一种基于电网EMS系统的数据综合平台系统的制作方法

一种基于电网ems系统的数据综合平台系统
技术领域
1.本发明涉及电网系统技术领域，尤其涉及一种基于电网ems系统的数据综合平台系统。


背景技术：

2.电力调控中心已经建成以ems系统为中心的一系列应用系统，目前基本上能够满足支持本中心业务职能的需求。但这些应用系统是在不同的时期，为了支持各个业务职能的需要而逐步建设的，由不同的组织和厂商提供，形成了一个一个孤立的“信息孤岛”或“烟囱”。随着应用系统的增多，信息的类型与数量也在急剧增加，难以控制和有效管理；也很难扩展功能和开展更大范围和更高层次的应用。缺乏统一的信息资源规划和信息化标准体系，信息共享及利用困难。因此有必要建设一个“统一集成的信息系统
”‑
调度综合数据平台，为“信息化向整个企业集成、共享、协同转变”摸索经验和提供基础。，为此我们提出一种基于电网ems系统的数据综合平台系统。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于电网ems系统的数据综合平台系统，克服了现有技术的不足，旨在解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电网ems系统的数据综合平台系统，包括数据综合平台，数据综合平台分别双向连接有内平台接入服务和外平台接入服务，还包括：
5.模元数据管理，数据综合平台系统的元数据包括技术元数据和业务元数据，对元数据的进行收集、存储、发布、查询；
6.对象编码与命名管理，对数据交换、模型合并进行统一编码；
7.数据管理和接口，数据管理包括模型数据管理、实时数据管理、历史数据管理、图形和数据展示及数据访问接口；
8.数据展示和图形管理，数据综合平台系统提供基本的数据展示功能，以直观的形式向数据平台的用户展示平台内数据；
9.数据同步和交换功能，数据综合平台系统提供安数据交换平台，对平台内跨隔离装置、应用系统与平台之间、跨平台跨操作系统的数据交换。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据综合平台连接有两个二级综合数据平台，二级综合数据平台分别双向连接有二级综合数据平台外平台服务和二级综合数据平台内平台服务。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述技术元数据应包括：
12.调度综合数据平台信息模型，以及信息模型对应的数据库结构的描述，包括表、字段、视图；
13.数据源定义、数据提取、清理、转换规则和数据刷新规则；
14.数据字典定义；
15.编码规范定义；
16.接口定义描述。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述业务元数据从业务角度描述数据库中的数据，提供介于使用者和实际系统之间的语义层，业务元数据主要包括以下信息：
18.使用者的业务术语所表达的数据模型、对象名和属性名；
19.访问数据的原则和数据的来源；
20.系统所提供的分析方法以及公式和报表的信息。
21.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据管理和接口包括模型数据管理、实时数据管理和历史数据管理。
22.作为本发明的一种优选技术方案，所述模型数据管理包括数据模型建立、模型数据导出、模型数据导入、模型数据版本化管理和模型数据访问支持。
23.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据展示和图形管理包括svg图形导入导出及管理、svg图形展示和数据浏览器展示。
24.作为本发明的一种优选技术方案，所述svg图形导入导出及管理包括数据综合平台系统对图形进行集中式的管理，从ems系统导入规范的符合iec 61970-453要求的svg图形、通过门户发布当前可用图形，并能在平台数据展示界面中使用图形展示动态数据和历史数据
25.作为本发明的一种优选技术方案，所述svg图形展示包括数据综合平台系统提供基于svg图形的数据展示界面，用户可利用数据平台图形库中的各种svg图形文件，能够基于svg图形展示ems系统实时数据以及svg图形应提供b/s方式展示，数据综合平台系统系统支持基于svg图形的信息查询，包括图元关联对象的属性、历史数据、历史事件；
26.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据浏览器展示包括数据综合平台系统提供数据浏览器，以对象层次树结合数据列表、曲线形式展示数据平台中的各种模型数据、实时数据、历史数据，用户可以从对象层次树上选择需要查询的数据对象，查看其实时数据或指定时间段的历史数据，用户可以浏览数据平台中所有的模型数据、实时数据、历史数据，数据综合平台系统提供数据浏览器的视图定义工具。
27.本发明的有益效果：
28.1、良好的扩展性：数据整合功能可扩展、数据交换平台可扩展、web门户可扩展。
29.2、不仅为数据平台自身提供传输服务，还可作为通用平台，为调控中心的各种应用提供跨安全区的透明传输服务:通用数据文件的跨安全区传输/通用数据库表的跨安全区传输/通用数据文件的区内转发/通用数据库表的区内转储/自定义任务的调度执行。
30.3、基于标准接口的数据展示与浏览客户端，能够自动适应cim模型及数据结构的扩展：电网对象树形浏览、数据分类浏览、svg图形浏览与信息查询。
31.4、对于通用的数据表，通过元数据管理与视角自定义工具，可方便地通过配置的方式扩展数据展示功能，将各种通用的数据表内容根据需要通过平台的web门户展示给用户。
32.5、一体化信息分析应用：多应用系统接入并在平台中有机融合、以电网逻辑模型为框架，在统一的模型库中还原电力系统资源、资产、计划曲线、保护信息等本应具有的直
接关联；以电力系统资源为起点，将源自不同应用系统的模型不同侧面的信息和谐地展示。
33.本发明以一种基于标准的统一方式整合调度中心范围内各类应用和数据，建成一个能够以统一的标准公共信息模型、接口规范和对象标识为范围内各类应用提供所需的各种数据和服务的数据平台。综合数据平台是一个开放的应用系统集成框架，能够为今后开发新的更高层次的应用系统提供充分的数据与接口支持。综合数据平台的中心数据库是面向范围内所有业务应用的“主题数据库”，能够有效地管理和利用范围内的信息资源，成为调度中心的数据汇聚中心，实现数据来源的唯一性与共享性，为进一步的数据挖掘和综合数据展示提供基础。
附图说明
34.图1为本发明的结构示意图；
35.图2为本发明的数据综合平台系统结构示意图；
36.图3为本发明的结构示意图。
具体实施方式
37.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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.参照图1-3，一种基于电网ems系统的数据综合平台系统，包括数据综合平台，数据综合平台分别双向连接有内平台接入服务和外平台接入服务，还包括：
39.模元数据管理，数据综合平台系统的元数据包括技术元数据和业务元数据，对元数据的进行收集、存储、发布、查询；技术元数据应包括：
40.(1)调度综合数据平台信息模型，以及信息模型对应的数据库结构的描述，包括表、字段、视图等；
41.(2)数据源定义、数据提取、清理、转换规则和数据刷新规则；
42.(3)数据字典定义；
43.(4)编码规范定义；
44.(5)接口定义描述。
45.业务元数据从业务角度描述了数据库中的数据，提供介于使用者和实际系统之间的语义层，业务元数据主要包括以下信息：
46.(6)使用者的业务术语所表达的数据模型、对象名和属性名；
47.(7)访问数据的原则和数据的来源；
48.(8)系统所提供的分析方法以及公式和报表的信息。
49.系统提供统一的元数据管理工具。
50.对象编码与命名管理，对数据交换、模型合并进行统一编码；统一的对象编码是数据交换、模型合并的重要标识。
51.提供的综合数据平台系统采用由买受人主导确定的对象编码与命名规范(sdp-dds)，以便于实现调度各应用系统横向、纵向的信息交换、传递和共享。
52.综合数据平台应适应编码规则的不断进化更新要求。
53.综合数据平台与其他各应用系统之间的数据交换与共享基于唯一的对象编码。
54.对象编码规则可由元数据管理工具统一管理。
55.数据管理和接口，数据管理包括模型数据管理、实时数据管理、历史数据管理、图形和数据展示及数据访问接口；数据管理包括模型数据管理、实时数据管理、历史数据管理、图形和数据展示及各类数据访问接口。
56.模型数据管理
57.(1)数据模型建立
58.(1)具备使用从ems系统导出的模型作为基础模型进行电网模型初始化的能力。
59.(2)ems电网模型的修改可以直接反映到内平台、外平台，使应用系统间的电网模型能自动同步。
60.(3)从各应用系统抽取公共数据完成综合数据平台模型数据的初始化，初始化后通过抽取完成对模型变化的跟踪。随着应用逐步接入，平台存储模型逐渐扩大。
61.(4)数据建模过程具有严格校验措施，保证数据的正确性、完整性与一致性。
62.(2)模型数据导出
63.(1)系统提供模型数据导出工具，将模式信息以及电网模型资源数据导出。导出的目标包括符合iec 61970-503标准约束的cim xml文件、e格式文件或其他的gda服务器。在导出文件中，数据对象资源的标识应采用统一编码。
64.(2)导出工具允许用户根据需要对模型进行导出，只导出需要的部分模型数据。
65.(3)模型数据导入
66.1)系统提供模型数据导入工具，从符合iec 61970-503标准的cim xml文件中或e语言格式文件或其他的gda服务器中将所选择的电网模型资源数据导入到综合数据平台中。
67.2)导入过程需协同对象编码服务，并根据特征值查询对象是否已在编码中心建立了统一编码，如未建立，则创建统一编码。如果导入模型提供的对象编码与统一编码不一致，通过对象编码服务保存该编码作为应用特定编码。
68.在模型数据导入过程中应能够正确处理重叠对象的情况。合并完成的涉及电网拓扑部分的模型应能通过连通性分析。
69.(4)模型数据的版本化管理
70.模型数据是不断变化的，因此系统提供的综合数据平台应具有对模型数据的变化进行跟踪、保存的能力，实现模型数据的版本化管理。对电网运行数据进行研究时，必须以当时的模型数据版本为依据。
71.(1)综合数据平台应具备版本确定(模型断面存储)、提取指定版本模型数据的能力。
72.(2)版本间模型变化可追踪。能够在建模出现问题时回退模型数据到先前稳定版本。
73.(3)提取指定版本的模型数据时，可同时提取相应版本的图形。
74.(4)模型数据版本变化时，基于对象统一编码的历史数据依然可用。
75.(5)模型数据访问支持
76.模型数据服务器应实现iec 61970-403通用数据访问接口(gda)，具体包括以下服务，通过gda服务为综合数据平台的客户提供模型数据访问的支持：
77.资源标识服务：提供模式、对象uri到resourceid之间的翻译。
78.数据读/写访问：资源查询服务接口、过滤查询服务接口、资源更新服务接口。
79.模式查询：应能够查询服务器支持的模式(类、属性和关系等)。模式查询与实例数据查询一样，使用资源查询服务接口向外提供模式信息。
80.变更通知事件：当服务接收并处理客户的写访问后，如有模型变化，生成变更通知事件，事件中包含变化对象的资源id，以及变化的类型，并向关心事件的客户传递。当客户收到事件后，可以开始读取或重新读取模型数据。
81.除实现gda服务外，数据平台须实现sed-cis接口规范中定义的模型数据访问webservice。调控中心外部用户可通过webservice完成对模型数据的访问。
82.调度综合数据平台在内、外平台均向应用提供实时数据。
83.(1)调度综合数据平台分别在内平台和外平台建立一直在线可用的实时数据服务，该服务通过iec 61970-404高速数据访问服务接口(hsda)接口向安全ii区和安全iii区的应用提供实时数据。
84.(2)实时数据服务可以通过代理ems系统hsda服务的方式实现。
85.(3)外平台的实时数据更新周期可低于内平台的实时数据更新周期。
86.(4)电网模型新增量测后，实时数据服务应能及时通过接口对外提供相应数据。
87.(5)数据平台须实现sed-cis定义的web service实时数据访问接口。调控中心外部用户可通过webservice完成对实时数据的访问。
88.(6)系统可以在sed-cis接口之外，为用户提供方便的自定义的webservice实时数据访问接口。
89.历史数据管理
90.综合数据平台应将管理的历史数据集中存储在综合数据库中。
91.(1)历史数据存储结构应符合高性能的大数据量访问要求。
92.(2)综合数据平台应具备利用实时数据沉淀历史数据的能力。沉淀历史数据的方式可由用户定义。
93.(3)对于存储在综合平台数据库中的历史数据，系统提供灵活的工具设定量测值对象是否存储成历史数据以及其存储时间间隔。内外综合数据平台可以指定不同的历史数据存储时间间隔。
94.(4)系统可根据模型中指定的量测值对象的历史数据存储时间间隔从可用的历史数据库中抽取历史数据，完成指定对象的历史数据初始化。
95.(5)平台覆盖的对象的历史数据，从各历史数据源系统分批导入，即平台投运时和投运后能导入平台投运前的应用系统的历史数据。
96.(6)历史数据备份时需考虑与之对应的模型数据和图形数据，以便在未来数据恢复利用时，可回复到完全可用的状态。历史数据备份包括历史事件的备份。
97.数据平台须实现sed-cis定义的web service时序数据访问接口。调控中心外部用户可通过webservice完成对时序/历史数据的访问。
98.系统的数据浏览综合查询提供如下几种数据展示方式：电网对象树形浏览、电网
对象分类浏览、基于svg图形的实时数据展示及信息查询、量测曲线浏览。
99.图形是电网模型的重要展示方式，系统提供的系统能对图形进行集中式的管理，可以从ems系统导入规范的符合iec 61970-453要求的svg图形、通过门户发布当前可用图形，并能在平台数据展示界面中使用图形展示动态数据和历史数据。
100.(1)系统具备管理电网模型相关的各种展示图形的能力，包括各类专题图形。
101.(2)应能够将ems生成的svg图形导入到综合数据平台。进入到平台的svg图形文件图元绑定信息应采用数据平台中对象id。
102.(3)所有图形均能存储成符合iec 61970-453标准要求的svg文件，供平台的客户使用。生成的svg文件可以直接通过svg浏览器进行浏览。svg图形遵循以下标准的最新版本：
103.1)scalable vector graphics(svg)1.1specification
104.2)ccapi common graphics exchange rfp 2-01公共图形交互草案
105.3)iec 61970-453cim based graphics exchange
106.(4)所有的svg图形文件集中管理，通过图形服务实现图形文件的交换管理与共享访问。
107.a)图形文件保存。
108.b)图形文件检出、检入、上传、下载管理。
109.c)图形文件目录查询与浏览。
110.d)图形文件的版本化管理。图形版本与模型数据版本、历史数据应协同管理。
111.e)支持数据平台门户通过web方式发布图形目录和文件，以供应用系统使用。
112.svg文件应包括以下内容：
113.4)文件头，描述svg的版本、整个图形的宽和高以及其名字空间等信息；
114.5)图形描述规则，包括图元(或符号)、设备的图形表示、字体和颜色的描述；
115.6)元数据描述，包括电力系统元件、连接线、实时数据、注释文字、端点、背景图、图层、交换函数；
116.7)静态图形(包括设备图元、基本图形元语、文本等)；
117.8)设备对象及其关联的量测量对象信息；
118.9)设备对象的拓扑关系；
119.10)有关图形的基本信息(如放大倍数、层次、到父图的引用等)。
120.系统提供详细的svg图形规范，与ems系统的相应图形规范融合，确定出通用于ems系统和数据平台的svg图形交换规范。
121.svg图形展示
122.(1)系统提供基于svg图形的数据展示界面，使用户能够利用数据平台图形库中的各种svg图形文件。
123.(2)能够基于svg图形展示ems系统实时数据。
124.(3)svg图形应提供b/s方式展示。
125.(4)系统支持基于svg图形的信息查询，包括图元关联对象的属性、历史数据、历史事件等。
126.数据浏览器展示
127.(1)系统提供数据浏览器，以对象层次树结合数据列表、曲线等形式展示数据平台中的各种模型数据、实时数据、历史数据。
128.(2)用户可以从对象层次树上选择需要查询的数据对象，查看其实时数据或指定时间段的历史数据。
129.(3)通过利用数据浏览器，用户可以浏览数据平台中所有的模型数据、实时数据、历史数据。
130.(4)系统提供数据浏览器的视图定义工具，以方便用户自定义数据浏览层次视图。
131.数据同步/交换功能
132.系统提供安全、可靠、高效的数据交换平台，实现平台内跨隔离装置、应用系统与平台之间透明的、统一的、风格一致的、跨平台跨操作系统的数据交换。
133.数据交换类型及接口形式
134.基于数据平台的交换类型主要有：内外网穿越交换、外网横向交换、内网纵向交换。
135.(1)内外网穿越交换：安全ii区内数据平台与安全iii区外数据平台之间穿越网络隔离装置进行的双向数据传输。
136.(2)外网横向交换：基于数据平台的安全iii、安全iv区之间的数据交换：指iii区和iv区应用系统以外网数据中心为中介进行的数据交换以及外综合数据平台和调控中心外部系统之间的数据交换。
137.(3)纵向交换：内外数据平台分别与上下级的综合数据平台之间的数据交换。
138.(4)应用系统之间的数据交换，应主要通过标准数据接口访问综合数据平台的数据服务实现。
139.为满足上述不同类型的数据交换，数据平台应具备不同的数据交换方式及接口，包括：
140.标准数据接口(gda、hsda、tsda)方式；
141.电网模型交换采用基于cimxml的导入/导出方式；
142.图形转换采用图形svg导入/导出方式；
143.数据库方式，直接访问数据库或通过数据库镜像方式；
144.文件采用ftp自动发送方式；
145.本发明具有以下特点：
146.1、良好的扩展性：数据整合功能可扩展、数据交换平台可扩展、web门户可扩展。
147.2、不仅为数据平台自身提供传输服务，还可作为通用平台，为调控中心的各种应用提供跨安全区的透明传输服务:通用数据文件的跨安全区传输/通用数据库表的跨安全区传输/通用数据文件的区内转发/通用数据库表的区内转储/自定义任务的调度执行。
148.3、基于标准接口的数据展示与浏览客户端，能够自动适应cim模型及数据结构的扩展：电网对象树形浏览、数据分类浏览、svg图形浏览与信息查询。
149.4、对于通用的数据表，通过元数据管理与视角自定义工具，可方便地通过配置的方式扩展数据展示功能，将各种通用的数据表内容根据需要通过平台的web门户展示给用户。
150.5、一体化信息分析应用：多应用系统接入并在平台中有机融合、以电网逻辑模型
为框架，在统一的模型库中还原电力系统资源、资产、计划曲线、保护信息等本应具有的直接关联；以电力系统资源为起点，将源自不同应用系统的模型不同侧面的信息和谐地展示。
151.本发明以一种基于标准的统一方式整合调度中心范围内各类应用和数据，建成一个能够以统一的标准公共信息模型、接口规范和对象标识为范围内各类应用提供所需的各种数据和服务的数据平台。综合数据平台是一个开放的应用系统集成框架，能够为今后开发新的更高层次的应用系统提供充分的数据与接口支持。综合数据平台的中心数据库是面向范围内所有业务应用的“主题数据库”，能够有效地管理和利用范围内的信息资源，成为调度中心的数据汇聚中心，实现数据来源的唯一性与共享性，为进一步的数据挖掘和综合数据展示提供基础。