一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法

专利名称：一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法
技术领域：
本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法。
背景技术：
全国大电网的形成，使得电网数据的规模和范围也变得非常的巨大和广泛；电网的运行特性和调度控制的应用管理也异常复杂，尤其对于数据的要求以及数据知识的经验获取，需要对数据的管理提供从时间、地域、类型的全息、全过程管理。如此巨大、复杂并与时极度相关的数据信息的管理以及服务要求，满足电网管理和运行，是电力系统数据的管理和服务的核心任务。如何有效定义、存储、服务具有如此复杂维数数据的时空全方位管理和服务，是电网数据管理的难点和重点。电力系统全时息数据管理利用存储技术、数据管理技术实现其电力系统数据地有效定义和时变信息的最小化管理，利用软件技术，实现快捷有效地管理和服务方法，并易于建立不同数据源的部署服务。

发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，可以支持任意类型和管理目的的电力数据的全过程和全方位信息管理的系统有效实现。管理类型、对象、属性的完全自主配置管理；管理时间和过程可任意选择。也最大限度上配合巨大规模的数据管理性能需求，如系统管理容量、服务时间性能等。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案提供一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，所述方法包括以下步骤步骤I :根据数据来源和用途，规划并确立电网数据对象全息完整时域模型；步骤2 :依据电网数据对象全息完整时域模型，确定存储方法和存储机制；步骤3 :依据存储方法确定电网数据对象的管理方法；步骤4 :确定质量属性保证机制，所述质量属性包括容量和性能。所述步骤I包括以下步骤步骤1-1 :定义电网数据对象信息表示；根据电网管理应用需求以及数据来源，确定电网数据对象的计算机数据信息的表示模型；步骤1-2 :确定电网数据对象管理需求表示；依据数据特点，确定该数据管理需要的数据和操作表示模型；步骤1-3 :定义电网数据对象服务表示；数据特点确定的应用服务类型和应用对象，定义服务方式和服务方法。所述步骤2包括以下步骤步骤2-1 :规划电网数据对象的计算机表示；
步骤2-2 :电网数据对象的数据库存储和表示；存储规划包括数据安全和数据性能属性的要求；步骤2-3 :定义电网数据对象的存储管理方法和要求；电网数据对象完整表示和存储，确定其存取要求。所述步骤3包括以下步骤步骤3-1 :电网数据对象建立管理；对于指定电网数据对象，基于电网数据对象的存储服务方法在存储系统中建立管理；步骤3-2 :电网数据对象管理操作；基于电网数据对象的存储服务方法，实施对建立的电网数据对象的完全操作和服务管理； 步骤3-3 :电网数据对象检索。所述步骤4包括以下步骤步骤4-1 :设置多层索引机制；对于分类管理、分性能管理电网数据对象提供快速索引机制；步骤4-2 :静态存储索引信息，动态存储变化信息；对于大数据量、不同需求频率和分性能管理电网数据对象提供灵活的存储机制；步骤4-3 :自动建立合适规格标准的内外存结合的数据存储；一般索引信息保持内存管理，而记录信息，定时定量的采取内外存可调整比例的存储管理方法；步骤4-4 :确定数据质量检查方法和检查机制。与现有技术相比，本发明的有益效果在于本发明提供一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，可以支持任意类型和管理目的的电力数据的全过程和全方位信息管理的系统有效实现。管理类型、对象、属性的完全自主配置管理；管理时间和过程可任意选择。也最大限度上配合巨大规模的数据管理性能需求，如系统管理容量、服务时间性能等。


图I是电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1，本发明提供了电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，对电力系统中实施管理的信息和数据，以一种适合信息全变化过程存储的定义和存储管理机制，实现电力系统全息或者定义区域和范围的信息的全时间和变化过程的管理。可为电力系统的不同应用提供时间断面的数据视图。全息时域管理电力系统中复杂和巨大的管理和运行信息的全生命周期内的针对管理目的活动时间内的数据过程记录管理。电力对象基本电力系统管理和运行产生的设备、信息等单元对象。一般管理对象数据变化频度低，而运行对象的数据变化的频度不等，从较低和非常高，依据数据信息的类型而别。全息完整时域数据管理方法是电力系统管理和运行控制的基础。通过定义合理的电力系统对象以及支持全息、完整时域的管理方法，实现的为电力系统运行和管理应用提供建立、查询、分析、保存等基本数据需求的软件实现。即定义一个基本的管理类型对象，既对静态的数据进行管理，也对变化的信息进行过程跟踪，并提供基于时间的数据视图管理服务。全息完整时域数据管理的基本需求包括可通过提供方便部署在不同数据源点的数据管理服务，实现电力系统的全数据的全时域过程信息建立和管理。通过数据服务方法，为电力系统管理和运行提供相关定义满足可定义需求的时间关联的数据视图。全息完整时域数据管理系统，是通过设计适宜的存储系统，在电力系统的主要的数据管理服务器中建立和实现软件服务方法；并可以根据数据规模和应用需求、数据来源的情况部署多个管理服务程序。全息完整时域数据管理是通过定义电力数据对象的存储和管理，支持对数据全息 和时间全过程的支持以及管理方法实现。可定义的对象类型以及具有电力对象唯一命名的规则，可以任意配置的对象属性信息，实现对电力系统中不同管理的数据定义和管理。数据产生源通过数据管理服务的远程方法，实施全息数据建设；电网管理和运行控制的应用系统也可以通过数据服务方法，获得指定时间断面的定义具有指定目的和范围的数据视图信息。对于规模巨大的数据采取实时版、数据事件序列的管理以及变化增量版本的管理方法，进行变化跟踪以及全过程管理。全息完整时域数据管理定义有效的数据的表示和存储机制。定义基准的电力对象，用于表示在电力系统中具有唯一编号和类型分配以及相关确定的物理属性的对象的信息描述；同时包括对物理属性相关的物理行为、对象关联关系行为等。定义基于属性数据字典变化管理的电力对象的时间变化管理，以最小信息记录电力对象的变化。定义与电力对象匹配度高的存储结构模型，并利用存储系统和数据管理系统，高效实现电力系统的全息全过程的数据管理和服务。确定质量属性保证机制中，设置多层索引机制，通过分析管理对象特点，设计对象的类型、对象、对象属性三层索引机制。对电力数据对象进行管理。对象类型可以按照管理需求目的定义，如运行管理中的运行相关的数据对象，可以按照区域、电压等级等分类；也可以按照设备和元件的物理属性进行分类；对象则是隶属于某种类型的唯一命名的管理对象，如开关类型的CB2000的对象；对象的属性定义为一个具体管理对象参与管理的静态或者动态属性。静态索引，动态记录通过对对象标识性的静态信息作为索引，对可变和易变的属性信息等进行动态变化的记录。内存机制完全的定义分层索引、静态索引和动态记录信息的内存机制。数据容器通过利用各软件编译系统实现的数据管理容器定义基本设计的存储概念。数据库通过将相关的设计概念利用数据库表进行存储和建立管理。
存储设计、存储机制的系统性能保证，包括容量规模主要对类型、对象、属性容量设置，可以根据应用需求，任意定义和扩展。服务时间对基本管理对象的存储、检索、修改、删除等，通过存储设计、存储机制的灵活运行，保证最大容量的时间性能要求。本专利主要针对全过程管理的大规模和高频度变化数据的全过程管理定义信息和存储结构，简化和高效其管理需求的软件系统实现。可以管理的数据范围包括电网设备信息、运行信息、电网仿真以及应用分析数据等任何需要进行时域过程管理的数据。实施例以电力系统分析综合程序PSASP(PowerSystem Analysis Software Package)潮 流计算应用为例，定义支持其全息完整时域数据管理的存储。I潮流计算全息完整时域存储模型定义对象类型参数、元件、计算数据、作业数据；发电机、变压器等；计算配置数据、计算结果数据等；对象每个信息记录(唯一 ID);对象属性与实际系统中定义的记录域相同；对象类型为缺省2存储机制2-1内存(C++)表不设计typedef std: :map〈std: : string, long, std: :less〈std: : string>>NAME2ID ；//定义一种NAME-ID的对应类型，用于内部存储实现时快速索引typedef std::map<Date, std:: string, std::less<Date>>TIMESTRVALUE ；//定义一种时刻的字符数值对象类管理class EDType{} //电力对象类型定义NAME2ID g_EDTypes ;//系统中管理了的对象类型；定义一种类型命名的INT-ID对应int g_maxEDType ;//定义系统中已经管理的对象的类型对象管理class EDObject {} //电力对象定义NAME2ID g_ED0bjects ;//系统中管理了的对象；定义一种类型命名的INT-ID对应int g_maxEDObjects ;//定义系统中已经管理的对象对象性质定义[可单独定义类或者作为EDObject的语言对象属性]NAME2ID m_AttrMap ;//属性对应表int m_maxAttrs ;//已经建立管理的属性std: :vector<std: : string>m_AttrValues; //属性按照 ID 排序的字符型表不的
最新值
TIMESTRVALUE*m_AttrVerValues; // 属性的版本值；ID 对应关系与 m_AttrMap 系统2-2数据库表表示设计存储系统索引表EDType_Index系统管理的电力对象类型索引EDObject_EDTypeXXXX_Index某种类型的电力对象索引EDObjectAttrs_EDTypeXXXX_Index某种类型的电力对象属性索引对象列表
EDObject_EDTypeXXXX管理的某种类型的电力对象列表EDOIDXXXX_AttrIDXX管理的某种类型的电力对象属性[时间值]2-3管理方法可以通过定义管理类并设计管理方法实现需要的功能，也可通过标准API定义实现。bool AddEDObect (Date, EDObject)；bool AddEDAccount (EDObject&P_DB0bject, Date&P_Date)；bool RemoveEDAccount(EDObject&P_DB0bject)；EDOAccount&SearchEDAccount(EDObject&P_DB0bject)；ED0bject*SearchED0bject(EDObject&P_DB0bject, Date&P_Date)；bool PurgeEDOState(Date&P_Date)；3基本算法，包括新建、删除、查询信息的单个和批量对象的管理。3-1新建/加入对象管理(基本)算法I、检查电力对象EDObject的类型信息EDType2、索引管理系统中建立的类型索引管理列表。a)如果已经建立了该对象，则从类型索引管理中获取其管理系统内部使用的EDTypeID ；b)如果没有该对象，则将该类型加入到类型索引管理别表中，设置相应的管理信息；同时获取其新分配的类型EDTypelD。3、利用EDTypelD，直接在其对象管理类的列表上，进行加入操作。a)检查电力对象的命名信息EDOName (唯一，至少分类中唯一)并在该类型对象管理列表的对象索引列表中，检查是否建立了该对象的管理；b)如果已经建立了该对象的管理，从其对象索引列表中获取其EDOID ；c)如果未建立该对象的管理，则在对象索引列表中建立管理，并返回其分配的EDOID4、利用获得的ED0ID，直接在该类型的对象管理列表中定位对象位置，实施新建的加入以及已有对象的时间新版建立。a)新加入管理对象，在定位对象位置，记录电力对象信息；并生成相关的初次创建管理的属性索引列表等；b)已有对象，从定位对象位置，利用写入的电力对象信息，记录当前时间以及前次属性变化信息；修正属性索引列表信息等。
3-2对象管理删除/清除算法为支持任何时间版数据可管理，对于参加管理的对象类型、对象、对象属性信息的删除，采取在其索引列表中删除标示信息表示，而不做实体信息删除。I、电力对象删除，可以指定单个对象或者批量对象进行；依据指定的电力对象的操作该对象索引列表的位置，设置删除标示，并置其管理对象列表中的对象的管理状态为“删除”；2、类型对象删除，在类型索引列表中设置“删除”状态，并在该对象管理列表中设置其“删除”管理状态；3、对象属性，同样对其索引列表和管理列表设置“删除”信息；4、删除信息，为查询、索引、加入/更新对象管理提供逻辑处理信息；
5、清除操作，执行实体删除，不能查询被清除的对象信息。3-3检索/查询对象管理算法I、检查电力对象EDObject的类型信息EDType ；2、索引管理系统中建立的类型索引列表。a)如果已经建立该对象管理并且其管理状态为“正常”，则从类型索引管理中获取其管理系统内部使用的EDTypeID ；b)否则，直接设置查询空结果信息3、利用EDTypelD，在其对象管理类的索引和管理列表上，进行检索a)检查电力对象的命名信息EDOName (唯一，至少分类中唯一)并在该类型对象管理列表的对象索引列表中，检查是否建立了该对象的管理；b)如果已经建立管理并且状态为“正常”，从其对象索引列表中获取其EDOID ;确定“正常”时间与查询时间匹配性，如符合则执行对象查询；否则，不进行后续的查询工作，
直接设置查询空结果信息；c)如果已建立管理但状态为“删除”，直接设置查询空结果信息。4、利用获得的ED0ID，直接在该类型的对象管理列表中定位对象位置，按照时间信息构建时间版的对象信息。a)当前信息，直接返回属性值；b)指定时间，需要从各属性时间序列值中获取与时间匹配的属性数值；构造具有完整的属性时刻数值的电力对象信息，返回。4质量属性(容量和性能)保证机制I、多层次索引机制可以依据类型、对象、属性，甚至更多层次划分的索引设计，保证管理对象的直接定位；并且支持动态类型、属性的修改，支持可变对象属性管理。2、动静结合静态存储索引信息；索引信息以不变化信息为首选；动态存储变化信息，并且以最小信息单元(对象)进行定义。3、内存/磁盘结合依据计算机系统的内存和磁盘存储资源状况，并按照管理的数据对象的生成和使用特点，自动建立合适规格标准的内外存结合的数据存储；一般索引信息保持内存管理，而记录信息，尤其产生变化频度低，或者使用频率低的类型对象，定时定量的采取内外存可调整比例的存储管理技术。4、数据质量检查电力对象除了基本的属性管理，也设计了符合其基本物理特征的行为操作管理，包括类型对象中的属性值质量管理，对象关系管理操作等。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 步骤I:根据数据来源和用途，规划并确立电网数据对象全息完整时域模型； 步骤2 :依据电网数据对象全息完整时域模型，确定存储方法和存储机制； 步骤3 :依据存储方法确定电网数据对象的管理方法； 步骤4 :确定质量属性保证机制。
2.根据权利要求I所述的电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，其特征在于所述步骤I包括以下步骤 步骤1-1 :定义电网数据对象信息表示；根据电网管理应用需求以及数据来源，确定电 网数据对象的计算机数据信息的表示模型； 步骤1-2 :确定电网数据对象管理需求表示；依据数据特点，确定该数据管理需要的数据和操作表示模型； 步骤1-3 :定义电网数据对象服务表示；数据特点确定的应用服务类型和应用对象，定义服务方式和服务方法。
3.根据权利要求I所述的电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，其特征在于所述步骤2包括以下步骤 步骤2-1 :规划电网数据对象的计算机表示； 步骤2-2 :电网数据对象的数据库存储和表示；存储规划包括数据安全和数据性能属性的要求； 步骤2-3 :定义电网数据对象的存储管理方法和要求；电网数据对象完整表示和存储，确定其存取要求。
4.根据权利要求I所述的电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，其特征在于所述步骤3包括以下步骤 步骤3-1 :电网数据对象建立管理；对于指定电网数据对象，基于电网数据对象的存储服务方法在存储系统中建立管理； 步骤3-2 :电网数据对象管理操作；基于电网数据对象的存储服务方法，实施对建立的电网数据对象的完全操作和服务管理； 步骤3-3 :电网数据对象检索。
5.根据权利要求I所述的电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，其特征在于所述质量属性包括容量和性能。
6.根据权利要求I所述的电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，其特征在于所述步骤4包括以下步骤 步骤4-1 :设置多层索引机制；对于分类管理、分性能管理电网数据对象提供快速索引机制； 步骤4-2 :静态存储索引信息，动态存储变化信息；对于大数据量、不同需求频率和分性能管理电网数据对象提供灵活的存储机制； 步骤4-3 自动建立合适规格标准的内外存结合的数据存储；一般索引信息保持内存管理，而记录信息，定时定量的采取内外存可调整比例的存储管理方法； 步骤4-4 :确定数据质量检查方法和检查机制。
全文摘要
本发明提供本发明提供一种电力系统数据全息完整时域管理的存储定义方法，包括以下步骤根据数据来源和用途，规划并确立电网数据对象全息完整时域模型；依据电网数据对象全息完整时域模型，确定存储方法和存储机制；依据存储方法确定电网数据对象的管理方法；确定质量属性保证机制，所述质量属性包括容量和性能。本发明可以支持任意类型和管理目的的电力数据的全过程和全方位信息管理的系统有效实现。管理类型、对象、属性的完全自主配置管理；管理时间和过程可任意选择。也最大限度上配合巨大规模的数据管理性能需求，如系统管理容量、服务时间性能等。
文档编号G06Q10/00GK102968666SQ201210433138
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者郭中华, 李勤新, 郭剑波, 张松树, 裘微江, 陈勇, 孙永锋, 臧主峰, 何春江, 周智强, 李星, 秦长峰, 康建东, 陈继林, 刘娜娜, 张亮, 宫春明, 贾军茹, 刘欣, 邹卫美, 白俊杰, 刘骥, 罗春青, 刘洋, 佟德江, 尚康良, 李亚楼, 田芳 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司