含多個數據源的地址或由該多個數據源產生的數據的數據類型。步驟S203 :接收到該請求的子系統將配電自動化管理子系統需要的數據通過接口伺服器轉換為CIM模型數據後發送到信息交互總線；接收到信息交互總線發送的請求後，「數據源」子系統將產生的數據提供給配電自動化系統。但在該數據到達配電自動化系統之前，可能存在數據不兼容的問題，為此，本方法實施例將配電自動化管理子系統需要的數據先經過接口伺服器進行轉換，轉換為信息交互總線或配電自動化管理子系統能夠識別的數據格式，比如該實施例的CIM模型數據。
步驟S204 :位於安全一區的配電自動化管理子系統通過信息交互總線接收需要的數據。本方法實施例基於上述信息交互總線系統，實現了數據源子系統到數據使用子系統之間的數據傳輸。這種傳輸方式可以自動化地進行，不需要人工拷貝，從而提高了電力系統的數據傳輸效率。值得說明的是該實施例以配電自動化管理子系統為數據使用系統，其他子系統為數據源提供系統，但在實際應用過程中，可能存在相反的情況，即由配電自動化管理子系統作為數據源，其他子系統作為數據使用系統，比如，在配電自動化管理子系統需要向其他子系統反饋一些數據時。此外，除配電自動化管理子系統之外的其他子系統之間也可能存在相互交互數據的操作。
在上述電力數據傳輸的方法實施例中，由於均藉助於信息交互總線進行傳輸，而信息交互總線的資源始終有限，因此，在多個子系統均存在數據交互時，可能存在數據交互的衝突，這時需要對各個子系統(當子系統較多時，可以將各子系統視為一個端點)的數據流量進行均衡。本申請的數據流量均衡操作由信息交互總線系統包含的負載均衡器完成，負載均衡器連接接口伺服器和信息交互總線，用於按照預設規則均衡各子系統與信息交互總線之間交互時的數據流量。在信息交互總線系統包含負載均衡器後，在接收到數據請求的子系統將配電自動化管理子系統需要的數據通過接口伺服器轉換為CIM模型數據後，上述電力數據傳輸過程還包括判斷信息交互總線上的當前數據負載情況是否允許發送數據，如果是，說明信息交互總線還能夠承受數據傳輸，則這時可以將轉換後的CIM模型數據發送到信息交互總線；如果否，說明信息交互總線已存於滿負荷狀態，需要等待下一個時鐘周期或空閒時再進行數據傳輸。上述負載均衡器按照預設規則均衡各子系統向信息交互總線的數據的過程，在實際應用過程中，可以按照如下的步驟進行首先確定進行業務數據傳輸的各子系統，查看所述各子系統的流量狀態，該步驟目的在於查明連接在信息交互總線上的子系統的數量，以及各個子系統當前的流量狀態。該過程可以參見圖3，該圖示出了信息交互總線系統中的3個端點(Test_File_t_0UtpUt、Test_File_t_Input和Test_Sequencer)的流量狀態,這些端點的獲得可以通過獲取基於這些端點的服務得到，找到相關服務後，查看該服務相關節點的狀態。此外，獲得端點後，還可以對該端點的相關設置進行修改、瀏覽等操作。然後根據所述流量狀態設置相應子系統的數據傳輸限額，在設定數據傳輸限額時可以考慮數據傳輸的優先級別，對於重要的、基礎性的數據限額設置較高，對即使傳輸失敗或者延後傳輸也影響不大的數據的限額設置得低一些。這種設置的具體值可以通過不斷試驗，得到一個合理的數值。最後，當各子系統通過接口伺服器向信息交互總線發送的數據流量或各子系統通過接口伺服器從信息交互總線接收的數據流量未超過數據傳輸限額時，允許數據發送或接收；否則不允許發送或接收數據。在不發送或接收的情況下可以設定排隊序列，進入下一個發送或接收周期時予以優先考慮。為了描述的方便，描述以上系統時以功能分為各種子系統分別描述。當然，在實施本申請時可以把各子系統的功能集成在同一個或多個軟體和/或硬體中實現。比如，可以將全部子系統形成一個整體裝置，用於實現綜合性業務，滿足電力技術領域發展需要。
通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品可以存儲在存儲介質中，如R0M/RAM、磁碟、光碟等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於方法實施例而言，由於其採用的系統基本系統實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的系統實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。 本申請可用於眾多通用或專用的計算系統環境或配置中。例如個人計算機、伺服器計算機、手持設備或可攜式設備、平板型設備、多處理器系統、基於微處理器的系統、置頂盒、可編程的消費電子設備、網絡PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統或設備的分布式計算環境等等。本申請可以在由計算機執行的計算機可執行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構等等。也可以在分布式計算環境中實踐本申請，在這些分布式計算環境中，由通過通信網絡而被連接的遠程處理設備來執行任務。在分布式計算環境中，程序模塊可以位於包括存儲設備在內的本地和遠程計算機存儲介質中。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護範圍。
權利要求
1.一種信息交互總線系統，其特徵在於，該系統包括 位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統、營銷管理信息子系統和/或PI資料庫子系統，以及位於安全一區的配電自動化管理子系統，位於安全三區和安全一區的每個子系統通過各自的接口伺服器與同一信息交互總線連接，所述接口伺服器用於將各子系統發送給信息交互總線的數據轉換為CIM模型數據，或將從信息交互總線接收到的CIM模型數據轉換為各子系統自身兼容的數據。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述信息交互總線系統還包括負載均衡器，所述負載均衡器連接接口伺服器和信息交互總線，用於按照預設規則均衡各子系統與信息交互總線之間交互時的數據流量。
3.一種基於信息交互總線系統的電力數據傳輸方法，其特徵在於，所述信息交互總線系統包括位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統、營銷管理信息子系統和/或PI資料庫子系統，以及位於安全一區的配電自動化管理子系統，位於安全三區和安全一區的每個子系統通過各自的接口伺服器與同一信息交互總線連接，所述接口伺服器用於將各子系統發送給信息交互總線的數據轉換為CIM模型數據，或將從信息交互總線接收到的CIM模型數據轉換為各子系統自身兼容的數據，該方法包括 位於安全一區的配電自動化管理子系統向信息交互總線發送數據請求； 信息交互總線接收到該請求後根據請求標識將該請求轉送給位於安全三區的相應的子系統； 接收到該請求的子系統將配電自動化管理子系統需要的數據通過接口伺服器轉換為CM模型數據後發送到信息交互總線； 位於安全一區的配電自動化管理子系統通過信息交互總線接收需要的數據。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述信息交互總線系統還包括負載均衡器，所述負載均衡器連接接口伺服器和信息交互總線，用於按照預設規則均衡各子系統與信息交互總線之間交互時的數據流量，則在接收到數據請求的子系統將配電自動化管理子系統需要的數據通過接口伺服器轉換為CM模型數據後，所述方法還包括 判斷信息交互總線上的當前數據負載情況是否允許發送數據，如果是，則將轉換後的CM模型數據發送到信息交互總線。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，負載均衡器按照預設規則均衡各子系統向信息交互總線的數據具體包括 確定進行業務數據傳輸的各子系統，查看所述各子系統的流量狀態； 根據所述流量狀態設置相應子系統的數據傳輸限額； 當各子系統通過接口伺服器向信息交互總線發送的數據流量或各子系統通過接口伺服器從信息交互總線接收的數據流量未超過數據傳輸限額時，允許數據發送或接收。
全文摘要
本發明提供了一種信息交互總線系統。該系統包括位於安全三區的停電管理子系統、地理信息子系統、營銷管理信息子系統和/或PI資料庫子系統，以及位於安全一區的配電自動化管理子系統，位於安全三區和安全一區的每個子系統通過各自的接口伺服器與同一信息交互總線連接，所述接口伺服器用於將各子系統發送給信息交互總線的數據轉換為CIM模型數據，或將從信息交互總線接收到的CIM模型數據轉換為各子系統自身兼容的數據。本發明實施例還提供了一種基於信息交互總線系統的電力數據傳輸方法。本發明實施例可以解決信息孤島的問題，有利於提高電力系統的整體效率。
文檔編號H04L12/40GK103023740SQ20121059233
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者康小平, 周宏輝, 曹華, 黃志聰, 劉洪亮 申請人:寧波電業局