基于SOA构架电力调度系统的实时数据库系统及实现方法

摘要

本发明涉及一种基于SOA构架电力调度系统的实时数据库系统及实现方法。系统包括基于SOA构架的设置在云服务器上的前置单元、用户单元、后台处理单元、服务单元，用户单元、服务单元、前置单元分别与后台处理单元相连。采用实时数据库系统将数据库虚拟化，将数据形成统一的公用数组，作为服务提供访问接口，通过调用服务达到访问数据库的目的，避免了商用数据库的繁杂安装、维护和交互。也具有成本更低、可靠性更强、实时性更强、更易于扩展的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网调度技术领域，尤其是涉及一种成本低、可靠性高、实时性强的基于SOA构架电力调度系统的实时数据库系统及实现方法。

背景技术

电力调度自动化系统是用于实时监控的分布式、异构性复杂集成系统，实时数据库管理系统是其中SCADA系统和EMS系统的核心支撑平台，其实时性、可靠性、稳定性和开放性直接决定了整个系统的性能。SCADA系统中的数据采集、数据监测、实时报警等应用需要实时反应电力系统的运行状态，尤其是当电力系统运行状态发生变化时，要求在短时间内接收、记录、报警并处理相应事件，这就需要高频访问数据库。EMS系统中大量的高级应用软件服务（如调度员潮流、状态估计、无功优化等）一方面对数据的实时性要求较高，另一方面对数据的访问量和计算量都比较大，需要尽可能减少访问数据库的时间。目前应用于实时数据库管理系统存在的瓶颈越来越显著：

1）通用的关系型数据库以其稳定、灵活、功能强大的特点和诸多优良品质在商务和管理等事务型的应用领域中得到了广泛的应用，但也正因为功能繁多，其访问与刷新速度远远达不到实时数据库的要求，不适应于电力调度自动化系统的应用。

2）轻量级内存数据库和嵌入式数据库（如Berkeley DB和SQLite）比通用的关系数据库拥有更快的响应时间和更大的吞吐量，能够满足电力调度自动化系统的数据访问与刷新速度，但是却没有良好的界面供调度员与数据库进行交互。

3）传统的电力调度自动化系统，与实时数据库交互的各功能模块均部署在同一个解决方案中，这种紧耦合集成模式会导致系统改造代价较大，新功能的加入将导致频繁地修改代码，不利于系统的维护和升级。

4）实时数据库管理系统暂未实现以网页形式实现跨平台、跨智能移动设备操作，用户体验功能较差。

因此，寻找一种实现实时性高、扩展性强、运行稳定可靠、易操作的实时数据库管理系统的方法变得日益重要。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中电网调度系统数据库存在速度慢、成本高、维护升级不方便、不能跨平台操作的问题，提供了一种成本低、可靠性高、实时性强的基于SOA构架电力调度系统的实时数据库系统及实现方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于SOA构架电力调度系统的实时数据库系统，包括基于SOA构架的设置在云服务器上的前置单元、用户单元、后台处理单元、服务单元，用户单元、服务单元、前置单元分别与后台处理单元相连；

前置单元，获取各测点的遥测遥信数据，发送给后台处理单元；

用户单元，用于向分站实时显示系统内各测点的遥测遥信数据，根据用户对数据的编辑形成文件，通过后台处理单元处理后更新显示数据；

后台处理单元，接收前置单元和用户单元的信息，将各测点数据分组形成不同的公用数组，作为服务供其他调度模块访问，并将测点PID与各项数据进行绑定，根据PID信息获取对应数据发送给服务单元；

服务单元，包括与后台处理单元连接的公用数据接口单元，将公用数组作为服务提供访问接口，通过后台处理单元将用户单元中需要提供的数据发送其他调度模块。本发明采用实时数据库系统将数据库虚拟化，将数据形成统一的公用数组，作为服务提供访问接口，通过调用服务达到访问数据库的目的，避免了商用数据库的繁杂安装、维护和交互。也具有成本更低、可靠性更强、实时性更强、更易于扩展的优点。

应用基于SOA构架开发的系统，云服务器以IIS托管的方式对外公布含有Web地址和端口号的接口，电力调度系统其它功能模块通服务形式形成的接口相互调用，实现了资源的可重用性和系统的松散耦合，有利于系统的维护和扩展。

将实时数据库系统部署于云服务器上，一方面无需对硬件进行维护，只需支付租赁费用，成本较低；另一方面能够实现自动灾备，不会受到服务器因断电等事故而停止工作的影响，具有更高的运行稳定性和可靠性。

作为一种优选方案，所述用户单元包括提供用户进行数据编辑的交互单元、将编辑数据保存生成资源文件的生成单元、自动读取资源文件发送给后台处理单元进行数据同步的读取单元、通过后台处理单元获取测点数据并写入网页的数据写入单元、定时将当前获取的数据更新至网页的刷新单元、将数据进行显示并供分站访问的网页单元、对数据进行判断并进行报警的报警单元，所述交互单元与生成单元相连，生成单元与后台处理单元相连，后台处理单元与数据写入单元相连，数据写入单元与刷新单元相连，刷新单元与网页单元相连，网页单元与报警单元相连。交互单元提供修改数据的入口，用户可以根据不同变电站的需要，编辑、修改数据库表对应的厂站名，以及该厂站中的遥测表、遥信表信息，设置报警上下限和报警开关等。本方案设置网页单元，将数据以网页形式供分站或用户查看，实现了跨平台访问，更方便了使用。

一种基于SOA构架电力调度系统的实时数据库实现方法，包括以下步骤：

S1.后台处理单元通过前置单元获得各测点的遥测遥信实时数据和PID号并存储；在后台处理单元内设置有缓存，每次从前置单元获取遥测遥信数据和PID号后进行存储，覆盖掉上一次获取的数据。

S2.从遥测遥信实时数据中分类筛选出各组数据，分别建立数组，将PID号与各数组中对应的数据进行绑定；

S3.将各数组传入服务单元，为每个数组分别建立接口，数组分别传入到对应接口上；将数组通过接口为其他电网调度模块提供服务。其他调度模块通过网络访问接口，即可获取对应接口的数组数据，达到了访问实时数据库的目的，实现了实时数据库访问的透明化。服务单元提供服务的契约、绑定和地址的终结点，形成数据访问接口。

S4.同时将各数组传给客户单元，在网页单元上将数据实时显示。

本发明采用实时数据库系统将数据库虚拟化，将数据形成统一的公用数组，作为服务提供访问接口，通过调用服务达到访问数据库的目的，避免了商用数据库的繁杂安装、维护和交互。也具有成本更低、可靠性更强、实时性更强、更易于扩展的优点。

作为一种优选方案，所述步骤S2形成数组并绑定PID号的具体过程包括：

S21.对遥测遥信数据的数组形成和PID绑定步骤，包括：

S211.根据PID号遍历遥测遥信数据，筛选出对应的数据分别与PID号进行绑定，对筛选后的数据按变电站名字进行重新排序和组合，形成分站遥测遥信数组；

S212.从遥测遥信数据中筛选出主网接线图上电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素的数值，形成主网接线图数组；

S22.对匹配参数的数组形成和PID绑定步骤，包括：

S221.根据PID号绑定对应的测点点名，形成测点点名数组；

S222.获取各测点设置的电压越界报警上下限，与对应的PID号进行绑定，形成报警条件数组；

S223. 获取分站遥测遥信数组数据，根据报警条件数组进行判断电压是否越界，将判断结果保存形成运行状态数组；

S224. 获取分站遥测遥信数组数据，以及点名数组数据，根据点名中关键字判断遥信类型，将判断结果保存形成类型数组；

S23.对全网和分站功率的数组形成和PID绑定步骤，包括：

S231. 获取分站遥测遥信数组数据，筛选出全网功率计算的遥测值，根据功率流动方向判断计算值的正负，将判断结果累加得到全网功率，保存形成全网功率数组；

S232. 获取分站遥测遥信数组数据，筛选出对应每个变电站功率计算的遥测值，计算分站功率，保存形成分站功率数组。

作为一种优选方案，所述步骤S3的具体过程包括：

S31.为各数组分别建立供其他电网调度模块访问的接口；

S32.设置刷新时间，定时刷新传入服务单元的各类数组；

S33.将传入的数组对应匹配到各接口上。

作为一种优选方案，在步骤S4中还包括对用户修改的处理步骤，包括：

S41.网页单元根据用户对数据编辑的信息，将编辑后的各数组数据保存为XML文件，发送给后台处理单元；用户编辑数据保存后，由生成单元生成资源文件，资源文件以XML文档进行保存，以后修改数据则更新XML文件，保证实时数据库的可移植性。

S42.后台处理单元从XML文件中选出可供用户修改的数组数据，将这些数据对后台处理单元中保存的数组进行同步更新。

因此，本发明的优点是：采用实时数据库系统将数据库虚拟化，将数据形成统一的公用数组，作为服务提供访问接口，通过调用服务达到访问数据库的目的，避免了商用数据库的繁杂安装、维护和交互。也具有成本更低、可靠性更强、实时性更强、更易于扩展的优点。

附图说明

附图1是本发明的一种结构框示图。

1-用户单元2-后台处理单元3-服务单元4-前置单元11-交互单元12-生成单元13-读取单元14-数据写入单元15-刷新单元16-网页单元31-公用数据接口单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种基于SOA构架电力调度系统的实时数据库系统，如图1所示，包括基于SOA构架的设置在云服务器上的前置单元4、用户单元1、后台处理单元2、服务单元3，用户单元、服务单元、前置单元分别与后台处理单元相连；

前置单元，获取各测点的遥测遥信数据，发送给后台处理单元；

用户单元，用于向分站实时显示系统内各测点的遥测遥信数据，根据用户对数据的编辑形成文件，通过后台处理单元处理后更新显示数据；

后台处理单元，接收前置单元和用户单元的信息，将各测点数据分组形成不同的公用数组，作为服务供其他调度模块访问，并将测点PID与各项数据进行绑定，根据PID信息获取对应数据发送给服务单元；

服务单元，包括与后台处理单元连接的公用数据接口单元31，将公用数组作为服务提供访问接口，通过后台处理单元将用户单元中需要提供的数据发送给其他调度模块。

用户单元包括提供用户进行数据编辑的交互单元11、将编辑数据保存生成资源文件的生成单元12、自动读取资源文件发送给后台处理单元进行数据同步的读取单元13、通过后台处理单元获取测点数据并写入网页的数据写入单元14、定时将当前获取的数据更新至网页的刷新单元115、将数据进行显示并供分站访问的网页单元16、对数据进行判断并进行报警的报警单元17。互动单元与生成单元相连，生成单元与后台处理单元相连，后台处理单元与数据写入单元相连，数据写入单元与刷新单元相连，刷新单元与网页单元相连，网页单元与报警单元相连。各分站通过网络与网页单元相连，通过网络进行访问。用户单元、后台处理单元、服务单元可布置在不同的云服务器上，各自之间通过网络相连接。

一种基于SOA构架电力调度系统的实时数据库实现方法，包括以下步骤：

S1.后台处理单元通过前置单元获得各测点的遥测遥信实时数据和PID号并存储；

S2.从遥测遥信实时数据中分类筛选出各组数据，分别建立数组，将PID号与各数组中对应的数据进行绑定；

S3.将各数组传入服务单元，为每个数组分别建立接口，数组分别传入到对应接口上；

S4.同时将各数组传给客户单元，在网页单元上将数据实时显示。

步骤S2形成数组并绑定PID号的具体过程包括：

S21.对遥测遥信数据的数组形成和PID绑定步骤，包括：

S211.根据PID号遍历遥测遥信数据，筛选出对应的数据分别与PID号进行绑定，对筛选后的数据按变电站名字进行重新排序和组合，形成分站遥测遥信数组；

S212.从遥测遥信数据中筛选出主网接线图上电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素的数值，形成主网接线图数组；

S22.对匹配参数的数组形成和PID绑定步骤，包括：

S221.根据PID号绑定对应的测点点名，形成测点点名数组；

S222.获取各测点设置的电压越界报警上下限，与对应的PID号进行绑定，形成报警条件数组；

S223. 获取分站遥测遥信数组数据，根据报警条件数组进行判断电压是否越界，将判断结果保存形成运行状态数组；

S224. 获取分站遥测遥信数组数据，以及点名数组数据，根据点名中关键字判断遥信类型，将判断结果保存形成类型数组；

S23.对全网和分站功率的数组形成和PID绑定步骤，包括：

S231. 获取分站遥测遥信数组数据，筛选出全网功率计算的遥测值，根据功率流动方向判断计算值的正负，将判断结果累加得到全网功率，保存形成全网功率数组；

S232. 获取分站遥测遥信数组数据，筛选出对应每个变电站功率计算的遥测值，计算分站功率，保存形成分站功率数组。

步骤S3的具体过程包括：

S31.为各数组分别建立供其他电网调度模块访问的接口；

S32.设置刷新时间，定时刷新传入服务单元的各类数组；

S33.将传入的数组对应匹配到各接口上。

在步骤S4中还包括对用户修改的处理步骤，包括：

S41.网页单元根据用户对数据编辑的信息，将编辑后的各数组数据保存为XML文件，发送给后台处理单元；

S42.后台处理单元从XML文件中选出可供用户修改的数组数据，将这些数据对后台处理单元中保存的数组进行同步更新。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了用户单元、后台处理单元、服务单元、前置单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。