基于电网调控一体化的全景信息平台的制作方法

基于电网调控一体化的全景信息平台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电网调控一体化下的各类监控信息、业务信息的处理平台，特别是基于电网调控一体化的全景信息平台，构建全景数据平台实现了系统运行信息及事件数据的汇集和存储，通过将来自各业务系统的数据通过提取、转换和加载等手段汇集到平台中，为进一步的事件全景分析构建基础。根据事件分析，基于告警信息规则库中的规则，在此基础上实施事件全景分析，产生简便易用的事件诊断报告，提高了快速获取有用的、完整信息的能力，提高了事故判断能力、电网预警能力和监控水平。最后通过构建融合通信平台，通过正向推送和反向查询互补式工作模式，将被动等待转化成主动获取，提高人员的感知能力的同时又将单向的信息传递变得更为可靠，过程互动。
【专利说明】基于电网调控一体化的全景信息平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电网调控一体化下的各类监控信息、业务信息的处理平台，特别是基于电网调控一体化的全景信息平台。
【背景技术】
[0002]“调控一体”打破了传统的调度业务范围，电网调度中心拓展成为电网与设备的集中监视与指挥控制中心。集约化管理模式下，调控中心的安全压力和工作负荷不断加大，各类生产业务的实时、准实时信息逐步汇集到调度台，调控中心不仅承担了电网设备的指挥控制职责，作为各类监控信息和管理流程的汇集点，还承担了监控实时电网生产运行状况的职责。
[0003]在电力调度告警事件发生时，由调度监控人员判定事件严重程度，并在需要时基于人工索取(比如电话问询、业务系统查询)从各个业务系统获取相关业务数据(如电网运行状态)以及各系统相关事件记录(如SOE事件、故障录波文件等)，然后对电力调度告警信息进行分析，并在需要时通知各专业人员协同处理。此种基于人工判断及人工索取的电力调度告警信息方式是目前最常见的技术方案。
[0004]然而，在运的输变电监控系统除EMS系统外，主要有输电在线监测系统、变电在线监测系统；网络通信主要有主网通信监测系统、配网通信监测系统；其他系统有变电站视频(消防安防)辅助系统、输电线路视频辅助系统、故障信息系统、气象信息系统等。这些系统界面独立、信息量大、专业性强，仅通过人工切换界面，逐个系统扫描监视，难以高效地获取所需?目息。
[0005] 此外，现有的生产业务系统，如输变电在线监测系统、综合减灾防灾等系统，虽整合了多系统的数据，但基本都还是停留在按专业集成数据，缺乏综合分析能力(如按间隔综合分析多专业系统数据形成简要结果报告功能)，使得非设备专业人员(如调度人员)使用上比较困难。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种减轻工作负荷、提高工作效率，保证电力系统安全运行的基于电网调控一体化的全景信息平台。
[0007]本发明的目的是通过以下途径来实现的:
基于电网调控一体化的全景信息平台，其要点在于，包括如下组成和连接关系:
1)硬件拓扑系统包括有Oracle服务器、通信服务器、事件分析服务器、Web发布服务器和汇集服务器，上述服务器均连接到平台网络上，其中平台网络通过交换机与安全三区网络连接，通过防火墙与安全四区网络连接，而汇集服务器分别通过正向隔离装置和反向隔离装置连接到安全二区网络；
2)软件体系结构分为五个层次，分别是基础平台层、数据汇集层、访问接口层、事故分析层、信息传递层； 基础平台层包括硬件产品和软件产品的支持，
数据汇集层包括有CIM模式数据管理、业务应用系统接入接口、数据抽取、转换与加载工具和数据传输平台，其中业务系统接入接口实现各在线监测系统的数据汇集功能，数据抽取、转换、加载工具以及数据传输平台协同，共同完成从各种在线监测系统中汇集有用数据并在平台进行整合的功能；由硬件拓扑系统中的汇集服务器和oracle服务器实现；
访问接口层由一组提供标准访问接口及一部分自定义接口的数据服务组成，包括模型数据访问服务、高速数据访问服务和历史数据访问服务；
事故分析层的核心模块为告警分析服务器，告警分析服务器在实时运行过程中，将来自各源系统的事件进行分组，形成多个用于即时事件分析的先进先出(FIFO)事件队列；对进入队列的每个告警事件，基于告警信息规则库中的规则，启动相应的分析求解过程，产生故障诊断报告；由事件分析服务器实现；
信息传递层把各种信息传输手段进行融合，形成无缝交互的智能融合通信平台；
3)全景信息平台的运行流程具体为:
①建立全景数据平台，构建平台信息模型，平台信息模型包括描述电力系统逻辑模型、电力物理设备及量测；以CM和通用事件服务中的事件模型为基础，通过裁制、补充、扩展构建；全景数据平台包括包括数据存储部分和数据汇集部分；数据存储部分提供平台数据库，存储有结构化数据和非结构化数据，数据汇集部分:针对各个业务系统的数据汇集到平台的需求，建立相应的汇集任务，汇集任务完成结构化数据和非结构化数据的迁移；包括模型数据汇集、实时数据汇集、事件汇集以及历史数据汇集；
②通过全景数据平台进行以下源系统的数据全模型导入:导入过程中均建立其源系统对象与导入后对象间的映射关系，其具体步骤为:
首先是EMS系统为最先导入平台的源系统，在数据全模型导入过程中，进行数据描述的转换:首先根据确定的映射逻辑，按类导入对象描述数据，在平台内部创建对应的对象，并记录下EMS系统对象和新产生的平台对象间的映射关系；创建对象的同时，相关对象的属性性质取值会被一同导入；在所有平台对象创建完毕后，启动关联关系的映射导入，这一过程需要用到前一阶段所确定的EMS系统对象一平台对象的映射:将EMS系统中描述两个对象间的关联关系，转换为平台内两个对象间的关联关系；
其后是变电站设备监测系统的导入，在导入过程中，首先确定共同描述对象的映射，然后进行数据描述的转换、导入；
后续导入的系统为输电线路监测系统、变电设备辅助系统视频、主网通信系统、配网通信系统和输电线路视频系统的数据，以及保护信息新系统数据和旧系统数据；每个后续导入的系统数据，首先需要确定的就是与先导入的其他系统数据的合并，合并策略是按照首先确认大的容器，然后逐级缩小映射的范围的方式进行；数据描述是否指向同一对象的判定则依据在指定的范围内所转换对象的类型加名字信息的唯一性进行；
③增量数据的导入采用首先进行全模型比较，产生差分，然后再将差分更新到平台中的方式；比较方法如下:
首先获取源系统当前对象描述，与上次所导出数据进行比较，产生模型差分:确定对象的新增、更新和删除；然后根据之前导入过程产生维护的源系统对象——平台对象映射表，将第一步的模型差分结果应用到平台中:创建新增对象描述，更新和删除原有对象，修改维护源系统对象——平台对象映射表；
④依序导入以下数据:从EMS系统中获取实时数据、从EMS系统转换导入电网单线接线图、从安全二区所在的故障信息系统接入故障录波、事件和告警信息；
⑤在全景数据平台中建立事件信息模型，以事件源系统、事件分类以及事件性质为主链接，并依序关联，事件源系统描述产生事件的来源——监测系统的描述；事件分类描述各源系统中需要处理的事件的类型；事件性质为每种事件类型除了所有事件公共的性质之外的特殊性质提供一种名值对的通用描述；
⑥基于事件类型构建电力调控中心告警信息规则库；电力调控中心告警信息规则库中定义对事件告警信息进行分析的规则；告警信息规则库包括每种类别事件的产生原因及解决方案描述，同时也定义了告警信息分析、发布规则，包括告警事件的基本分析、根据事件信息模型的关联事件搜集、事件队列管理和故障诊断报告的生成及发布；
⑦事件告警分析服务器监听电力调控中心各业务系统产生的告警事件，将来自不同系统的告警事件进行分组，形成多个用于即时事件分析的先进先出事件队列；
对进入队列的每个告警事件，基于告警信息规则库中的规则，启动相应的分析求解过程，以电网间隔为单位搜寻来自各业务系统的告警信息，或业务系统计算分析后的事故报告，通过预先设定的规则进行快速搜集和分析，然后根据进入队列的事件响应级别，告警分析服务器触发关联事件搜集，将包括事件发生前后的关联事件、与告警事件相关的在线量测数据、视频信息综合构成事件关联信息；形成了简练的告警事故简报以及事件案例数据集，形成了告警信息；
⑧在通信服务器和Web发布服务器中建立融合通信平台，根据告警事件分类映射并关联到目标人群的通信方式，从而建立消息-目标人群-通信手段三层映射关系，将告警信息正向推送给目标人群，并接受目标人群通过该映射关系反向查询告警信息。
[0008]所述的Oracle服务器提供Oracle商用数据库，并连接有磁盘阵列，全景数据平台是基于Oracle服务器和汇集服务器作为硬件支持完成的，主要用于数据的汇集和存储，主要完成软件体系中数据汇集层的任务。而通信服务器则包括了短信平台、IP电网、固定电话、办公系统等通信手段，与Web发布服务器共同完成访问接口层和信息传递层的任务。事件分析服务器在软件体系中完成事故分析层的任务，以告警分析服务为核心模块，构建电力调控中心告警信息规则库，对收到的事件告警信息进行分析，获得事件的告警信息报告。
[0009]所述的安全二区、安全三区和安全四区是电力二次系统基于安全原则的网络分区构造，还包括有安全一区。电力二次系统是指各级电力监控系统和调度数据网络(STOnet)以及各级调度管理信息系统(OMS)和电力数据通信网络(SPInet)构成的大系统。安全一区为电网调度EMS系统，安全二区为故障信息系统，安全三区包括输电线路在线监测系统、变电在线监测系统、输电线路视频监测系统、变电站视频(消防安防)监控系统、主网通信监测系统、配网通信监测系统、数据平台系统；安全四区为生产管理系统GPMS。在本发明中，由于EMS系统自身在安全三区提供了完整的系统镜像，所以电网生产调度一体化信息平台不需要直接与安全一区通信。
[0010]本发明所述的全景信息平台运行于安全三区。通过正反向隔离装置从安全一区和二区接入EMS系统、故障信息系统等监测系统的数据；通过配置相应的防护墙从安全三区、四区接入变电站视频辅助、通信监测系统、变电设备监测系统等监测系统的数据。[0011]综上所述，本发明提供了一种基于电网调控一体化的全景信息平台，构建全景数据平台实现了系统运行信息及事件数据的汇集和存储，通过将来自各业务系统的描述、实时、历史、事件以及视频等数据通过提取、转换和加载等手段汇集到平台中，为进一步的事件全景分析构建基础。根据事件分析，基于告警信息规则库中的规则，在此基础上实施事件全景分析，产生简便易用的事件诊断报告，提高了从浩瀚的信息海洋中快速获取有用的、完整信息的能力，提高了事故判断能力、电网预警能力和监控水平。最后通过构建融合通信平台，打破以往被动接受信息的工作方式，通过正向推送和反向查询互补式工作模式，将被动等待转化成主动获取，提高人员的感知能力的同时又将单向的信息传递变得更为可靠，过程互动。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1所示为本发明所述基于电网调控一体化的全景信息平台的硬件拓扑结构示意图。
[0013]图2所示为本发明所述基于电网调控一体化的全景信息平台的软件体系结构示意图。
[0014]图3所示为本发明所述全景数据平台的拓扑结构示意图。
[0015]下面结合附图对本发明做进一步阐述。
【具体实施方式】
[0016]最佳实施例:
基于电网调控一体化的全景信息平台，其要点在于，包括如下组成和连接关系:
I)参照附图1，硬件拓扑系统包括有Oracle服务器、通信服务器、事件分析服务器、Web发布服务器和汇集服务器，上述服务器均连接到平台网络上，其中平台网络通过交换机与安全三区网络连接，通过防火墙与安全四区网络连接，而汇集服务器分别通过正向隔离装置和反向隔离装置连接到安全二区网络；由于EMS系统自身在安全三区提供了完整的系统镜像，所以全景信息平台不需要直接与安全一区通信。
[0017]具体为:所述全景信息平台运行于安全三区。通过正反向隔离装置从安全一区和二区接入EMS系统、故障信息系统等监测系统的数据；通过配置相应的防护墙从安全三区、四区接入变电站视频辅助、通信监测系统、变电设备监测系统等监测系统的数据。可以通过Web门户、短信平台，移动电话、固定电话等多种通信手段向外传递信息；其中Web门户主要向安全三区、四区用户提供。
[0018]为了充分保证系统的安全性、运行性能、稳定性、可靠性，确定了采用HP安腾系列小型机作为服务器的硬件配置方案。服务器统一采用BL460C系列，工作站采用HP Z800，磁盘阵列采用HP EVA4400。应用模块采用互为备用的冗余方式部署。
[0019]2)软件体系结构分为五个层次，分别是基础平台层、数据汇集层、访问接口层、事故分析层、信息传递层；
①基础平台层包括硬件产品和软件产品的支持，采用主流商业现售产品，如计算机设备、网络设备、操作系统、数据库、中间件和开发工具等。操作系统采用64位MS Windows2008操作系统，数据库采用Oracle商用数据库。系统中采用中间件技术，有效屏蔽异构系统的差别，提供给调度综合数据平台各应用、平台外各应用统一的访问接口。紧耦合的中间件系统采用CORBA对象中间件构建系统集成环境。松耦合应用信息交互，采用基于XML的中间件技术。数据库访问方面采用ODBC和JDBC实现。
[0020]②数据汇集层包括有CM模式数据管理、业务应用系统接入接口、数据抽取、转换与加载工具和数据传输平台，其中业务系统接入接口实现各在线监测系统的数据汇集功能，数据抽取、转换、加载工具以及数据传输平台协同，共同完成从各种在线监测系统中汇集有用数据并在平台进行整合的功能；由硬件拓扑系统中的汇集服务器和oracle服务器实现；
③访问接口层由一组提供标准访问接口及一部分自定义接口的数据服务组成，主要包括模型数据访问服务、高速数据访问服务和历史数据访问服务；各种接口服务均提供CORBA接口形式。
[0021]④事故分析层的核心模块为告警分析服务器，告警分析服务器在实时运行过程中，将来自各源系统的事件进行分组，形成多个用于即时事件分析的先进先出(FIFO)事件队列；对进入队列的每个告警事件，基于告警信息规则库中的规则，启动相应的分析求解过程，产生故障诊断报告；由事件分析服务器实现；为不同级别的事件触发建立事件案例化模板，支持诊断结果报告的自动推送。
[0022]⑤信息传递层根据现有通信系统状况进行全方位改造，把短信平台，移动电话、固定电话、办公系统等信息传输手段进行融合，形成无缝交互的智能融合通信平台。
[0023]⑥另外，安全管理功能贯穿与各层之中。安全管理功能主要包括安全认证服务、人员权限配置管理工具等功能。系统管理功能也贯穿与于上述各层之中，各服务程序提供管理接口，输出日志、运行状态信息、诊断信息等。通过Web门户提供统一的系统运行工况监视与管理界面。
[0024]以下说明上述的全景信息平台的运行流程:
I)建立全景数据平台，构建平台信息模型，平台信息模型包括描述电力系统逻辑模型、电力物理设备及量测；以C頂和通用事件服务中的事件模型为基础，通过裁制、补充、扩展构建；全景数据平台包括包括数据存储部分和数据汇集部分；数据存储部分提供平台数据库，存储有结构化数据和非结构化数据，数据汇集部分:针对各个业务系统的数据汇集到平台的需求，建立相应的汇集任务，汇集任务完成结构化数据和非结构化数据的迁移；包括模型数据汇集、实时数据汇集、事件汇集以及历史数据汇集；全景数据平台的结构图参见附图30
[0025]2)关于数据汇集部分主要是提供数据汇集体系，其首要任务是源系统中导入必须的对象描述、事件告警信息:抽取必须的监测基础数据，汇集整合为统一的模型平台在抽取、汇集、整合的各类数据基础上，还需要根据信息的冗余度进行信息真实性的识别，提高信息可信度判断，确保数据能进行后续处理。并在此统一模型基础上，将所接入的源系统产生的事件告警信息，转换为基于平台模型的标准化描述后，向关注事件的用户或其它应用发布。
[0026]数据的汇集导入参见说明内容的步骤，在实施例中，给出以下实例:
①根据EMS自动化系统实际，基于IEC 61970 CIM模型，建立智能调度辅助平台的核心CIM模型； ②根据EMS自动化系统实际，采用CISGDA方式接入电网模型数据；
③设计构建平台事件告警描述模型，并以之为基础构建标准的CISGES事件浏览树；
④从EMS系统SoftBus接口接入EMS告警事件，并将之转换为标准的CISGES事件发布。
[0027]而其他系统的接入方式类似与OMDS (变电站设备监测系统)的接入，具体为:
①以根据EMS构建的核心CIM模型为基础，根据厦门OMDS(变电)系统实际，扩展模
型；
②OMDS(变电)系统的数据接入方式确认为直接访问源系统数据库；
③确认OMDS关系表——平台CM模型映射关系。注意这一过程仅需映射必要的(与监测相关的)数据类型及相应类型的属性(即关系表及关系表中的列)；
④根据上一步确认的映射规则，将实际的OMDS(变电)数据导入到平台中。这一步骤中最重要的工作在于与EMS模型数据中重复数据的整合(如变电站及其下属的各设备的重复描述)，基本原则是，以EMS模型为主，充分利用名称、编码等信息自动匹配，结合人工指定校验，最终确认并保留源系统对象标识一平台对象标识映射表；
⑤接入OMDS(变电)系统告警事件，将事件描述中对源系统中各种资源(如关联设备、变电站描述)的引用转换为平台中相应对象的描述。
[0028]3)基于规范化不同业务系统的信息模型和事件模型构建的数据平台，构建告警信息规则库，在此基础上实施事件全景分析，产生简便易用的事件诊断报告，实时联动获取各监测系统相关的视频、故障录波信息，为调控中心的调度业务开展提供了先进高效的辅助手段。通过构建事件告警分析服务器，提高了从浩瀚的信息海洋中快速获取有用的、完整信息的能力，提高了事故判断能力、电网预警能力和监控水平。
[0029]其中:事件分析规则库基于事件类别构建，定义了对事件告警信息进行分析的规贝U。事件分析规则包括每种类别事件的产生原因及解决方案描述，也定义了事件基本分析、关联事件搜集、事件队列管理、故障诊断报告生成及发布、事件高级分析等告警信息分析规则。
[0030]基于队列和事件时空关联性的告警分析:告警分析服务器在实时运行过程中，将来自多个源系统的事件进行分组，形成多个用于即时事件分析的先进先出(FIFO)事件队列；对进入队列的每个告警事件，基于告警信息规则库中的规则，启动相应的分析求解过程，通过综合分析时空相关的事件，产生故障诊断报告。
[0031]案例化信息组织及推送:为不同级别的事件触发建立事件案例化模板，实时联动获取各监测系统相关的视频、故障录波信息，支持诊断结果报告的自动推送。
[0032]4)在通信服务器和Web发布服务器中建立融合通信平台，根据现有通信系统状况进行全方位改造，把短信平台，移动电话、固定电话、办公系统等等信息传输手段进行融合，形成无缝交互的智能融合通信平台。同时，通信平台与全景信息平台紧密捆绑，信息的推送无需人工干预，直接取自于信息平台经过定制处理的信息。结合先进的IT技术，实现互补式的工作模式。打破以往被动接受信息的工作方式，通过正向推送和反向查询互补式工作模式，将被动等待转化成主动获取，提高人员的感知能力的同时又将单向的信息传递变得更为可靠，过程互动。
[0033]本发明的创新点在于: I)覆盖逻辑电网、视频监测、线路监测、电缆监测、故障录波、气象监测等多维度的信息模型和事件模型:以电力系统逻辑模型和电力物理设备及其量测为核心模型，在IEC TC57CIM基础上裁制，并按照增加属性含义、新增属性、新增关联、新增类的逐级增强的方式扩展融合各专业系统需要的信息模型，形成全方位多维度的电网设备模型。建立了覆盖电网一次设备、二次设备、视频监控、线路线缆监测、天气监测、通信设备监测等全景信息模型，作平台数据汇集的基础。
[0034])构建基于时间、空间、拓扑连接或逻辑上的相关性，结合实时接线方式、运行方式、逻辑、时序信息进行事件分析的事件分析规则库，实施事件全景分析，产生事件诊断报告。基于规范化不同业务系统的信息模型和事件模型构建的数据平台，构建基于事件间的时间、空间、拓扑连接或逻辑上的相关性，结合实时接线方式、运行方式、逻辑、时序信息进行事件分析的事件分析规则库，在此基础上实施事件全景分析，产生简便易用的事件诊断报告，实时联动获取各监测系统相关的视频、故障录波信息，为调控中心的调度业务开展提供了先进高效的辅助手段。
[0035])统一元数据管控的实体要素归集及并源数据追溯，基于融合多通道通信的事故分析结果推送及原因源数据无遗漏呈现。智能融合通信平台，结合先进的IT技术，实现互补式的工作模式。打破以往被动接受信息的工作方式，通过正向推送和反向查询互补式工作模式，将被动等待转化成主动获取，提高人员的感知能力的同时又将单向的信息传递变得更为可靠，过程互动。通信平台与全景信息平台紧密捆绑，信息的推送无需人工干预，直接取自于信息平台经过定制处理的信息，实现事故分析结果推送及原因源数据无遗漏呈现。
[0036]本发明未述部分与现有技术相同。
【权利要求】
1.基于电网调控一体化的全景信息平台，其特征在于，包括如下组成和连接关系: 1)硬件拓扑系统包括有Oracle服务器、通信服务器、事件分析服务器、Web发布服务器和汇集服务器，上述服务器均连接到平台网络上，其中平台网络通过交换机与安全三区网络连接，通过防火墙与安全四区网络连接，而汇集服务器分别通过正向隔离装置和反向隔离装置连接到安全二区网络； 2)软件体系结构分为五个层次，分别是基础平台层、数据汇集层、访问接口层、事故分析层、信息传递层； 基础平台层包括硬件产品和软件产品的支持， 数据汇集层包括有CIM模式数据管理、业务应用系统接入接口、数据抽取、转换与加载工具和数据传输平台，其中业务系统接入接口实现各在线监测系统的数据汇集功能，数据抽取、转换、加载工具以及数据传输平台协同，共同完成从各种在线监测系统中汇集有用数据并在平台进行整合的功能；由硬件拓扑系统中的汇集服务器和oracle服务器实现； 访问接口层由一组提供标准访问接口及一部分自定义接口的数据服务组成，包括模型数据访问服务、高速数据访问服务和历史数据访问服务； 事故分析层的核心模块为告警分析服务器，告警分析服务器在实时运行过程中，将来自各源系统的事件进行分组，形成多个用于即时事件分析的先进先出(FIFO)事件队列；对进入队列的每个告警事件，基于告警信息规则库中的规则，启动相应的分析求解过程，产生故障诊断报告；由事件分析服务器实现； 信息传递层把各种信息传输手段进行融合，形成无缝交互的智能融合通信平台。
【文档编号】G06Q50/06GK103699967SQ201310702509
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】黄春红, 黄坚明, 林桓, 陈进忠, 郑舜, 高俊彦, 林继斌, 白小铮, 林树 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司厦门供电公司