一种数据库结构以及调度自动化系统的制作方法

本发明涉及调度自动化系统数据库技术领域，特别涉及一种数据库结构以及包括该数据库结构的调度自动化系统。

背景技术：

电网模型是调度自动化系统软件的基础数据库，为了验证其准确性，调度自动化系统维护人员需花大量的工作进行变电站四遥信号联调。随着调度自动化系统软件的运行年限增加和技术的发展，不可避免地要进行软件更新或升级，传统的做法是复制部分电网模型或重新建模，对电网模型关联的四遥数据的准确性需要重新进行验证。因此，存在模型复制或重建带来系统采集与监控不确定性的问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种数据库结构以及包括该数据库结构的调度自动化系统，以解决调度自动化系统软件更新或升级过程中模型复制或重建带来系统采集与监控不确定性的问题。

为达本发明目的，本发明第一方面实施例提供一种调度自动化系统数据库结构，包括：

ems本地实时数据库，用于接收并存储调度自动化系统的实时数据；

模型中心数据库，其与所述ems本地实时数据库通信连接，用于接收并存储电网基础模型数据；

电网运行历史数据库，其与所述ems本地实时数据库通信连接，用于接收并存储ems本地实时数据库的电网运行数据。

优选地，所述模型中心数据库包括一个主电网模型数据库和若干个备用电网模型数据库，所述主电网模型数据库与所述ems本地实时数据库通信连接，所述主电网模型数据库用于接收并存储电网模型数据，并将电网模型数据同步至所述备用电网模型数据库。

优选地，所述模型中心数据库包括一个主电网运行数据库和若干个备用电网运行数据库，所述主电网运行数据库与所述ems本地实时数据库通信连接，所述主电网运行数据库用于接收并存储电网运行数据，并将电网运行数据同步至所述备用电网运行数据库。

优选地，所述电网基础模型为在iec61970国际标准的公共信息模型基础上增加电力系统物理设备相对应的四遥采集id与控制id作为扩展的公共信息模型；其中，所述四遥采集id与控制id为每一个厂站的测控及远动装置的固定属性。

优选地，所述电网运行数据包括遥测采样和告警记录数据。

优选地，所述第二主数据中电网运行数据采用编码和关联电网基础模型的方式进行存储，数据形式包括厂站id、设备类型id、设备编号id和记录类型id。

本发明第二方面实施例提供一种调度自动化系统，其包括第一方面实施例所述的调度自动化系统数据库结构。

实施本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例通过构建独立的电网模型中心数据库及分离的电网运行历史数据库，调度自动化系统更新或不同型号的系统接入，无需重新建模，并且保留了四遥信息库，从而将电网基础模型扩展的四遥模型作为独立的电网模型中心数据库进行维护，减少与调度自动化系统的耦合，不受应用软件的变更影响，电网运行历史数据库单独分离使核心的电网模型库更加安全可靠，减少耦合的影响，容错能力更高。

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为传统的调度自动化系统获取电网模型1+n逻辑图。

图2为本发明实施例一中调度自动化系统获取电网模型1+m+n逻辑图。

图3为本发明实施例一中公共信息模型中类与类之间的扩展关联关系示意图。

图4为本发明实施例一中扩展模型设备关联关系示意图。

图5为本发明实施例一中电网运行数据继承电网基础模型示意图。

图6为本发明实施例二中调度自动化系统示意图。

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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

传统的调度自动化系统采用1+n模式存储数据如图1所示，即本地实时库1+历史库(冗余配置)n，本地实时库机制使系统响应快，历史库冗余配置可靠性高。即使历史库故障本地可缓存实时库，实时系统不受影响，故障恢复后仍可提交。但不足之处是平台软件变更后相应的电网模型数据需重建，每个电网设备的模型与其历史数据是相连的，电网模型重建后会影响历史数据的复用。电网模型重建意味着需要重新通过调度自动化四遥联调去验证模型的准确性，对于一个城市的电网模型验证所需的四遥联调工作量是非常巨大的。

基于图1所示模式存在的不足，如图2-5所示，本发明实施例一提供一种调度自动化系统数据库结构，包括：

ems本地实时数据库1，用于接收并存储调度自动化系统的实时数据；

模型中心数据库，其与所述ems本地实时数据库1通信连接，用于接收并存储电网基础模型数据；

电网运行历史数据库，其与所述ems本地实时数据库1通信连接，用于接收并存储ems本地实时数据库的电网运行数据。

其中，所述模型中心数据库包括一个主电网模型数据库21和若干个备用电网模型数据库22，所述主电网模型数据库21与所述ems本地实时数据库1通信连接，所述主电网模型数据库用于接收并存储电网模型数据，并将电网模型数据同步至所述备用电网模型数据库。

其中，所述模型中心数据库包括一个主电网运行数据库31和若干个备用电网运行数据库32，所述主电网运行数据库31与所述ems本地实时数据库1通信连接，所述主电网运行数据库用于接收并存储电网运行数据，并将电网运行数据同步至所述备用电网运行数据库。

其中，所述电网基础模型为在iec61970国际标准的公共信息模型基础上增加电力系统物理设备相对应的四遥采集id与控制id作为扩展的公共信息模型；其中，所述四遥采集id与控制id为每一个厂站的测控及远动装置的固定属性。

其中，所述电网运行数据包括遥测采样和告警记录数据。

其中，所述第二主数据中电网运行数据采用编码和关联电网基础模型的方式进行存储，数据形式包括厂站id、设备类型id、设备编号id和记录类型id。

本实施例提出改进后ems数据新型的存储方式，采用1+m+n模式存储数据如图2所示，即本地实时库1+独立的电网模型中心数据库(冗余配置)m+电网运行历史库(冗余配置)n，将传统的历史数据库分成电网模型数据和电网运行数据两部分。这种处理方式的优点是数据流分层清晰，独立的电网模型是调度自动化系统的基础数据模型，制定系统的数据基础标准，不受软件变更的影响。这里的基础数据模型是广义上的电网模型，其不但包含设备，拓扑连接等传统的cim模型，还融合了变电站自动化的四遥信息关联，即在电网设备的属性上衍生的采集id与控制id，一并附加在基础模型上。当调度自动化系统主站软件变更时，只需在电网基础模型库的标准上进行建设，无需重新建模，电网历史数据完全可复用。在节约了重新验证电网模型的工作量的同时，电网运行历史数据存储也不会因系统的变更而重建，为电网大数据分析积累大量的电网历史运行数据源，多样的数据源更有利于电网运行分析。

具体而言，本实施例模型中心数据库采用公共信息模型(cim)标准，面向对象的电力系统公共信息的模型，即类与类之间的关系，同时扩展了四遥采集与控制id作为扩展模型，如图3所示，这样的优点是将厂站侧设备采集与控制id属性纳入广义的基础属性，理论上设备采集与控制id厂站侧都分配了唯一的信息体地址，这些固定属性的数据库存入模型中心不再受调度自动化软件的变更而改变。这些属性与厂站远动装置关联，作为唯一标识。调度自动化系统软件的本地实时库从模型中心数据库下载即可，调度自动化系统接入这些广义的电网基础模型需要按照制定的技术标准执行。

在本实施例中，将调度自动化系统的历史库分离成模型中心数据库和电网运行历史数据库。遵循iec61970国际标准，构建模型中心数据库的cim模型，在此基础上，增加电力系统物理设备相应的四遥采集id与控制id作为扩展的cim模型，四遥采集id与控制id是存在每一个厂站的测控及远动装置的固定属性，将它与物理设备一并纳入模型中心数据库中，建立电网模型数字档案库。这些固定的模型中心数据库将不受应用调度自动化系统软件的影响，应用软件在模型库标准的基础上进行建设。

在本实施例中，为适应不同版本、不同型号的调度自动化软件的需求，模型中心数据库的调用采用统一的调用标准。电力系统的物理设备在数据库中以表的形式存储，类的关联关系通过关系数据库的实体关联关系描述如图1所示。主要有三大类:一对一,如一个断路器只有一个所属厂站；一对多，如一台主变有多个断路器；多对多,如一条交流线可以属于多个厂站，一个厂站也可以有多条交流线。电网基础模型包括了设备类型、关联关系、拓扑连接等基础属性，扩展的四遥采集与控制id与电力设备采用一对一的关系。模型中心数据库的设备关联关系如图4所示。下面通过结构对厂站设备及具体的断路器模型进行描述。

厂站模型描述：

structfactory{

intfacid；//厂站id

charfactory[20]；//厂站名称

intvoltagelevel；//电压等级

intfactory_type_id；//厂站类型id

stuctcommunicationc_id；//通讯配置

……

}；

设备模型描述：

structdevice{

structfactoryfac；//继承厂站结构体

intfacid＝fac.facid；//继承厂站id

intvoltagelevel；//电压等级

intdevice_id；//设备类型id

intdev_id；//设备编号id

intnodeid1；//节点1

intnodeid2；//节点2

intcollection_id；//采集id

intcontrol_id；//控制id

……

}；

断路器模型描述：

structbreaker{

structfactoryfac；//继承厂站结构体

intfacid＝fac.facid；//继承厂站id

intvoltagelevel；//电压等级

intbreaker_id；//断路器类型id

intnodeid1；//节点1

intnodeid2；//节点2

intcollection_id；//采集id

intcontrol_id；//控制id

……

}；

在模型中心数据库中，为了使扩展模型生效，即采集与控制能在系统上应用，增加了厂站关联属性通讯配置，stuctcommunication描述如下：

structcommunication{

intfac_cid；//通讯厂站id

structaisleaid1；//通道1

structaisleaid2；//通道2

……

}；

传统的调度自动化系统的历史库既有模型又有电网运行历史数据，存储在同一实例中。无论是无论上还是逻辑上耦合程度非常高。电网运行的历史数据随着年限的增长，数据量不断增加，如果存储容量不足则需要进行扩容等，采用模型中心数据库与电网运行历史数据库分流技术，不仅在物理上分开存储，在逻辑上也减少相关的耦合。分流技术使模型中心数据库更加安全可靠，因为其存储量小，几乎不用对存储空间进行变更，而独立的电网运行历史数据库在分流后，不仅使存储空间的改造更加安全，而且给第三方共享电网运行数据也根据安全，不会与调度自动化系统的模型中心数据库有过多的耦合。

在本实施例中，分流后的电网运行历史数据库的存储方式采用编码技术与电网模型关联技术，继承模型中心数据库的基础模型。电网运行数据主要有遥测采样和告警记录。本实施例提出的编码方式，将电网运行数据按图5在继承模型中心数据库中电网基础模型(设备类型+设备编号)的前提下增加记录类型，即采用(设备类型+设备编号+记录类型)的方式对数据进行管理、存储、调用等。具体实现方式，首先在模型中心数据库中继承全局的厂站id，设备类型id，具体某个厂站的设备由厂站id+设备类型id+设备编号id+记录类型id构成，这样分类可以使检索效率更高，存储、管理更加规范，有利于大数据处理。例如断路器记录用结构体如下定义：

structrecord{

structfactoryfac；//继承厂站结构体

intfacid＝fac.facid.//继承厂站id

structdevicedev；//继承设备结构体

intdevid＝dev.device_id.//继承设备类型id

intdevice_id＝dev.dev_id；//设备编号id

structrecord_typeid；//记录类型id

time_toccur_time；//发生时间

……

}；

在本实施例中，调度自动化系统的实时数据基于本地实时库的模型库，通过模型中心数据库(m)获取，系统首次运行时需要下装模型库至本地库。建立本地实时库后，如果模型需变动由本地实时库按照模型库的标准提交至模型中心数据库。电网模型中心数据库有多个备用库，主库接收实时库的更新信息后同步至备库。电网运行数据则分流至电网运行历史数据库中主库存储，然后同步至备库中。

其中，当电网运行历史库存储容量不足扩容或出现异常时，完全不会影响独立模型中心数据库。当调度自动化系统更换时不需担心模型问题，只需验证软件的公共功能可靠性即可，历史留下的电网拓扑模型、设备参数模型、采集与控制扩展模型经过大量的运维人员进行四遥联调验证的成果，无需再担心因系统变更再重新验证的问题。本发明实施例二提供一种调度自动化系统，其包括实施例一所述的调度自动化系统数据库结构。

如图6所示，调度自动化系统软件本身的开发是朝着与电网模型低耦合及全局功能统一的标准方向实现，如全网统一的双位置图元变位响应，统一的单位置动作上告警窗，统一的图元遥控操作等，这些全局功能是调度自动化软件的出厂标准。调用模型数据库后，这些功能将定位至具体的厂站设备上。对于高级应用，为了控制安全需建立层次库，实现的方式同实时库类似，在模型数据库上亦可存储层次库模型，对于pas等网络拓扑复用模型数据库中的拓扑连接即可，关于pas参数等按照模型固有属性存放至模型数据库中，同样不因系统软件变更而重新建模，高级应用的节点编号应按照模型数据库的标准。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。