一种基于虚拟电厂的多协议支持接入方法与流程

本发明属于支持多协议设备接入，具体为一种基于虚拟电厂的多协议支持接入方法。

背景技术：

1、虚拟电厂是集中控制和管理分布式能源资源的系统，能将分散小规模能源资源进行集中调度和管理，实现能源优化配置和高效利用，是电力系统与能源管理领域的研究热点。

2、在虚拟电厂应用中，不同厂商和类型的设备使用不同的通信协议和数据格式，导致系统难以直接接入和管理，严重影响系统的兼容性和扩展性，例如，风力发电机组和储能系统采用不同的通信协议，为应对这一问题，现有解决方案是在虚拟电厂系统中集成多个独立的通信接口和转换模块，然而，这种方法不仅增加了系统的复杂性和成本，而且难以适应不断变化的设备类型和通信协议，随着新能源设备的增多和通信技术的快速发展，这种“打补丁”式的解决方案已无法满足实际需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于虚拟电厂的多协议支持接入方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于虚拟电厂的多协议支持接入方法，该接入方法的具体步骤如下：

3、s1,系统启动与自动化方法的初始化：系统启动自检后，自动化方法初始化基础设置，确保系统稳定运行；

4、s2,系统自检与资源准备：系统自检硬件和软件环境，资源准备阶段预置数据库、文件存储和网络通信资源；

5、s3,设备参数预配置：根据设备特点和应用需求，预设通信协议、数据格式和设备地址，便于快速集成；

6、s4,网关配置及初始化：网关是设备与系统间桥梁，需配置通信、加密和数据格式转换规则，确保数据传输有效；

7、s5,设备接入与配置应用：设备接入需验证合法性和兼容性，根据应用场景进行配置和设定，确保按预期工作；

8、s6,自动化方法运行与监控：设备配置完成后，系统持续监控设备状态，自动排除故障或发出警报；

9、s7,系统优化与持续改进：系统根据设备数据优化参数和算法，并持续改进和升级，以应对未来挑战。

10、优选地，所述s1中系统启动与自动化方法的初始化的具体步骤如下：

11、a1,系统启动时，自动化方法自动启动并开始执行预设处理流程；

12、a2,初始化过程中，系统加载基础配置文件、启动核心服务并准备必要的软件资源；

13、a3,确保系统运行所需的基础设置已配置完毕，包括内存分配和核心参数设定。

14、优选地，所述s2系统自检与资源准备步骤如下：

15、b1,启动关键系统服务：启动数据库服务、消息队列服务和缓存服务，确保系统正常运行所需的基础设施准备就绪；

16、b2,分配软件资源：创建线程池、数据库连接池和缓存实例，为系统运行提供必要的软件资源；

17、b3,初始化日志系统：设定日志级别和存储路径，以便记录系统运行过程中的重要信息；

18、b4,启用安全审计功能：记录关键操作和系统事件，提高系统的安全性和可审计性。

19、优选地，所述s4中网关配置及初始化的具体步骤如下：

20、c1,协议库加载与验证：系统会加载并验证支持的设备通信协议库，如mqtt、coap和http，确保了所支持的协议的正确性和稳定性，为后续的设备通信奠定了基础；

21、c2,动态协议更新机制：为了增强系统的适应性，引入一个动态协议更新机制，这个机制通过构建一个多协议适配层来实现与具体通信协议的解耦，这样，当有新的协议类型出现时，只需更新多协议适配层的配置或软件模块，而无需对整个系统进行大的改动；

22、c3,设备信息数据库构建：建立设备信息数据库表结构，数据库表结构包含了设备的核心信息，如设备序列号、型号和生产批次，同时，还会为这些信息建立索引机制，以提高数据检索的效率；

23、c4,设备驱动包管理：为了应对设备固件升级或功能变更的需求，系统会为设备驱动包提供版本控制和兼容性检查功能，这意味着在不重启设备的情况下，更新或卸载驱动包，使得整个系统能够更好地适应设备的变化；

24、c5,私有通道管理与数据安全：实现私有通道的注册、注销管理功能，同时，采用tls协议来确保数据传输的安全性和完整性，保护了数据的隐私，还增强了系统的可靠性。

25、优选地，所述s4中网关配置及初始化的步骤如下：

26、d1,启动动态解析器：启动动态解析器，支持解析多种格式的配置文件，如xml和json；

27、d2,建立配置热更新功能：建立配置热更新功能，允许在不重启网关的情况下实时更新配置信息；

28、d3,启动异步非阻塞的消息处理中心：启动异步非阻塞的消息处理中心，以实现稳定的消息流转；

29、d4,启动网关通信模块：启动网关通信模块，监听和管理与网关相连接的设备状态变化；

30、d5,设备协议识别与匹配：建立智能协议识别与匹配算法,当新设备尝试与虚拟电厂系统建立连接时，该算法会根据设备的数据包进行特征提取和协议识别；

31、d6,设备数据监听与处理：启动设备数据监听器，用于解析和标准化处理设备上报的数据；

32、d7,协议自适应缓存与状态管理：建立协议自适应缓存机制，进行历史数据收集与分析，实时监测数据和缓存命中情况并进行调整。

33、优选地，所述设备接入与配置应用的具体步骤如下：

34、e1,生成并下发设备配置信息：系统首先生成设备的配置信息，并通过通信通道将这些信息下发给设备，设备接收到配置信息后，会进行应用并返回确认消息，从而形成一个闭环控制，确保配置信息被正确地应用；

35、e2,动态加载设备驱动包：根据设备的类型和所使用的协议，系统能够动态地加载对应的驱动包,每个设备驱动包都会被分配一个唯一的版本号，这个版本号与驱动包的发布日期、配置更新等信息紧密相关；

36、e3,设备兼容性检查与驱动包更新：在尝试更新或安装新的驱动包之前，系统会先进行设备兼容性检查，这涉及到验证驱动包是否支持设备的硬件型号、操作系统版本以及其他相关配置；

37、e4,设备命令执行与反馈：设备会订阅命令队列，执行来自上层应用的命令请求，并反馈执行结果或状态信息,同时，上层应用实时的了解设备的状态和命令执行情况；

38、e5,建立私有数据通道：对于需要私有通信的设备，系统会为其注册私有数据通道，并采用tls协议来建立安全的端到端连接，确保数据传输的安全性；

39、e6,协议自适应的负载均衡：系统还具备协议自适应的负载均衡机制，这种机制会持续地监测每个设备的通信性能，并根据实时性能监测的结果进行策略调整和资源分配。

40、优选地，所述s6中的自动化方法运行与监控的具体步骤如下；

41、f1,数据采集与监测：利用传感器和智能仪表设备，实时采集虚拟电厂中各种设备的运行数据，如温度、压力、电量，对这些数据进行监测，确保设备正常运行；

42、f2,自动化控制：根据采集的数据和设定的参数，通过自动化控制系统对设备的运行状态进行自动调整，保持设备的稳定运行，并实现能源的高效利用；

43、f3,故障诊断与处理：通过分析采集的数据，对设备可能出现的故障进行预测和诊断，及时发现并处理故障，减少设备停机时间，提高设备利用率；

44、f4,优化调度：根据能源需求和设备运行状况，进行能源的优化调度，实现能源的合理分配和利用，提高虚拟电厂的整体效率；

45、f5,远程监控与管理：通过远程监控系统，对虚拟电厂中的设备进行远程管理和控制，实现设备的远程操作和维护，提高管理效率；

46、f6,安全性与可靠性：通过自动化方法，确保虚拟电厂的安全性、可靠性和稳定性，减少人为操作失误和安全风险；

47、f7,数据分析与决策支持：通过对采集的数据进行深入分析，为决策者提供数据支持，帮助决策者更好地制定虚拟电厂的运行和管理策略。

48、优选地，所述s7中的协议自适应缓存与状态管理是通过灵活调整缓存策略和实时监测设备状态，有效优化了虚拟电厂的通信性能和设备管理，这种技术策略能够根据通信协议特性动态调整缓存大小和清除策略，提高缓存命中率，减少不必要网络传输，提升通信效率，状态管理采用状态机设计模式，实时监测设备状态变化，触发相应处理逻辑或报警机制，及时发现并处理设备故障，确保设备稳定运行。

49、优选地，所述步骤1-步骤7该设备接入虚拟电厂的步骤如下：

50、g1,合作意向达成：设备厂商与虚拟电厂聚合商明确合作意向；

51、g2,设备注册与基础信息提供：厂商提供设备基础信息，平台完成设备注册；

52、g3,连通性测试：通过指定网关地址，验证设备与平台的连通性；

53、g4,数据格式与驱动加载：厂商提供数据格式，平台生成驱动并加载；

54、g5,私有通道注册：厂商提供私有通道信息，平台完成注册；

55、g6,设备启动与状态维护：平台完成设备注册，启动协议网关，并持续维护设备状态和数据监听，进行自动化调控。

56、本发明的有益效果如下：

57、本发明通过利用先进的科技手段，为虚拟电厂系统构建了一个高效、统一的接入和管理体系，通过精心设计的统一接入框架，能够实现对多种类型和协议设备的快速、统一接入，显著提升了系统的兼容性和扩展性，这一突破使得虚拟电厂系统能够轻松应对各种复杂的设备类型和通信协议，为未来的能源管理提供了无限的可能性，同时，还引入了智能化的协议识别与匹配算法，自动识别和匹配接入设备的通信协议，从而极大地提升了系统的自动化水平，此外，用户自定义协议支持、协议自适应缓存机制和负载均衡机制等创新点进一步优化了系统的易用性和整体性能，这些创新共同推动了虚拟电厂系统实现卓越的性能和高效的运行，为用户带来了前所未有的便捷体验。