基于XML对电力系统仿真数据进行优化的方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于XML对电力系统仿真数据进行优化的方法及系统，其中：该方法包括：基于变电站仿真的仿真终端向基于电网仿真的服务器进行注册服务，向基于电网仿真的服务器订购所需要的服务数据；基于电网仿真的服务器按照订购需求基于XML数据格式向基于变电站仿真的仿真终端发送所需要的服务数据；所述基于变电站仿真的仿真终端收到XML数据格式之后，解析出XML数据格式中的服务数据，并刷新仿真终端相关的操作界面。本发明实施例将优化后的XML数据文件按照订购的方式进行传输，并在数据交互过程中只传输修改过的数据，减少数据的无效传输，提高了变电站仿真平台的高效率应用。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域，具体涉及一种基于XML对电力系统 仿真数据进行优化的方法及系统。

背景技术

电网仿真系统包括电网仿真和变电站仿真，图1示出了现有的电网仿真系 统结构示意图，该系统包括了支持电网仿真的服务器，以及支持变电站仿真的 多个仿真终端，该电网仿真主要是为电网设备建立丰富完备的稳态、机电暂态 和电磁暂态模型，采用电力系统暂态计算、稳态计算，再结合电网的运行规律 和操作故障事件，详细、真实地模拟电网的暂态、稳态动态行为，增强电网调 度员处理事故的能力，提高电网运行的水平。变电站仿真是对变电站一二次设 备全范围进行了建模仿真，具体包括变电站的一次系统、控制系统、量测系统、 交流系统、直流系统、继电保护与自动装置和综合自动化系统的详细模型，而 且考虑变电站仿真详细模型对电网仿真抽象模型的影响。变电站仿真系统的主 要功能有：正常操作、设备巡视、事故和异常的模拟、“五防”屏系统仿真、 培训指导和辅助培训等功能。采用的关键技术有：虚拟仪器技术、虚拟现实技 术、组件建模技术和动态人机界面技术等。

图2示出了现有的电网仿真跨平台交互的方法流程图，基于图1中的仿真 系统，基于电网仿真的服务器主要进行电网潮流计算、故障计算，并输出各支 路电压、电流、功角等遥测值，最终基于电网仿真的服务器根据仿真时钟推进 数据给各个基于变电站仿真的仿真终端(即支持多平台终端中的仿真终端)， 支持多平台终端上的仿真终端收到服务器的数据后，刷新仿真服务器传来的相 关数据，以及用户通过终端界面输入各种操作事项，仿真终端判断是否符合操 作逻辑，如果符合操作逻辑则加入到时间处理队列，进一步判断事件出口时间 是否满足，在满足的情况下处理时间，把时间处理结果反馈给仿真服务器。

由于电网潮流计算、故障计算，需要解大量的微分方程，要占用大量的 CPU和内存，目前还无法将电网仿真模块移植到移动平台上，因此其整个过 程中，服务器都会将运算的结果全部数据推送给业务端，这种模式会占用服务 器与业务端的传输容量，随着业务端的仿真终端越来越大，服务器传输到仿真 终端的无效数据所占用的负荷也越来越大。而目前专利申请号201310284949.4 中提供了一种变电站仿真培训系统二次设备模型数据描述方法，其采用 XML(eXtensible Markup Language，可扩展标记语言)的数据描述能力和通用 性，使得电力仿真系统具有架构可伸缩、配置更灵活点的特征，但是该专利文 献并没有基于XML语言描述的特性来实现服务器端与业务端之间跨平台的数 据优化，无法实现整个电网仿真系统数据的优化，减轻整个系统数据传输的负 荷，其无法解决现有中电网数据库数据的庞大而可能传输大量的无用数据，这 些无用数据不仅增加了网络负担，也降低了系统数据服务速度。

发明内容

基于现有技术中电网数据库数据的庞大而传输大量的无用数据，本发明提 供了一种基于XML对电力系统仿真数据进行优化的方法及系统，其可以结合 XML格式数据传输的优点，按照订购的方式进行数据传输，减少无效数据传 输。

本发明提供了一种基于XML对电力系统仿真数据进行优化的方法，包括：

基于变电站仿真的仿真终端向基于电网仿真的服务器进行注册服务，向基 于电网仿真的服务器订购所需要的服务数据；

基于电网仿真的服务器按照订购需求基于XML数据格式向基于变电站仿 真的仿真终端发送所需要的服务数据；

所述基于变电站仿真的仿真终端收到XML数据格式之后，解析出XML数 据格式中的服务数据，并刷新仿真终端相关的操作界面。

所述基于变电站仿真的仿真终端向基于电网仿真的服务器进行注册服务 还包括：

用户注册或者设备注册。

所述基于电网仿真的服务器按照订购需求基于XML数据格式向基于变电 站仿真的仿真终端发送服务器所需要的服务数据包括：

所述基于电网仿真的服务器按照订购需求向注册用户或者注册设备所对 应的基于变电站仿真的仿真终端发送所需要的数据服务。

所述基于电网仿真的服务器按照订购需求基于XML数据格式向基于变电 站仿真的仿真终端发送服务器所需要的服务数据包括：

在电网模型数据库中选择基于变电站仿真的仿真终端所需要的数据；

按照基于变电站仿真的仿真终端订购数据进行过滤；

判断本次发送的数据与上一次发送的数据是否有变化，如果有变化，则加 入到发送数据队列，以XML数据格式发送给基于变电站仿真的仿真终端。

所述方法还包括：

所述基于变电站仿真的仿真终端将处理的结果反馈给所述基于电网仿真 的服务器。

相应的，本发明还提供了一种电网仿真系统，包括：

基于变电站仿真的仿真终端，用于向基于电网仿真的服务器进行注册服 务，向基于电网仿真的服务器订购所需要的服务数据；以及用于收到XML数 据格式之后，解析出XML数据格式中的相关数据，并刷新仿真终端相关的操 作界面；

基于电网仿真的服务器，用户接受基于变电站仿真的仿真终端进行注册服 务，并按照订购需求基于XML数据格式向基于变电站仿真的仿真终端发送所 需要的服务数据。

所述基于变电站仿真的仿真终端还用于向基于电网仿真的服务器进行用 户注册或者设备注册；所述基于电网仿真的服务器还用于按照订购需求向注册 用户或者注册设备所对应的基于变电站仿真的仿真终端发送所需要的数据服 务。

所述基于电网仿真的服务器还用于在电网模型数据库中选择基于变电站 仿真的仿真终端所需要的数据，按照基于变电站仿真的仿真终端订购数据进行 过滤；判断本次发送的数据与上一次发送的数据是否有变化，如果有变化，则 加入到发送数据队列，以XML数据格式发送给基于变电站仿真的仿真终端。

所述基于变电站仿真的仿真终端还用于将处理的结果反馈给所述基于电 网仿真的服务器。

所述基于变电站仿真的仿真终端包括至少一个。

在本发明中基于变电站仿真的仿真终端向基于电网仿真的服务器完成数 据订购服务，则服务器可以根据订购需求优化数据传输容量，并不需要把所有 的数据都发送给仿真终端，基于电网仿真的服务器同样也会对数据进行比较， 优化传输的数据(主要针对每月变化的数据不传输)，基于XML数据格式实现 数据在不同平台间的共享，仿真服务器发布数据推送到各个仿真终端上。通过 本发明实施例，保持XML的优点，充分利用电力系统仿真只是，按照领域特 点组织XML文件的元素，将优化后的XML数据文件按照订购的方式进行传输， 并在数据交互过程中只传输修改过的数据，减少数据的无效传输，提高了变电 站仿真平台的高效率应用。

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它的附图。

图1是现有技术中的电网仿真系统结构示意图；

图2是现有技术中的电网仿真跨平台交互的方法流程图；

图3是本发明实施例中的电网仿真系统的结构示意图；

图4是本发明实施例中的基于XML对电力系统仿真数据进行优化的方法 流程图；

图5是本发明实施例中的基于XML对电力系统仿真数据进行优化的方法 另一流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 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作出创造 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。

本发明实施例将电网仿真模块放到具有强大计算能力的服务器上运行，将 变电站设备仿真模块放到各种平台的终端上运行。对数据进行优化处理，并采 用可读性好XML格式描述底层传输的数据，并采用数据优化技术，实现数据 在不同平台之间的共享。

图3示出了本发明实施例中的电网仿真系统的结构示意图，包括基于变电 站仿真的仿真终端和基于电网仿真的服务器，其中：

基于变电站仿真的仿真终端，用于向基于电网仿真的服务器进行注册服 务，向基于电网仿真的服务器订购所需要的服务数据；以及用于收到XML数 据格式之后，解析出XML数据格式中的相关数据，并刷新仿真终端相关的操 作界面；

基于电网仿真的服务器，用户接受基于变电站仿真的仿真终端进行注册服 务，并按照订购需求基于XML数据格式向基于变电站仿真的仿真终端发送所 需要的服务数据。

需要说明的是，该基于变电站仿真的仿真终端还用于向基于电网仿真的服 务器进行用户注册或者设备注册；该基于电网仿真的服务器还用于按照订购需 求向注册用户或者注册设备所对应的基于变电站仿真的仿真终端发送所需要 的数据服务。

具体的，该基于电网仿真的服务器还用于在电网模型数据库中选择基于变 电站仿真的仿真终端所需要的数据，按照基于变电站仿真的仿真终端订购数据 进行过滤；判断本次发送的数据与上一次发送的数据是否有变化，如果有变化， 则加入到发送数据队列，以XML数据格式发送给基于变电站仿真的仿真终端。

该基于变电站仿真的仿真终端还用于将处理的结果反馈给所述基于电网 仿真的服务器。该基于变电站仿真的仿真终端可以是n个，比如n为1、或者2、 或者3的自然数等等。

需要说明的是，本系统基于图2中的实施例中，首先是由仿真终端向服务 器进行注册服务，该注册服务一方面是进行用户注册或者设备注册，只有满足 了用户注册或者设备注册情况下，服务器才会向这些仿真终端推送数据。另外 该注册服务是在服务器进行电网潮流计算之前完成的，这样子服务器在向仿真 终端推进服务数据时，需要对数据进行优化过滤，满足仿真终端订购的数据才 会进入到发送队列中，基于XML数据格式发送给仿真终端，仿真终端收到XML 数据格式后，将相关数据解析出来之后，刷新相关操作界面供用户操作。

相应的，图4示出了本发明实施例中的基于XML对电力系统仿真数据进行 优化的方法流程图，包括如下步骤：

S401、基于变电站仿真的仿真终端向基于电网仿真的服务器进行注册服 务，向基于电网仿真的服务器订购所需要的服务数据；

需要说明的是，该过程中还涉及到用户注册或者设备注册，后续服务器会 向这些注册用户或者注册设备发送服务数据，保障了整个仿真环境的安全性。 基于电网仿真的服务器按照订购需求向注册用户或者注册设备所对应的基于 变电站仿真的仿真终端发送所需要的数据服务。

S402、基于电网仿真的服务器按照订购需求基于XML数据格式向基于变 电站仿真的仿真终端发送所需要的服务数据；

仿真终端向仿真服务器进行注册服务，订购所需要的数据。例如：仿真终 端运行的是仿真甲站，那么该终端注册建立通道后，会告诉仿真服务器需要订 购数据列表，此时仿真服务器计算完成后，只会将订购的数据通过建立的通道 发给终端，这样就优化了数据传输容量，并不需要将所有数据都发送到终端， 仿真服务器同样会对数据进行比较，优化传输的数据(主要是对于没有变化的 数据不传输)，减轻了网络带宽的压力。

根据电网的初始状态基本信息，仿真服务器进行潮流、故障计算；对于电 网计算的数据进行优化算法，采用可读性好XML格式描述底层传输的数据， 实现数据在不同平台之间的共享，仿真服务器发布数据。在电力系统仿真计算 程序中设置有内部时钟，内部时钟每走过0.01S视为记一个步长。当电网完成 一次计算后，内部时钟统一推进一个步长。

进一步需要说明的是，仿真服务器在进行电网潮流计算之后，在电网模型 数据库中选择基于变电站仿真的仿真终端所需要的数据；按照基于变电站仿真 的仿真终端订购数据进行过滤；判断本次发送的数据与上一次发送的数据是否 有变化，如果有变化，则将变化后的数据加入到发送数据队列，以XML数据 格式发送给基于变电站仿真的仿真终端。

S403、基于变电站仿真的仿真终端收到XML数据格式之后，解析出XML 数据格式中的服务数据，并刷新仿真终端相关的操作界面。

仿真终端接收到订购的数据，进行相应的数据刷新处理。终端同时接收用 户界面的输入事件(操作事件、故障事件等)。判断事件是否符合发生的条件 或逻辑。如符合加入到事件处理队列，按照先后顺序对事件进行处理。最后将 事件处理的结果通过反馈给仿真服务器进行下一次潮流计算。

相应的，图5示出了本发明实施例中的基于XML对电力系统仿真数据进行 优化的方法另一流程图，包括如下步骤：

S501、在仿真服务器上建立电网模型数据库；

S502、进行数据化简，选择变电站模型需要的数据；

S503、按照变电站模型订购数据进行过滤；

S504、判断本次数据与上次数据是否有变化，如果有变化则进入到S505， 否则结束流程；

S505、加入数据队列，以XML方式发送给仿真终端；

结束。

在仿真服务器上建立的电网模型数据库，抽取变电站设备模型需要的数据 字段，将对变电站模型无用的字段不输出，实现数据化简。例如：电网的数据 库字段

经优化后，负荷表需要的输出的数据如下：

字段 说明 id 负荷名称 w 有功，电网计算遥测值

r 无功，电网计算遥测值 cosin 功率因数,电网计算遥测值 ia A相电流，电网计算遥测值 ib B相电流，电网计算遥测值 ic C相电流，电网计算遥测值

然后以XML文件格式导出这些数据。在变电站仿真设备建模时，将三维 模型文件与该文件建立关联关系，并建立订购数据标志，对于有订购标志的数 据，仿真服务器才需要进行传输，这样就大大减少了数据传输的容量。

例如：建立一个数码管显示仿真甲站/10kV负荷1电流的模型描述文件，最 后通过keyword建立了与电网数据文件的关联关系，并建立了数据订购标志。

负荷表XML文件：

三维模型描述文件：

在变电站模型建立之完成后，输出所需数据的订购列表，在终端向服务器 注册时，提交数据订购列表。服务器更加数据订购列表向终端传送数据。

最后仿真服务器每次向终端传送数据时，都与上次的数据进行判断，若没 有发生变化的数据不发送，从而达到优化数据传输的目的。

综上，在本发明中基于变电站仿真的仿真终端向基于电网仿真的服务器完 成数据订购服务，则服务器可以根据订购需求优化数据传输容量，并不需要把 所有的数据都发送给仿真终端，基于电网仿真的服务器同样也会对数据进行比 较，优化传输的数据(主要针对每月变化的数据不传输)，基于XML数据格式 实现数据在不同平台间的共享，仿真服务器发布数据推送到各个仿真终端上。 通过本发明实施例，保持XML的优点，充分利用电力系统仿真只是，按照领 域特点组织XML文件的元素，将优化后的XML数据文件按照订购的方式进行 传输，并在数据交互过程中只传输修改过的数据，减少数据的无效传输，提高 了变电站仿真平台的高效率应用。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读 存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、 随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的基于XML对电力系统仿真数据进行优化的 方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思 想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式 及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。