一种用于电力采集系统实时数据采集与上报的方法与流程

本发明涉及电力采集系统，尤其是一种用于电力采集系统实时数据采集与上报的方法。

背景技术：

随着智能电力采集系统的不断深入发展，用户对电力采集设备的性能要求不断提高。数据采集的实时性和有效性在分析电网运行质量、电能计量精确性上起着至关重要的作用。目前行业内惯用的抄表方式为：集中器主动采集电表或采集器的数据，并以主动上报或主站召读的方式将数据传到主站。

目前电力设备采集终端虽然也存在实时数据采集的概念，但由于现有技术条件限制导致采集速度慢、采集频率低，使实时数据的失去了实时的概念，从而导致在分析电网运行质量、用户用电习惯、线损计算中产生不可估量的系统误差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于电力采集系统实时数据采集与上报的方法，提高资源利用率，提高数据采集、抄读量。

本发明解决上述技术问题所采用的第一个技术方案为：一种用于电力采集系统数据采集与上报的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)至少两个采集器周期性地采集数据，并且在采集到数据后进行存储；

2)集中器周期性地轮询采集器，采集器得到集中器点名后将采集到的数据上传到集中器。

本发明解决上述技术问题所采用的第二个技术方案为：一种用于电力采集系统数据采集与上报的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)开始，主站向集中器发送任务；

2)集中器接收到主站下发的任务，由一个进程下四个抄表任务分别完成：

2.1)集中器第一任务：各采集器周期性地采集数据，并且在采集到数据后进行存储，当获得集中器点名时将采集到的数据上传到集中器；

2.2)集中器第二任务：当获得采集器上传的数据时，将接收到的数据存储到一级缓存；

2.3)集中器第三任务：对一级缓存中的数据进行数据处理，并将处理后的数据存储到内部存储模块；

2.4)集中器第四任务：处理主站下发的数据检索工作。

进一步地，在步骤2.1)中，所述集中器第一任务包括如下步骤：

2.1.1)集中器将档案地址、系统时钟同步到第一采集器、第二采集器和第三采集器，以便各采集器周期性地采集数据；

2.1.2)同步完成后按设定等待间隔等待各采集器开启档案管理；

2.1.3)等待周期结束后，各采集器采集数据，同时将采集到的数据进行存储，并持续进行抄表。

进一步地，在步骤2.1.3)中，在各采集器采集数据的同时，集中器第一任务开始点名工作，然后进入下一步骤；

2.1.4)各采集器判断是否有存储的抄表数据和获得点名，如果获得点名并且存储有数据，则相应的采集器将存储的抄表数据上报至集中器；如果获得点名并且无存储的数据，则回复集中器的点名管理单元无采集数据，然后回到步骤2.1.3)，实现集中器周期性地轮询。

进一步地，所述集中器第一任务负责执行点名工作的点名管理单元的维护工作。

进一步地，在步骤2.2)中，所述一级缓存的数据内容包括：原始数据+数据长度，数据长度在前，接收的原始数据跟在其后，并且一级缓存为高速内容存储器。

进一步地，在步骤2.2)中，所述集中器第二任务包括如下步骤：

2.2.1)开启数据侦听；

2.2.2)判断是否有来自采集器的数据输入，如果有，进入下一步；

2.2.3)将数据添加到一级缓存。

进一步地，在步骤2.3)中，所述集中器第三任务包括如下步骤：

2.3.1)数据提取：集中器第三任务负责对一级缓存中数据进行提取；一个周期结束后，继续缓存读取；

2.3.2)数据处理：由集中器第三任务负责对一级缓存中数据进行解析，进行数据合法性判断，不合格数据直接扔掉；只要数据合法就继续执行；

2.3.3)进行重复数据的过滤工作。

进一步地，在步骤2.3)中，还包括步骤2.3.4)深度管理：对数据深度进行管理，每一条数据保留存储时间、最大深度限值、当前存储位置、滚存操作位置等四个标识，放入集中器的内部存储模块。

进一步地，在步骤2.4)中，所述集中器第四任务包括如下步骤：

2.4.1)数据检索：集中器第四任务从内部存储模块中检索数据；

2.4.2)过日后集中器第四任务负责把上一日所有数据解析成文件格式存储在集中器内部的存储器，存储数据与数据id一一对应，采用数据id表+位操作的方式进行匹配；

2.4.3)压缩上报到主站；一个电表数据检索完成后开始将数据解析成协议标准格式，压缩上报到主站。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采集器采集数据的方法不受集中器支配，尽最大努力周期采集下接电表数据，采集数据即存储，获得点名机会时立刻将受到数据上传到集中器，充分利用采集终端的数据处理优势，将原来抄点方式(集中器>采集器>电表)改为任务并行方式执行，即多个采集器可以同时工作，其运行方式不受集中器支配，集中器只负责周期轮询采集器，由被动改为主动，尽最大限度的实现实时数据的采集和存储，按最大波特率9600计算，实时数据的采集可以精确到秒；集中器轮询采集器、接收数据、对数据解析后进行存储、将数据上报给主站分4个不同任务执行，4个任务同属于一个采集进程，独立运行互不干扰，从而能够充分利用集中器的资源优势，实现采集最大化；数据存储采用1缓存+1内部存储的模式，保证数据接收端口不堵塞；数据判重机制放在数据处理中，与抄表业务无关，不影响数据收发，放在集中器内存中处理；数据检索采用缓存+电表的方式将数据拆分，不但能够提高检索效率而且减少资源占用率；数据id+位带操作模式保证数据一一匹配，且资源占用小。

附图说明

图1为本发明的实时数据采集与上报的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1，本发明提供一种高效的用于电力采集系统数据采集与上报的方法，能够为用电系统实现多点、全时段不间断采集的方法。

本发明的方法，包括如下步骤：

1)开始，主站向集中器发送任务；

2)集中器接收到主站下发的任务，该任务通常为周期抄表业务，由一个进程下四个抄表任务分别完成：

2.1)集中器第一任务：

2.1.1)负责系统初始化时将档案地址、系统时钟同步到每个采集器，如本实施例中，共有三个采集器，集中器将档案地址、系统时钟同步到第一采集器、第二采集器和第三采集器，以便各采集器周期性地采集数据；采集器的数量至少为两个；

2.1.2)同步完成后按设定等待间隔等待各采集器开启档案管理；

2.1.3)等待周期结束后，各采集器执行抄表(采集数据)同时将采集到的数据进行存储，并持续进行采集数据；同时集中器第一任务开始点名工作(即周期性地轮询)，此外集中器第一任务需要负责点名管理单元的维护工作，主要维护的内容包括：失败告警、异常重发、均匀分配等工作；

2.1.4)各采集器判断是否有存储的抄表数据和获得点名，如果获得点名并且存储有数据，则相应的采集器将存储的数据上报至集中器，进入下述的步骤2.2.2)；如果采集器获得点名并且无存储的数据，则回复集中器的点名管理单元无采集数据，然后回到步骤2.1.3)，实现集中器周期性地轮询。

2.2)集中器第二任务：负责下行数据侦听，只负责数据接收，不对数据合法性判断，有数据输入时就将数据缓存到一级缓存，一级缓存的数据内容包括：原始数据+数据长度，数据长度在前，接收的原始数据紧紧跟在其后；一级缓存为高速内容存储器，能够保证通道上所有数据无差错的放入缓存；具体的，包括如下步骤：

2.2.1)开启数据侦听；

2.2.2)判断是否有来自采集器的数据输入，如果有，进入下一步；

2.2.3)将数据添加到一级缓存；

2.3)集中器第三任务：

2.3.1)数据提取：集中器第三任务负责对一级缓存中数据进行提取；一个周期结束后，继续缓存读取；

2.3.2)数据处理：由集中器第三任务负责对一级缓存中数据进行解析，进行数据合法性判断，不合格数据直接扔掉；只要数据合法就继续执行；

2.3.3)进行重复数据的过滤工作；

2.3.4)深度管理：集中器第三任务的另一个工作就是要对数据深度进行管理，因为动态数据的数据冻结时间可以是任意值，数据深度的管理非常复杂，为了能够节省因深度管理带来的系统资源开销，向集中器内部的存储器存入的每一条数据，保留其存储时间、最大深度限值、当前存储位置、滚存操作位置等四个标识，放入内部存储模块；这样能够保证每次系统复位后能够根据任务号+表号的形式确定数据的唯一性，并实现深度的恢复操作；这样能够实现将深度恢复工作分成多个零星的操作由集中器第三任务执行，且用户无法感知；

2.4)集中器第四任务：只负责处理主站下发的数据检索工作；

2.4.1)数据检索：集中器第四任务从内部存储模块中检索数据；

2.4.2)过日后集中器第四任务负责把上一日所有数据解析成文件格式存储在集中器内部的存储器，数据检索模块另一个重要工作是进行数据匹配，由于动态数据内容的随机性，存储数据与数据id一一对应，采用数据id表+位操作的方式进行匹配；

2.4.3)压缩上报到主站；由于动态数据存储时间的任意性加数据量的庞大，检索前无法得知数据量大小，故这里同样采用动态+缓存的方式实现数据检索的算法，每一次检索将当前数据插入检索数据的动态链表，动态链表以电表为单位实现挂链，一个电表数据检索完成后开始将其数据解析成协议标准格式，压缩上报到主站供用户进行分析。