一种电网调度控制测试系统的制作方法

1.本公开涉及电网技术领域，尤其涉及一种电网调度控制测试系统。


背景技术：

2.智能电网调度技术支持系统在保障电网安全、优质、经济运行，提高调度管理信息化水平等方面发挥了重要作用，已成为电网运行控制、调度生产指挥和现代化管理不可或缺的技术手段。目前大多数的省级电网均是配置有主调智能电网调度技术支持系统和备调智能电网调度技术支持系统，主调智能电网调度技术支持系统和备调智能电网调度技术支持系统均可以采用d5000系统进行运行。智能电网调度技术支持系统包括了基础平台、基本应用、调度计划、安全校核和调度管理等多种类型的应用功能，系统数据量大，运行复杂度高。
3.近年来随着电网智能化水平的持续提升以及电网业务的飞速发展，对于电网调度技术支持系统的安全和稳定性要求越来越高，这对系统的运维提出了更高要求，一方面系统在多年的运行中必然需要对部分功能进行完善优化，对系统缺陷隐患进行补丁升级，另一方面在线系统的程序更换可能给系统带来潜在风险，影响系统的稳定运行。目前亟需开发电网调度技术支持系统的仿真测试系统，以实现对新版本、新程序、新模型进行验证测试。特别是一些具有破坏性、不确定性的实验以及对系统较大的程序更换，在培训中心先期测试，确认安全性后再提交正式系统发布，确保调度系统的安全稳定运行。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于提供一种电网调度控制测试系统，至少在一定程度上克服由于相关技术的限制导致的相关问题，以实现对新版本、新程序、新模型进行验证测试。
6.本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
7.根据本公开的一个方面，提供一种电网调度控制测试系统，从下至上依次包括：基础架构层、超融合架构层、资源交付层和运维管理层；其中，所述基础架构层，包括集群资源池装置、通用开放式交换机和安全防护设备，用于为所述电网调度控制测试系统提供硬件支撑；所述超融合架构层，包括网络资源池架构、计算资源池架构和存储资源层架构，用于为所述电网调度控制测试系统提供运算和存储服务；所述资源交付层，包括数据同步模块、系统多场景副本孪生模块、系统全镜像模块以及调度控制孪生测试域，用于实现对电网调度的仿真测试；所述运维管理层，包括集中管理模块、安全审计模块、账号设置模块、数据加密模块和扩展模块，用于实现对所述电网调度控制测试系统的维护和管理。
8.根据本发明的一实施方式，所述调度控制孪生测试域包括电网运行稳态监控单元、智能分析与告警单元、自动电压调节avc单元、自动发电控制agc单元、调度自动化pas单元和网络分析单元。
9.根据本发明的一实施方式，所述电网运行稳态监控单元用于对电网实时运行稳态信息的监控测试；所述智能分析与告警单元用于综合分析电网一次设备和二次设备的运行、故障和告警信息；所述avc单元用于进行自动电压控制测试；所述agc单元用于进行自动发电控制测试；所述pas单元用于进行调度功能测试；所述网络分析单元用于进行安全分析测试。
10.根据本发明的一实施方式，所述调度功能测试包括负荷预测测试、发电计划测试、安全校核测试、检修计划测试。
11.根据本发明的一实施方式，所述电网调度控制测试系统和电网调度系统之间配置有数据流向控制设备，所述数据流向控制设备用于控制数据从所述电网调度系统向所述电网调度控制测试系统单向流动。
12.根据本发明的一实施方式，所述数据同步模块用于从电网调度系统获取电网调度数据；所述系统全镜像模块用于提供与所述电网调度系统运行环境一致的仿真镜像测试环境；所述系统多场景副本孪生模块用于仿真多种电网事故场景，以进行多场景的电网调度性能测试。
13.根据本发明的一实施方式，所述集群资源池装置包括服务器和人机工作站。
14.根据本发明的一实施方式，所述电网调度控制测试系统通过配置前置服务器从电网调度系统获取实时数据，所述前置服务器通过配置旁路监听和scada消息总线转发方式获取所述实时数据。
15.根据本发明的一实施方式，所述电网调度控制测试系统通过配置测试数据库获取电网调度系统的历史数据。
16.根据本发明的一实施方式，所述安全防护装置包括纵向加密装置、防火墙、正向物理隔离装置、反向物理隔离装置中的一种或多种。
17.本公开的实施例所提供的电网调度控制测试系统，通过基础架构层、超融合架构层、资源交付层和运维管理层构建一体化的仿真测试系统平台，能够提供与调度业务运行环境相一致的测试验证所需的虚拟化环境。支撑电网调度系统的运行稳态监控、智能分析以及多种功能测试，测试时对孪生仿真测试系统的所有操作都不会对主站系统的稳定运行造成干扰和影响，有效保证了电网调度系统的运行稳定性和安全性。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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他的附图。
20.图1示出本公开实施例中的电网调度控制测试系统的示意图；
图2示出本公开实施例中的基础架构层的硬件架构图；图3示出本公开实施例中的调度控制孪生测试域的示意图。
具体实施方式
21.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
22.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
23.图1示意性示出本公开实施例中电网调度控制测试系统100的示意图。请参阅图1，一种电网调度控制测试系统100，从下至上依次包括：基础架构层110、超融合架构层120、资源交付层120和运维管理层130。
24.所述基础架构层110，包括集群资源池装置111、通用开放式交换机112和安全防护设备113。通过所述基础架构层110为所述电网调度控制测试系统提供硬件支撑。
25.所述超融合架构层120，包括网络资源池架构121、计算资源池架构122和存储资源层架构123。通过超融合架构层120为所述电网调度控制测试系统提供运算和存储服务。
26.所述资源交付层130，包括数据同步模块131、系统多场景副本孪生模块132、系统全镜像模块133以及调度控制孪生测试域134。通过所述资源交付层130用于实现对电网调度的仿真测试。
27.所述运维管理层140，包括集中管理模块141、安全审计模块142、账号设置模块143、数据加密模块144和扩展模块145。通过所述运维管理层140实现对所述电网调度控制测试系统的维护和管理。
28.本公开的实施例所提供的电网调度控制测试系统，通过基础架构层、超融合架构层、资源交付层和运维管理层构建一体化的仿真测试系统平台，能够提供与调度业务运行环境相一致的测试验证所需的虚拟化环境。支撑电网调度系统的运行稳态监控、智能分析以及多种功能测试，测试时对孪生仿真测试系统的所有操作都不会对主站系统的稳定运行造成干扰和影响，有效保证了电网调度系统的运行稳定性和安全性。
29.具体地，所述基础架构层110，包括集群资源池装置、通用开放式交换机和安全防护设备。
30.在本公开的一个实施例中，所述集群资源池装置例如可以包括服务器和人机工作站。在本公开的一个实施例中，所述安全防护装置包括纵向加密装置、防火墙、正向物理隔离装置、反向物理隔离装置中的一种或多种。通过设置安全防护装置，保证测试系统的安全性。
31.图2示出了本公开示意性实施方式中的基础架构层110的硬件架构图。如图2所示，硬件架构层110包括数据库服务器201、数据应用服务器202、运行稳态监控服务器203、前置
服务器204、pas服务器205、avc服务器206、agc服务器207、分析服务器208、人机工作站209、交换机210、211和防火墙212。防火墙212部署在交换机210和交换机211之间。
32.可以理解的是，各种类别服务器的数量以及人机工作站、交换机和防火墙的部署数量可以按照仿真对象数据量的大小和测试需求进行设置，咯如配置2台agc服务器207、1台数据应用服务器202、10台人机工作站209等，本公开不进行具体限定。
33.所述超融合架构层120，包括网络资源池架构121、计算资源池架构122和存储资源层架构123。本公开通过超融合基础架构(hyper-converged infrastructure，hci)种集成了虚拟计算资源和存储设备。通过该方式，在同一套单元设备中不但具备了计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一的资源池超融合架构层120。网络资源池架构121实现了网络虚拟化，例如通过vxlan、sdn等技术实现。计算资源池架构122实现了计算虚拟化，例如通过kvm、vmware、hyper-v、xen等技术实现，存储资源层架构123实现了存储虚拟化，例如通过glustfs、ceph实现。
34.所述资源交付层130，包括数据同步模块131、系统多场景副本孪生模块132、系统全镜像模块133以及调度控制孪生测试域134。
35.在本公开的一种实施方式中，所述数据同步模块131用于从电网调度系统获取电网调度数据。电网调度数据包括电网调度实时数据和电网调度历史数据。
36.在本公开的一种实施方式中，所述电网调度控制测试系统通过配置前置服务器从电网调度系统获取实时数据，所述前置服务器通过配置旁路监听和scada消息总线转发方式获取所述实时数据。通过获取实时数据可以及时实现对电网调度系统的运行稳定分析和监控测试等。
37.在本公开的一种实施方式中，所述电网调度控制测试系统通过配置测试数据库获取电网调度系统的历史数据。测试数据库用于存储电网调度系统的历史测试数据，通过该测试数据库可以获取到电网调度系统的历史数据，基于历史数据可以对实现电网调度功能等的功能测试。
38.在本公开的一种实施方式中，所述系统全镜像模块132用于提供与所述电网调度系统运行环境一致的仿真镜像测试环境。所述系统全镜像模块132为独立的运行模块。
39.所述系统多场景副本孪生模块133用于仿真多种电网事故场景，以进行多场景的电网调度性能测试。所述系统多场景副本孪生模块133获取系统全镜像模块132的数据，在系统全镜像模块132的基础上通过人工输入或者从历史数据获取的方式输入事故模拟数据，进行电网事故场景下的性能测试。在设定的电网事故场景下，验证电网调度系统是否能够正常稳定运行以及各种性能指标是否符合要求。
40.进一步地，在在本公开的一种实施方式中，所述系统全镜像模块132、所述系统多场景副本孪生模块133和所述调度控制孪生测试域134基于数字孪生技术实现。数字孪生的概念最早由密歇根大学的michael grieves博士于2002年提出，是将带有三维数字模型的信息拓展到整个生命周期中的影像技术，最终实现虚拟与物理数据同步和一致。利用数字孪生技术进行仿真数据生成能够在一定程度上提高仿真数据的真实性和可靠性。采用数字孪生技术，通过对智能电网调度系统的数据进行连续采集和智能分析，通过数字模拟方式构建批量数字仿真终端，得到与电网调度系统运行环境一致的系统全镜像模块132等。
41.在本公开的一种实施方式中，参照图3所示，所述调度控制孪生测试域134包括电网运行稳态监控单元301、智能分析与告警单元302、自动电压调节avc单元303、自动发电控制agc单元304、调度自动化pas单元305和网络分析单元306。
42.在本公开的一种实施方式中，所述电网运行稳态监控单元301用于对电网实时运行稳态信息的监控测试。电网运行稳态监控单元301主要包括数据处理、系统监视、数据记录、操作控制以及变电站的集中监控等功能。
43.在本公开的一种实施方式中，所述智能分析与告警单元302用于综合分析电网一次设备和二次设备的运行、故障和告警信息。
44.在本公开的一种实施方式中，所述avc单元303用于进行自动电压控制测试。具体地，avc单元303仿真执行avc主站下发的针对机组或母线等设备的控制命令，以及执行相应控制命令后的电网运行状态，实现自动电压控制测试。
45.在本公开的一种实施方式中，所述agc单元304用于进行自动发电控制测试。具体地，agc单元304仿真电厂控制系统接收并执行agc主站下发的对机组的控制命令。仿真控制命令被执行后电网运行状态，实现自动发电控制测试。
46.在本公开的一种实施方式中，所述pas单元305用于进行调度功能测试。具体地，所述调度功能测试包括负荷预测测试、发电计划测试、安全校核测试、检修计划测试。
47.在本公开的一种实施方式中，所述网络分析单元306用于进行安全分析测试。安全分析测试例如可以包括网络环境安全分析和运行安全性分析等。
48.所述运维管理层140，包括集中管理模块141、安全审计模块142、账号设置模块143、数据加密模块144和扩展模块145。通过所述运维管理层140实现对所述电网调度控制测试系统的维护和管理。具体地，集中管理模块141用于对整个系统架构以及各个模块进行管理。安全审计模块142用于系统安全性进行管理设置。账号设置模块143用于实现账号的添加、删除、权限管理等功能。数据加密模块144用于进行数据脱敏、加密设置等。扩展模块145用进行功能模块添加。
49.在本公开的一种实施方式中，所述电网调度控制测试系统和电网调度系统之间配置有数据流向控制设备，所述数据流向控制设备用于控制数据从所述电网调度系统向所述电网调度控制测试系统单向流动。通过设置单方向的数据流向控制设备。可以有效预防人为违规将测试数据导入至电网调度系统，以保证测试过程中电网调度系统的运行安全稳定。
50.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
51.所述技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
52.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开
实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
53.此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
54.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。