一种电力数据监测系统的制作方法

本发明属于电力监测领域，尤其涉及一种电力数据监测系统。

背景技术：

在电力数据监测系统中，通常包括故障录波装置、电能质量监测装置、变压器监测装置、电机监测装置等电力监测二次设备。在研发这些产品过程中，需要设计对应的软件来实现相应的功能，如图1所示，为一种电力数据监测系统的软件结构图。

由于在软件设计的过程中，往往不太重视软件模块化设计，使软件的可扩展性、可维护性都很差，所以每开发新的产品，都需要重新设计软件。比如更换硬件平台，采用不一样的总线技术，原来的数据接收模块需要更换以适应新的总线。但由于其它的业务模块是直接调用原数据接收模块内部的接口的，所以需要理一遍其它业务模块的代码，在上千个代码文件中找到各个调用代码，并改成新模块的接口，可见其带来的工作量及可能引入风险有多么的大。而其它业务模块代码被修改过，它就必须独立出一份单独的代码进行维护。也就是说，因为更换硬件总线，其它与硬件无关的软件模块需要独立成两份代码分别进行维护，维护的代价成倍的增长。

技术实现要素：

针对现有技术中的电力数据监测系统可扩展性差和维护成本高的技术问题，本发明提供了一种可扩展性好和维护成本低的电力数据监测系统。

在本发明实施例中，提供了一种电力数据监测系统，其包括数据接收模块、环形内存、基本量计算模块、电能质量计算模块、故障录波计算模块、变压器计算模块、电机计算模块、电能质量业务处理模块、故障录波业务处理模块、变压器业务处理模块和电机业务处理模块，

所述数据接收模块，用于接收采集到的电力数据；

所述环形内存，用于存储所述数据接收模块接收到的电力数据；

所述基本量计算模块，用于从所述环形内存中获取电力数据，并将获取到的电力数据计算为所述电能质量计算模块、所述故障录波计算模块、所述变压器计算模块和所述电机计算模块需要用到的基本计算量，并将计算得到的基本计算量发布在第一消息队列上；

所述电能质量计算模块、所述故障录波计算模块、所述变压器计算模块和所述电机计算模块分别用于从所述环形内存获得电力数据来计算自身业务特有的计算量和从所述第一消息队列中获得基本计算量，并将自身业务特有的计算量和基本计算量组成一个消息结构体，发布到第二消息队列上；

所述电能质量业务处理模块、所述故障录波业务处理模块、所述变压器业务处理模块和所述电机业务处理模块分别用于从所述第二消息队列中获取与各自业务相关的消息结构体进行处理，以实现各自完整的业务功能。

本发明实施例中，所述的电力数据监测系统还包括：

数据采集模块，用于采集被监测的电力系统的电力数据。

本发明实施例中，所述数据接收模块包括9054总线接口单元、双口ram接口单元、pcie接口单元和以太网接口单元中的一个或多个。

本发明实施例中，所述基本量计算模块采用zeromq技术的发布/订阅模式，作为发布者将基本计算量发布在所述第一消息队列上，所述电能质量计算模块、所述故障录波计算模块、所述变压器计算模块和所述电机计算模块作为订阅者从所述第一消息队列获得基本计算量。

本发明实施例中，所述电能质量计算模块、所述故障录波计算模块、所述变压器计算模块和所述电机计算模块采用zeromq技术的发布/订阅模式，作为发布者将消息结构体发布在所述第二消息队列上，所述电能质量业务处理模块、所述故障录波业务处理模块、所述变压器业务处理模块和所述电机业务处理模块作为订阅者从所述第二消息队列获得消息结构体。

本发明实施例中，所述电能质量计算模块还用于判断是否符合电能质量录波启动标准，若是则启动录波并将录波数据发布到所述第二消息队列。

本发明实施例中，所述故障录波计算模块还用于判断是否符合故障录波启动标准，若是则启动录波并将录波数据发布到所述第二消息队列。

本发明实施例中，所述变压器计算模块还用于判断是否符合变压器录波启动标准，若是则启动录波并将录波数据发布到所述第二消息队列。

本发明实施例中，所述电机计算模块还用于判断是否符合电机录波启动标准，若是则启动录波并将录波数据发布到所述第二消息队列。

与现有技术相比较，采用上述电力数据监测系统中，各大功能模块之间的关系是松耦合关系，它们任何一个模块都可以被轻易拿走、加入或者替换，而这些不会影响到其它模块；功能模块与功能模块之间的数据传递是通过zeromq消息队列来实现的，哪个模块添加、修改、移除，都不会对其它模块有影响。从这可看出系统具有很好的可扩展性、可维护性，同时它也可以根据配置灵活启动需要的模块，使一台设备可以灵活组合多种业务功能，以满足不同用户的需求。

附图说明

图1是现有技术的电力数据监测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电力数据监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

如图2所示，在本发明实施例中，提供了一种电力数据监测系统，其包括数据采集模块1、数据接收模块2、环形内存3、基本量计算模块4、电能质量计算模块5、故障录波计算模块6、变压器计算模块7、电机计算模块8、电能质量业务处理模块9、故障录波业务处理模块10、变压器业务处理模块11和电机业务处理模块12。下面分别进行说明。

所述数据采集模块1，用于采集被监测的电力系统的电力数据。所述数据采集模块1负责将电压、电流等模拟信号转换成数字信号，每个模拟通道一个采样值对应一个short型值，并通过总线传给所述数据接收模块2。

所述数据接收模块2包括9054总线接口单元、双口ram接口单元、pcie接口单元和以太网接口单元。所述9054总线接口单元负责从9054总线取数据。所述双口ram接口单元模块负责从双口ram总线取数据。所述pcie接口单元负责从pcie总线取数据。所述以太网接口单元负责从以太网取数据。所述数据接收模块2获取到的数据都按照统一的格式要求存放在所述环形内存3中。

所述基本量计算模块4，用于从所述环形内存3中获取电力数据，并将获取到的电力数据计算为所述电能质量计算模块5、所述故障录波计算模块6、所述变压器计算模块7和所述电机计算模块8需要用到的基本计算量，并将计算得到的基本计算量发布在第一消息队列pub1上。

所述电能质量计算模块5根据预先配置，如果设备启用电能质量功能则启动该模块，如果没启用，则不启动它。所述电能质量计算模块5使用zeromq技术作为订阅者连到所述第一消息队列pub1获得基本计算量，同时也从所述环形内存3获得电力数据来计算自身业务特有的计算量，比如闪变、高精度的谐波等。所述电能质量计算模块5将自身业务的计算量和基本计算量组成一个消息结构体，使用zeromq的发布(pub)/订阅(sub)模式，作为发布者发布到所述第二消息队列pub2上。所述电能质量计算模块5还要进行符合电能质量录波启动标准的启动判断，启动录波时，录波数据也被发布到所述第二消息队列pub2上。由计算量组成的消息结构体，或者录波数据，都可设置一个唯一的主题以便其它模块可以根据主题来过滤它们不感兴趣的消息。

所述故障录波计算模块6根据预先配置，如果设备启用故障录波功能则启动该模块，如果没启用，则不启动它。所述故障录波计算模块6使用zeromq技术作为订阅者连到第一消息队列pub1获得基本计算量，同时也从所述环形内存3获得电力数据计算自身业务特有的计算量。所述故障录波计算模块6将自身业务的计算量和基本计算量组成一个消息结构体，使用zeromq的发布/订阅模式，作为发布者发布到第二消息队列pub2上。它还要进行符合故障录波录波启动标准的启动判断，启动录波时，录波数据也被发布到第二消息队列pub2上。由计算量组成的消息结构体，或者录波数据，都可设置一个唯一的主题以便其它模块可以根据主题来过滤它们不感兴趣的消息。

所述变压器计算模块7是根据预先配置，如果设备启用变压器功能则启动该模块，如果没启用，则不启动它。它使用zeromq技术作为订阅者连到第一消息队列pub1获得基本计算量。同时它也要从环形内存3获得采样值计算自身业务特有的计算量。它将自身业务的计算量和基本计算量组成一个消息结构体，使用zeromq的发布/订阅模式，作为发布者发布到第二消息队列pub2上。它还要进行符合变压器录波启动标准的启动判断，启动录波时，录波数据也被发布到第二消息队列pub2上。由计算量组成的消息结构体，或者录波数据，都可设置一个唯一的主题以便其它模块可以根据主题来过滤它们不感兴趣的消息。

所述电机计算模块8根据预先配置，如果设备启用电机功能则启动该模块，如果没启用，则不启动它。它使用zeromq技术作为订阅者连到第一消息队列pub1获得基本计算量。同时它也要从环形内存3获得采样值计算自身业务特有的计算量。它将自身业务的计算量和基本计算量组成一个消息结构体，使用zeromq的发布/订阅模式，作为发布者发布到第二消息队列pub2上。它还要进行符合电机录波启动标准的启动判断，启动录波时，录波数据也被发布到第二消息队列pub2上。由计算量组成的消息结构体，或者录波数据，都可设置一个唯一的主题以便其它模块可以根据主题来过滤它们不感兴趣的消息。

所述电能质量业务处理模块9根据配置来决定是否被启动。如果设备启用电能质量功能则启动它，如果没有则不启动它。它以zeromq技术作为订阅者连接到第二消息队列pub2上，根据主题过滤其它业务功能的消息，只接收电能质量计算量及电能质量录波数据的消息，然后对这些消息进一步处理形成完整的电能质量业务功能。当然如果功能扩展它也需要其它业务功能的数据的话，可以部分放开过滤条件以接收其它业务的消息。

所述故障录波业务处理模块10根据配置来决定是否被启动。如果设备启用故障录波功能则启动它，如果没有则不启动它。它以zeromq技术作为订阅者连接到第二消息队列pub2上，根据主题过滤其它业务功能的消息，只接收故障录波计算量及故障录波录波数据的消息，然后对这些消息进一步处理形成完整的故障录波业务功能。当然如果功能扩展它也需要其它业务功能的数据的话，可以部分放开过滤条件以接收其它业务的消息。

所述变压器业务处理模块11是根据配置来决定是否被启动。如果设备启用变压器功能则启动它，如果没有则不启动它。它以zeromq技术作为订阅者连接到第二消息队列pub2上，根据主题过滤其它业务功能的消息，只接收变压器计算量及变压器录波数据的消息，然后对这些消息进一步处理形成完整的变压器业务功能。当然如果功能扩展它也需要其它业务功能的数据的话，可以部分放开过滤条件以接收其它业务的消息。

所述电机业务处理模块12根据配置来决定是否被启动。如果设备启用电机功能则启动它，如果没有则不启动它。它以zeromq技术作为订阅者连接到第二消息队列pub2上，根据主题过滤其它业务功能的消息，只接收电机计算量及电机录波数据的消息，然后对这些消息进一步处理形成完整的电机业务功能。当然如果功能扩展它也需要其它业务功能的数据的话，可以部分放开过滤条件以接收其它业务的消息。

需要说明的是，在具体软件实现方式上，所述基本量计算模块4、所述电能质量计算模块5、所述故障录波计算模块6、所述变压器计算模块7、所述电机计算模块8可以分别作为计算机计算进程中的一个独立线程来实现。所述电能质量业务处理模块9、所述故障录波业务处理模块10、所述变压器业务处理模块11和所述电机业务处理模块12可以分别作为计算机中一个独立的进程来实现。

从上面描述可以看出，除了所述数据接收模块2与底层硬件关联，其它功能模块与硬件完全解耦，不论更换什么硬件平台，这些模块都没有受到影响。

综上所述，采用上述电力数据监测系统中，各大功能模块之间的关系是松耦合关系，它们任何一个模块都可以被轻易拿走、加入或者替换，而这些不会影响到其它模块；功能模块与功能模块之间的数据传递是通过zeromq消息队列来实现的，哪个模块添加、修改、移除，都不会对其它模块有影响。从这可看出系统具有很好的可扩展性、可维护性，同时它也可以根据配置灵活启动需要的模块，使一台设备可以灵活组合多种业务功能，以满足不同用户的需求。

值得注意的是，本领域普通技术人员可以理解：实现上述系统可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。