一种输配电网运行特性一体化整定计算系统的制作方法

本发明涉及国家电网输配电网络运行特性一体化整定计算技术领域，具体涉及一种输配电网运行特性一体化整定计算系统。

背景技术：

随着国内经济的高速发展，国家电网的规模越来越大、且越来越复杂，传统意义上的整定计算分区格局已难以清晰判断，输配电网络上下级间往往相互影响，计算越发趋于复杂；在此情况下，基于一体化应用模式的大电网联合整定计算逐渐成为继电保护整定计算的发展方向；但是一体化整定计算存在输配电网络模型规模大、计算效率低的问题，为解决此问题，国内相关研究单位提出了各种解决方案，这些方案大多集中在如何解决输配电网络模型的边界划分及处理方法，以实现将输配电网络模型合理分区后采用同步并行计算；但这些方案仅仅是对原有分区计算方案的一种改进，且各种分区计算方案仍然会带来计算上的误差，因此从根本上并未完全能够适应国家电网的快速发展，且不能适应国家电网越来越高的安全运行的要求；在随着国家电网快速发展过程中，国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心配置了大量的服务器，用于电网信息的采集及电网安全运行的监控，但在大多数时间，这些服务器的计算能力并未得到充分利用，造成了计算能力的浪费。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种输配电网运行特性一体化整定计算系统；基于国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器，采用基于hadoop平台开发的分布式计算系统，通过互联网将国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器整合成一个计算平台，充分挖掘国网公司现有服务器计算能力，实现了输配电网运行特性一体化整定分布式计算，具有投资少、计算效率高、计算误差小的优点；该系统采用分布式计算架构，具有良好扩展性和高可靠性特点，从而实现可靠、高效的输配电网运行特性一体化整定计算，且该系统可通过增加服务器的方法增加计算能力，以满足国家电网的进一步发展需求；另外，该系统对服务器要求不高，对国网公司以往淘汰的服务器也可接入系统以增加计算能力，实现了淘汰资产的二次利用。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种输配电网运行特性一体化整定计算系统，基于国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器，采用基于hadoop平台开发的的分布式计算系统，通过互联网将国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器整合成一个计算平台；hadoop作为一个开源分布式计算框架，已经得到了越来越多的应用，基于hadoop的延伸计算产品开发越来越丰富，因此采用hadoop平台开发输配电网运行特性一体化整定计算系统，已具有成熟的条件。

进一步的，所述分布式计算系统包括common、mapreduce、hdfs、zookeeper、hbase、pig、hive、avro、chukwa模块；

其中：common为一组分布式文件管理系统和通用的输入输出组件与接口，是hadoop框架下的核心部分；

mapreduce为大型分布式数据处理模型和执行环境，是hadoop框架下的一个核心计算模型，它主要实现了map、reduce两个功能；map把计算函数作用于系统中的所有服务器，然后再将计算结果返回；reduce把从map并行计算中得到的结果通过并行处理，进行分类、整理、归纳后，最后交由datanode服务器进行存储；

hdfs为基于集群的分布式文件系统，能兼容现有绝大多数硬件，同时具有高度容错性及高吞吐量的特点；

zookeeper为分布式组织协调服务模块；

hbase为分布式、支持结构化和半结构化数据存储的数据库，依靠hdfs作为底层架构，借助mapreduce实现批量作业处理和定点查询；

pig为一种高级数据流语言，用于检索大数据集；

hive为分布式、按列存储的数据库，管理hdfs中存储的数据，提供数据查询功能；

avro为高效、跨语言的的永久存储数据的序列化系统，是hadoop的一种远程方法调用方案；

chukwa为数据采集系统，用于管理大型分布系统；

其中hdfs为主从结构，设置在一个namenode与若干datanode中，namenode作为系统的主控服务器设置在国调中心，datanode作为系统的客户端服务器分布设置在国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心；

其中mapreduce为主从结构，设置在一个中心服务器jobtracker和若干个任务服务器tasktracker中，jobtracker作为任务管理服务器设置在国调中心，jobtracker作为任务执行服务器设置在国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心。

进一步的，配电网运行特性一体化整定的输配电网模型为集中式模型，其设置在国调中心的服务器中，按照国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心各自管辖范围进行输配电网模型基础数据的维护；输配电网模型的基础数据由hdfs文件系统管理，以分布式存储于国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心服务器的hbase数据库中；基于输配电网模型的整定计算由mapreduce统一调度管理，将整定计算任务划分为若干子任务，分配给国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的tasktracker服务器进行并行计算，并将计算结果进行分类、整理和归纳存储在datanode服务器中。

进一步的，国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心对输配电网模型基础数据的维护设置有权限，在设置的权限范围内只对其对应管辖范围输配电网模型进行基础数据的维护，防止出现越权限维护造成输配电网模型基础数据的混乱。

进一步的，国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心服务器的hbase数据库中存储有其管辖范围内输配电网模型及整定计算结果的完整数据；当国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心在实际作业中查询调用管辖范围内输配电网模型及整定计算结果时，直接从本地服务器读取数据，以缩短数据查询调用时间，同时防止国调中心服务器被频繁访问。

进一步的，国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器之间的通信采用加密通信。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种输配电网运行特性一体化整定计算系统；基于国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器，采用基于hadoop平台开发的分布式计算系统，通过互联网将国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器整合成一个计算平台，充分挖掘国网公司现有服务器计算能力，实现了输配电网运行特性一体化整定分布式计算，具有投资少、计算效率高、计算误差小的优点；该系统采用分布式计算架构，具有良好扩展性和高可靠性特点，从而实现可靠、高效的输配电网运行特性一体化整定计算，且该系统可通过增加服务器的方法增加计算能力，以满足国家电网的进一步发展需求；另外，该系统对服务器要求不高，对国网公司以往淘汰的服务器也可接入系统以增加计算能力，实现了淘汰资产的二次利用。

附图说明

图1为输配电网运行特性一体化整定计算系统结构示意图。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

一种输配电网运行特性一体化整定计算系统，基于国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器，采用基于hadoop平台开发的的分布式计算系统，通过互联网将国网公司的国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器整合成一个计算平台；

所述分布式计算系统包括common、mapreduce、hdfs、zookeeper、hbase、pig、hive、avro、chukwa模块；其中：common为一组分布式文件管理系统和通用的输入输出组件与接口；mapreduce为大型分布式数据处理模型和执行环境；hdfs为基于集群的分布式文件系统；zookeeper为分布式组织协调服务模块；hbase为分布式、支持结构化和半结构化数据存储的数据库，依靠hdfs作为底层架构，借助mapreduce实现批量作业处理和定点查询；pig为一种高级数据流语言，用于检索大数据集；hive为分布式、按列存储的数据库，管理hdfs中存储的数据；avro为高效、跨语言的的永久存储数据的序列化系统，是hadoop的一种远程方法调用方案；chukwa为数据采集系统，用于管理大型分布系统；

其中hdfs为主从结构，设置在一个namenode与若干datanode中，namenode作为系统的主控服务器设置在国调中心，datanode作为系统的客户端服务器分布设置在国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心；

其中mapreduce为主从结构，设置在一个中心服务器jobtracker和若干个任务服务器tasktracker中，jobtracker作为任务管理服务器设置在国调中心，jobtracker作为执行任务服务器设置在国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心；

配电网运行特性一体化整定的输配电网络模型为集中式模型，其设置在国调中心的namenode服务器中，按照国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心各自管辖范围进行输配电网络模型基础数据的维护；输配电网络模型的基础数据由hdfs文件系统管理，以分布式存储于国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心服务器的hbase数据库中；基于输配电网络模型的整定计算由mapreduce统一调度管理，将整定计算任务划分为若干子任务，分配给国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的tasktracker服务器进行并行计算，并将计算结果进行分类、整理和归纳存储datanode服务器中；

国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心对输配电网络模型基础数据的维护设置有权限，在设置的权限范围内只对其对应管辖范围输配电网络模型进行基础数据的维护；

国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心服务器的hbase数据库中存储有其管辖范围内输配电网络模型及整定计算结果的完整数据；

国调中心、国调分中心、省调中心、地调中心、县调中心的服务器之间的通信采用加密通信。

本发明未详述部分为现有技术。