一種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，所述分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法包括服務(wù)端構(gòu)建和客戶端構(gòu)建兩部分，其中所述服務(wù)端構(gòu)建包括以下步驟:(1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層；(2)構(gòu)建管理平臺；(3)計(jì)算平臺構(gòu)建；(4)三維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)；客戶端構(gòu)建包括以下步驟:(1)SVG格式電氣接線圖導(dǎo)出和預(yù)處理；(2)窗體界面中集成SVG圖形；(3)SVG圖形的動態(tài)控制。
【專利說明】
-種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)能量管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及分布式能量管理系統(tǒng)集成平 臺構(gòu)建的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng)化MS) W各子系統(tǒng)為單位對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立建 模、獨(dú)立計(jì)算，運(yùn)種建模方式不能正確反映外部電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化。隨著電網(wǎng)規(guī)模越來越 大，對能量管理系統(tǒng)的計(jì)算速度、精度要求也會越來越高，傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng)不能滿足運(yùn)種 需求。
[0003] WCORBA為代表分布式計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中已大量應(yīng)用，即使傳統(tǒng)能量管理 系統(tǒng)也大多采用分布式技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于將不同應(yīng)用部署在不同機(jī)器上，各應(yīng)用 間通過數(shù)據(jù)總線交換數(shù)據(jù)。運(yùn)種將應(yīng)用分機(jī)部署、互為備用的運(yùn)行模式只能看作能量管理 系統(tǒng)中基于多任務(wù)的并行，與未來基于分布式算法的并行有著極大的不同，后者是將各應(yīng) 用本身實(shí)現(xiàn)為分布式。W下列出幾項(xiàng)目前電力系統(tǒng)中研究比較成熟的分布式算法的技術(shù)：
[0004] 1.基于異步迭代模式的分布式潮流計(jì)算算法
[0005] 通過對分區(qū)管理的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)建模，各子系統(tǒng)保留各自的獨(dú)立性，計(jì)算時(shí) 各子系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)層聯(lián)系形成一個(gè)計(jì)算整體。采用運(yùn)種異步迭代模式的分布式潮流計(jì)算， W內(nèi)、外兩層迭代方式求解整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)潮流，并且各子系統(tǒng)內(nèi)部可W自由選擇平 衡節(jié)點(diǎn)。內(nèi)層迭代在各子系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行，外層迭代在協(xié)調(diào)層進(jìn)行。子系統(tǒng)和協(xié)調(diào)層通過廣域 網(wǎng)通信，良好的算法設(shè)計(jì)保證了各子系統(tǒng)交換的邊界節(jié)點(diǎn)狀態(tài)量數(shù)據(jù)盡可能少，減少了網(wǎng) 絡(luò)通信的負(fù)擔(dān)。
[0006] 2.基于異步迭代模式的分布式狀態(tài)估計(jì)算法
[0007] 和分布式潮流計(jì)算算法類似，異步迭代模式的分布式狀態(tài)估計(jì)分區(qū)建模也能保證 各子系統(tǒng)的獨(dú)立性，符合我國目前分層分區(qū)管理的要求。狀態(tài)估計(jì)作為能量管理系統(tǒng)中最 基礎(chǔ)的應(yīng)用，對算法要求和速度更高，因此，除了有內(nèi)、外兩層迭代過程，參與計(jì)算的子系統(tǒng) 還分為主子系統(tǒng)和從子系統(tǒng)，運(yùn)種主從機(jī)制設(shè)計(jì)在從子系統(tǒng)中W犧牲計(jì)算精度為代價(jià)，加 速內(nèi)層迭代速度，提高了整體運(yùn)算效率并仍能滿足主子系統(tǒng)計(jì)算精度要求。
[000引狀態(tài)估計(jì)是能量管理系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的應(yīng)用，潮流計(jì)算是其核屯、，基于分布式算法 的狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算為更高級的分布式應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，除此之外，分布式能量管理系 統(tǒng)中圖形客戶端也會有較大改變。
[0009]因此希望有一種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法對傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng) 進(jìn)行改造，是未來能量管理系統(tǒng)發(fā)展的一種方向，目前，基于多控制中屯、建模的分布式狀態(tài) 估計(jì)、潮流計(jì)算算法研究已經(jīng)取得了較大成果，但基于運(yùn)些算法和現(xiàn)有技術(shù)建成一套真正 的分布式能量管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)良好的管理機(jī)制仍是研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法來克服現(xiàn) 有技術(shù)中存在的上述問題。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法包括 服務(wù)端構(gòu)建和客戶端構(gòu)建兩部分，其中所述服務(wù)端構(gòu)建包括W下步驟：
[0012] (1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層，所述分層是將實(shí)時(shí)庫的一維擴(kuò)大到=維W支持多用戶并 行，在所述分層結(jié)構(gòu)下，每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫都能區(qū)分不同得子系統(tǒng)和用戶的數(shù)據(jù)；
[0013] (2)構(gòu)建管理平臺，所述管理平臺采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層的模式， 所述協(xié)調(diào)層管理下屬子系統(tǒng)和計(jì)算應(yīng)用，所述各個(gè)子系統(tǒng)管理下屬用戶和計(jì)算應(yīng)用，所述 多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層保持長連接通信并W服務(wù)方式運(yùn)行在多個(gè)服務(wù)器上，等待客戶端的計(jì)算 請求；
[0014] (3)計(jì)算平臺構(gòu)建，所述計(jì)算平臺也采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層 的模式，所述計(jì)算協(xié)調(diào)層是異步迭代模式中的外層迭代，所述多子系統(tǒng)是內(nèi)層迭代，所述計(jì) 算平臺用于計(jì)算；
[0015] (4)=維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)，所述=維是指系統(tǒng)維、用戶維和應(yīng)用維，=維坐 標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制是W所述=維的坐標(biāo)區(qū)分平臺中計(jì)算請求，不同的維度代表了不同的計(jì)算 任務(wù)，所述=維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制結(jié)合所述實(shí)時(shí)庫的分層，滿足整套系統(tǒng)空間分布、時(shí)間并 行和應(yīng)用并行要求，所述空間分布指各子系統(tǒng)滿足空間上的分布，所述時(shí)間和應(yīng)用并行指 同一時(shí)刻可W處理不同用戶或不同應(yīng)用的計(jì)算。
[0016] 優(yōu)選地，所述客戶端構(gòu)建包括W下步驟：
[0017] (I)SVG格式電氣接線圖導(dǎo)出和預(yù)處理，SVG格式的電氣接線圖可W從普通能量管 理系統(tǒng)中導(dǎo)出，通過執(zhí)行相應(yīng)的導(dǎo)出命令得到W廠站為單位的SVG電氣接線圖。導(dǎo)出的原始 圖形需要做預(yù)處理才適合嵌入到窗體界面中；
[0018] (2)窗體界面中集成SVG圖形；
[0019] (3)SVG圖形的動態(tài)控制。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟(1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層中的所述=維分別指:第一維將單個(gè)實(shí)時(shí) 庫部署在多個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)，存儲各子系統(tǒng)作為主子系統(tǒng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，第二維中 的每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫存儲當(dāng)前子系統(tǒng)作為從子系統(tǒng)時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)，第=維對每個(gè)子系統(tǒng)下 的多個(gè)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分層。
[0021] 優(yōu)選地，所述步驟（1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層中的所述主子系統(tǒng)為主從機(jī)制中發(fā)起計(jì) 算的子系統(tǒng)方，所述從子系統(tǒng)為其它配合計(jì)算的子系統(tǒng);所述主子系統(tǒng)建模更加詳實(shí)，計(jì)算 精度要求也更高，而所述從子系統(tǒng)一般適當(dāng)化簡網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置較低計(jì)算精度要求。
[0022] 優(yōu)選地，所述步驟(2)構(gòu)建管理平臺中的管理平臺設(shè)計(jì)為父進(jìn)程，所述步驟(3)計(jì) 算平臺構(gòu)建中的計(jì)算平臺設(shè)計(jì)為子進(jìn)程。
[0023] 優(yōu)選地，當(dāng)有計(jì)算請求時(shí)，所述步驟(2)的所述管理平臺會在所述協(xié)調(diào)層和每個(gè)子 系統(tǒng)管理服務(wù)下創(chuàng)建計(jì)算子進(jìn)程，計(jì)算子進(jìn)程使用獨(dú)立通信通道完成計(jì)算過程，計(jì)算完成 后計(jì)算結(jié)果會由所述管理平臺父進(jìn)程回收，所述管理平臺父進(jìn)程和計(jì)算子進(jìn)程是為了提高 整個(gè)平臺的容錯(cuò)性。
[0024] 優(yōu)選地，在步驟(3)計(jì)算平臺構(gòu)建中使用分布式潮流計(jì)算子應(yīng)用作為測試對象。
[0025] 優(yōu)選地，在步驟(3)計(jì)算平臺構(gòu)建中啟動計(jì)算時(shí)，計(jì)算子進(jìn)程通過所述協(xié)調(diào)層建立 通信并從實(shí)時(shí)庫讀入數(shù)據(jù);計(jì)算結(jié)束后，計(jì)算子進(jìn)程將結(jié)果寫回對應(yīng)維度的實(shí)時(shí)庫并退出。 計(jì)算子進(jìn)程的退出狀態(tài)會被管理父進(jìn)程收集，并根據(jù)退出狀態(tài)碼區(qū)分計(jì)算是否成功。
[0026] 優(yōu)選地，在步驟(4)=維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)中，所述系統(tǒng)維取所述各子系統(tǒng)的 ID號，代表了該次計(jì)算中計(jì)算的子系統(tǒng)發(fā)起方所述主子系統(tǒng);所述應(yīng)用維取所述各子系統(tǒng) 的應(yīng)用ID，代表了當(dāng)前要?jiǎng)?chuàng)建的計(jì)算應(yīng)用;各子用戶維取所述各子系統(tǒng)下用戶ID，代表了該 次計(jì)算發(fā)起的用戶。
[0027] 本發(fā)明旨在解決電網(wǎng)結(jié)構(gòu)互聯(lián)與分層分區(qū)管理之間的矛盾，利用集成平臺建立多 控制中屯、分解協(xié)調(diào)計(jì)算模型，解決大電網(wǎng)、多區(qū)域系統(tǒng)聯(lián)合計(jì)算問題，同時(shí)提高大電網(wǎng)中能 量管理系統(tǒng)的計(jì)算精度，為未來能量管理系統(tǒng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0028] 圖1是傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng)分區(qū)建模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2是多控制中屯、分解協(xié)調(diào)計(jì)算建模示意圖。
[0030] 圖3是分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺部署結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031] 圖4是分布式潮流應(yīng)用在分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺的調(diào)用過程示意圖。
[0032] 圖5是分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺的實(shí)時(shí)庫分層與主從機(jī)制示意圖。
[0033] 圖6是分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺的功能模塊設(shè)計(jì)示意圖。
[0034] 圖7是分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺的基于=維坐標(biāo)標(biāo)注方式管理的計(jì)算平臺示 意圖。
[0035] 圖8分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺客戶端的圖形界面分層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖9分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺平臺對界面事件響應(yīng)過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中 的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類 似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用 于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下 面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[003引在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中屯、"、"縱向橫向前"、"后"、 "左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所 示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù) 范圍的限制。
[0039] 在本發(fā)明一寬泛實(shí)施例中：分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，包括服務(wù) 端構(gòu)建和客戶端構(gòu)建兩部分，其中所述服務(wù)端構(gòu)建包括W下步驟：
[0040] (1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層，所述分層是將實(shí)時(shí)庫的一維擴(kuò)大到=維W支持多用戶并 行，在所述分層結(jié)構(gòu)下，每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫都能區(qū)分不同得子系統(tǒng)和用戶的數(shù)據(jù)；
[0041] (2)構(gòu)建管理平臺，所述管理平臺采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層的模式， 所述協(xié)調(diào)層管理下屬子系統(tǒng)和計(jì)算應(yīng)用，所述各個(gè)子系統(tǒng)管理下屬用戶和計(jì)算應(yīng)用，所述 多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層保持長連接通信并W服務(wù)方式運(yùn)行在多個(gè)服務(wù)器上，等待客戶端的計(jì)算 請求；
[0042] (3)計(jì)算平臺構(gòu)建，所述計(jì)算平臺也采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層 的模式，所述計(jì)算協(xié)調(diào)層是異步迭代模式中的外層迭代，所述多子系統(tǒng)是內(nèi)層迭代，所述計(jì) 算平臺用于計(jì)算；
[0043] (4)=維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)，所述=維是指系統(tǒng)維、用戶維和應(yīng)用維，=維坐 標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制是W所述=維的坐標(biāo)區(qū)分平臺中計(jì)算請求，不同的維度代表了不同的計(jì)算 任務(wù)，所述=維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制結(jié)合所述實(shí)時(shí)庫的分層，滿足整套系統(tǒng)空間分布、時(shí)間并 行和應(yīng)用并行要求，所述空間分布指各子系統(tǒng)滿足空間上的分布，所述時(shí)間和應(yīng)用并行指 同一時(shí)刻可W處理不同用戶或不同應(yīng)用的計(jì)算。
[0044] 所述客戶端構(gòu)建包括W下步驟：
[0045] (I)SVG格式電氣接線圖導(dǎo)出和預(yù)處理，SVG格式的電氣接線圖可W從普通能量管 理系統(tǒng)中導(dǎo)出，通過執(zhí)行相應(yīng)的導(dǎo)出命令得到W廠站為單位的SVG電氣接線圖。導(dǎo)出的原始 圖形需要做預(yù)處理才適合嵌入到窗體界面中；
[0046] (2)窗體界面中集成SVG圖形；
[0047] (3)SVG圖形的動態(tài)控制。
[0048] 所述服務(wù)端構(gòu)建步驟（1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層中的所述=維分別指:第一維將單個(gè) 實(shí)時(shí)庫部署在多個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)，存儲各子系統(tǒng)作為主子系統(tǒng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，第二 維中的每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫存儲當(dāng)前子系統(tǒng)作為從子系統(tǒng)時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)，第=維對每個(gè)子系 統(tǒng)下的多個(gè)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分層。
[0049] 所述服務(wù)端構(gòu)建步驟（1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層中的所述主子系統(tǒng)為主從機(jī)制中發(fā)起 計(jì)算的子系統(tǒng)方，所述從子系統(tǒng)為其它配合計(jì)算的子系統(tǒng);所述主子系統(tǒng)建模更加詳實(shí)，計(jì) 算精度要求也更高，而所述從子系統(tǒng)一般適當(dāng)化簡網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置較低計(jì)算精度要求。
[0050] 所述服務(wù)端構(gòu)建步驟(2)構(gòu)建管理平臺中的管理平臺設(shè)計(jì)為父進(jìn)程，所述步驟(3) 計(jì)算平臺構(gòu)建中的計(jì)算平臺設(shè)計(jì)為子進(jìn)程。
[0051] 當(dāng)有計(jì)算請求時(shí)，所述步驟(2)的所述管理平臺會在所述協(xié)調(diào)層和每個(gè)子系統(tǒng)管 理服務(wù)下創(chuàng)建計(jì)算子進(jìn)程，計(jì)算子進(jìn)程使用獨(dú)立通信通道完成計(jì)算過程，計(jì)算完成后計(jì)算 結(jié)果會由所述管理平臺父進(jìn)程回收，所述管理平臺父進(jìn)程和計(jì)算子進(jìn)程是為了提高整個(gè)平 臺的容錯(cuò)性。
[0052] 在服務(wù)端構(gòu)建步驟（3)計(jì)算平臺構(gòu)建中使用分布式潮流計(jì)算子應(yīng)用作為測試對 象。
[0053] 在服務(wù)端構(gòu)建步驟(3)計(jì)算平臺構(gòu)建中啟動計(jì)算時(shí)，計(jì)算子進(jìn)程通過所述協(xié)調(diào)層 建立通信并從實(shí)時(shí)庫讀入數(shù)據(jù);計(jì)算結(jié)束后，計(jì)算子進(jìn)程將結(jié)果寫回對應(yīng)維度的實(shí)時(shí)庫并 退出。計(jì)算子進(jìn)程的退出狀態(tài)會被管理父進(jìn)程收集，并根據(jù)退出狀態(tài)碼區(qū)分計(jì)算是否成功。
[0054] 在服務(wù)端構(gòu)建步驟(4)=維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)中，所述系統(tǒng)維取所述各子系 統(tǒng)的ID號，代表了該次計(jì)算中計(jì)算的子系統(tǒng)發(fā)起方所述主子系統(tǒng);所述應(yīng)用維取所述各子 系統(tǒng)的應(yīng)用ID，代表了當(dāng)前要?jiǎng)?chuàng)建的計(jì)算應(yīng)用;各子用戶維取所述各子系統(tǒng)下用戶ID，代表 了該次計(jì)算發(fā)起的用戶。
[0055] 圖1為傳統(tǒng)EMS系統(tǒng)基于分層分區(qū)管理電網(wǎng)模型建模結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上看，電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 緊密聯(lián)系，是一個(gè)整體;但從管理上看，我國采用分層分區(qū)的方式對電網(wǎng)進(jìn)行管理。傳統(tǒng)能 量管理系統(tǒng)為了適應(yīng)運(yùn)種管理模式也都采用分層分區(qū)對電網(wǎng)進(jìn)行建模，各調(diào)度中屯、建立轄 區(qū)內(nèi)電網(wǎng)的模型，聯(lián)絡(luò)線處往往采用等值方式反應(yīng)到本地模型中。運(yùn)種模型EMS從運(yùn)行上來 看，各調(diào)度中屯、的計(jì)算模型相互獨(dú)立，沒有數(shù)據(jù)的交互，一定程度上來看運(yùn)行效率高，但也 因?yàn)椴荒芗磿r(shí)正確反應(yīng)外網(wǎng)狀態(tài)變化致使計(jì)算結(jié)果不一定準(zhǔn)確。
[0056] 圖2為多控制中屯、分解協(xié)調(diào)計(jì)算基于分層分區(qū)管理電網(wǎng)模型建模結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)能 量管理系統(tǒng)不同，聯(lián)絡(luò)線狀態(tài)信息不是簡單采用等值方式反應(yīng)到本地系統(tǒng)中，而是需要在 計(jì)算過程中通過更高調(diào)度中屯、的協(xié)調(diào)管理服務(wù)動態(tài)地計(jì)算出運(yùn)些狀態(tài)信息。基于異步迭代 模式分布式算法中的外層迭代過程就是修正運(yùn)些邊界狀態(tài)量的過程。運(yùn)種多控制中屯、分解 協(xié)調(diào)計(jì)算模型在建模上與目前分層分區(qū)管理模型相適應(yīng)，同時(shí)，由于每個(gè)計(jì)算過程需要多 個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)參與，因此，在設(shè)計(jì)良好的結(jié)構(gòu)下能正確反應(yīng)外網(wǎng)的變化，提高運(yùn)行效率。本 專利分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺采用運(yùn)種多控制中屯、分解協(xié)調(diào)計(jì)算模型建模，子系統(tǒng)和 協(xié)調(diào)管理服務(wù)構(gòu)成集成平臺的服務(wù)端，各子系統(tǒng)下的調(diào)度界面程序構(gòu)成集成平臺的客戶 JLjJU 乂而。
[0057] 圖3為本發(fā)明中集成平臺系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)電網(wǎng)分層分區(qū)管理結(jié)構(gòu)，集成平 臺采用分層分區(qū)部署結(jié)構(gòu)。其中，各子系統(tǒng)擁有本地的子系統(tǒng)計(jì)算服務(wù)，部署在各子系統(tǒng)內(nèi) 部;協(xié)調(diào)層作用是協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)協(xié)同計(jì)算，因此部署在上級調(diào)度中屯、；除了運(yùn)些核屯、計(jì)算服 務(wù)，面向調(diào)度員的調(diào)度界面部署在各子系統(tǒng)內(nèi)部，各子系統(tǒng)調(diào)度員可W訪問本地子系統(tǒng)。本 地調(diào)度中屯、與上級調(diào)度中屯、往往不在同一地區(qū)，因此協(xié)調(diào)層和子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞往往是通 過廣域網(wǎng)進(jìn)行的；調(diào)度界面與子系統(tǒng)一般處于同一地區(qū)，因此是通過局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)。
[0058] 圖4為集成平臺中一次分布式潮流計(jì)算流程圖。該流程圖從整體上描述了一次分 布式潮流計(jì)算在集成平臺中主要運(yùn)行過程。集成平臺負(fù)責(zé)管理功能，處理計(jì)算請求，根據(jù)計(jì) 算請求分配計(jì)算資源和創(chuàng)建計(jì)算子應(yīng)用，計(jì)算子應(yīng)用負(fù)責(zé)計(jì)算功能，完成真正的計(jì)算過程。 分布式潮流在集成平臺中主要運(yùn)行過程可W描述為:計(jì)算請求由調(diào)度員通過調(diào)度界面發(fā) 出，該計(jì)算請求首先傳遞到本地子系統(tǒng)中，本地子系統(tǒng)再將計(jì)算請求上傳到協(xié)調(diào)層中；協(xié)調(diào) 層首先基于計(jì)算請求分析出要啟動的計(jì)算子應(yīng)用，于是創(chuàng)建協(xié)調(diào)層潮流計(jì)算子進(jìn)程，同時(shí) 通知所有子系統(tǒng)可W創(chuàng)建相應(yīng)子系統(tǒng)側(cè)潮流計(jì)算子進(jìn)程;然后各子系統(tǒng)創(chuàng)建潮流計(jì)算子進(jìn) 程并與協(xié)調(diào)層潮流計(jì)算子進(jìn)程建立通信，計(jì)算子進(jìn)程會訪問實(shí)時(shí)庫讀入網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行參 數(shù)，完成計(jì)算過程后再將計(jì)算結(jié)果回寫到實(shí)時(shí)庫;最后子計(jì)算子進(jìn)程退出，集成平臺會捕捉 到計(jì)算子進(jìn)程退出信息并將相應(yīng)計(jì)算結(jié)果從實(shí)時(shí)庫取出返回到調(diào)度界面用于更新圖形顯 /J、- O
[0059] 圖5為實(shí)時(shí)庫分層設(shè)計(jì)及主從機(jī)制設(shè)計(jì)。集成平臺支持多用戶、多應(yīng)用并行，同一 時(shí)刻會有多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用發(fā)起計(jì)算，因此數(shù)據(jù)源需要分層W適應(yīng)運(yùn)種并行要求。集成平 臺中將實(shí)時(shí)庫分層設(shè)計(jì)，每個(gè)用戶有各自的實(shí)時(shí)庫存儲空間，不同用戶的數(shù)據(jù)源不會有沖 突。同時(shí)，為了提高分解協(xié)調(diào)計(jì)算的運(yùn)算速度，還加入了主從機(jī)制，主從機(jī)制是指發(fā)起計(jì)算 的子系統(tǒng)方為主子系統(tǒng)，其它配合計(jì)算的子系統(tǒng)為從子系統(tǒng)。主子系統(tǒng)建模更加詳實(shí)，計(jì)算 精度要求也更高，而從子系統(tǒng)一般適當(dāng)化簡網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置較低計(jì)算精度要求。實(shí)際集成平臺 中，計(jì)算發(fā)起都是由屬于該子系統(tǒng)的用戶發(fā)起的，因此當(dāng)反應(yīng)到數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)上，屬于當(dāng)前子 系統(tǒng)的用戶在本子系統(tǒng)W主子系統(tǒng)要求存儲數(shù)據(jù)，而不屬于當(dāng)前子系統(tǒng)的用戶在該子系統(tǒng) 按從子系統(tǒng)要求存儲數(shù)據(jù)。
[0060] 圖6為集成平臺各部分的功能模塊設(shè)計(jì)。協(xié)調(diào)層、子系統(tǒng)和調(diào)度界面構(gòu)成一套完整 的分布式能量管理系統(tǒng)，因此從功能上講各層的功能基本是一致的，并且對稱。協(xié)調(diào)層和子 系統(tǒng)構(gòu)成集成平臺的服務(wù)端，其中實(shí)時(shí)庫分布在各子系統(tǒng)內(nèi)；調(diào)度界面是集成平臺的客戶 端。服務(wù)端的功能可W分為兩種:管理功能和計(jì)算功能。W子系統(tǒng)1為例，一方面，子系統(tǒng)1負(fù) 責(zé)管理本子系統(tǒng)下的用戶和應(yīng)用；另一方面，部署在子系統(tǒng)1的計(jì)算應(yīng)用封裝了該側(cè)的計(jì)算 算法。計(jì)算功能可W看作是由多個(gè)計(jì)算模塊組成，如潮流計(jì)算、狀態(tài)估計(jì)等，管理功能則主 要協(xié)調(diào)運(yùn)些計(jì)算模塊的資源分配和計(jì)算請求調(diào)度?？蛻舳说膽?yīng)用模塊主要指針對不同應(yīng)用 的提供的圖形顯示。
[0061] 圖7為基于=維坐標(biāo)標(biāo)注方式管理的計(jì)算平臺。如前文所述，服務(wù)端的管理模塊分 配計(jì)算資源和對計(jì)算請求進(jìn)行調(diào)度，而運(yùn)個(gè)管理過程采用基于=維坐標(biāo)標(biāo)注方式的管理方 法進(jìn)行。各子系統(tǒng)和協(xié)調(diào)層的管理模塊W父進(jìn)程方式保持長期運(yùn)行，而計(jì)算模塊W子進(jìn)程 方式運(yùn)行并根據(jù)需要帶參數(shù)啟動。=維坐標(biāo)采用空間維、時(shí)間維和應(yīng)用維來區(qū)分不同的子 系統(tǒng)、用戶和應(yīng)用，集成平臺中的調(diào)度請求都可W翻譯為運(yùn)樣一個(gè)=維坐標(biāo)，管理模塊根據(jù) =維坐標(biāo)解釋調(diào)度要求并分配資源。
[0062] 圖8為調(diào)度界面的分層結(jié)構(gòu)。集成平臺中的客戶端圖形均采用SVG格式廠站接線圖 設(shè)計(jì)，SVG格式廠站接線圖通過iframe標(biāo)簽嵌入在html頁面中，利用CSS進(jìn)行擅染和 化vascript動態(tài)控制，而整個(gè)html頁面運(yùn)行在客戶端的沙盒內(nèi)，沙盒W控件方式嵌入窗體 界面。從圖形上看，界面實(shí)現(xiàn)可W分為S層:第一層是使用Qt5中QWe祀ngineView控件實(shí)現(xiàn) 的沙盒，它相當(dāng)于一個(gè)瀏覽器可W加載html頁面并在內(nèi)部執(zhí)行化vascript代碼;第二層是 加載到沙盒中的html頁面，圖中示例的是潮流圖形界面;第S層是嵌入到html頁面中的SVG 格式廠站接線圖。
[0063] 圖9為集成平臺對調(diào)度界面事件響應(yīng)過程。如前文所述，客戶端界面中的 QWe祀ngineView沙盒內(nèi)運(yùn)行著網(wǎng)頁語言HTML/CSS^avascript，而外部窗體是通過C++與服 務(wù)端通信。集成平臺中響應(yīng)調(diào)度員在界面上的操作可W概括為= Javascript首先捕捉調(diào)度 界面中事件，如發(fā)起計(jì)算;然后通過化vascript調(diào)用C++函數(shù)將事件內(nèi)容傳遞給客戶端程 序，客戶端程序再利用分布式通信封裝出=維坐標(biāo)將計(jì)算請求傳遞到整個(gè)計(jì)算平臺；最后 由計(jì)算平臺完成計(jì)算并將結(jié)果回傳到客戶端程序，客戶端程序反向利用C + +調(diào)用 化vas Cr i P t函數(shù)將結(jié)果更新到圖形上。
[0064] 在未圖示實(shí)施例中，W某地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)為例（該電網(wǎng)數(shù)據(jù)來源于實(shí)際運(yùn)行的 0PEN3000系統(tǒng)），同時(shí)結(jié)合0PEN3000中圖形數(shù)據(jù)對實(shí)施例作詳細(xì)說明。分布式能量管理系統(tǒng) 集成平臺的構(gòu)建方法，包括W下步驟：
[0065] 1.原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到分層實(shí)時(shí)庫
[0066] 電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)從0PEN3000的實(shí)時(shí)庫中導(dǎo)出。集成平臺的分層實(shí)時(shí)庫 第0層作為實(shí)時(shí)態(tài)使用，因此基態(tài)數(shù)據(jù)均導(dǎo)入到集成平臺實(shí)時(shí)庫的第0層，其它層數(shù)據(jù)通過 下裝工具從第0層分別下裝到各用戶所在層。從0PEN3000中導(dǎo)出原始數(shù)據(jù)的工具利用 0PEN3000提供訪問接口開發(fā)，該工具W0PEN3000的實(shí)時(shí)庫作為輸入，工具內(nèi)部會將該模型 轉(zhuǎn)換為層次模型，最后將轉(zhuǎn)換后的層次模型裝入集成平臺實(shí)時(shí)庫的第O層。各子系統(tǒng)均配置 一個(gè)分層的實(shí)時(shí)庫。
[0067] 2. SVG廠站接線圖導(dǎo)出
[0068] 除了計(jì)算過程中需要網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，集成平臺中利用現(xiàn)有的SVG廠站接線 圖完成圖形界面設(shè)計(jì)。SVG廠站接線圖的來源也是0PEN3000系統(tǒng)，通過0PEN3000系統(tǒng)提供的 cim_svgew〇d工具可W將0PEN3000中繪制的廠站接線圖全部導(dǎo)出為SVG格式。一般情況 下，一張 SVG對應(yīng)一個(gè)廠站。SVG廠站接線圖導(dǎo)出后首先需要作預(yù)處理，包括引入CSS樣式文 件對圖元顯示效果進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)出的原始SVG圖形為靜態(tài)的，運(yùn)行參數(shù)如電壓幅值、有功、無 功等均顯示為0,只有集成到客戶端界面中才能結(jié)合實(shí)時(shí)庫的運(yùn)行參數(shù)動態(tài)更新。
[0069] 3.計(jì)算子進(jìn)程接口設(shè)計(jì)
[0070] 集成平臺設(shè)計(jì)目的是為計(jì)算應(yīng)用程提供一個(gè)運(yùn)行環(huán)境，原本的分布式算法已經(jīng)封 裝在各計(jì)算子進(jìn)程中，但為了能將計(jì)算子進(jìn)程動態(tài)配置到集成平臺，計(jì)算子進(jìn)程啟動和退 出部分接口需要做如下調(diào)整。
[0071] (1)計(jì)算子進(jìn)程啟動，必須是帶參數(shù)啟動，各參數(shù)意義說明如表1:
[0072] 表1計(jì)算子進(jìn)程啟動參數(shù)說明
[0073]
[0074] 當(dāng)子系統(tǒng)2中用戶1要啟動計(jì)算時(shí)，各計(jì)算子進(jìn)程啟動命令格式示例如下：
[0075] 協(xié)調(diào)層啟動："flowCoordinate.exe 1 2"，假定打開了端口 11234
[0076] 子系統(tǒng) 1 啟動：吁lowSystem.exe 11234 1 2"
[0077] 子系統(tǒng) 2 啟動：吁lowSystem.exe 11234 1 2"
[007引 （2)計(jì)算子進(jìn)程的退出，必須返回退出碼，各退出碼含義如表2:
[0079] 表2計(jì)算子進(jìn)程退出碼說明 [00801
[0081 ] 4.管理父進(jìn)程實(shí)現(xiàn)
[0082] 管理父進(jìn)程實(shí)現(xiàn)了整個(gè)集成平臺的核屯、，管理父進(jìn)程采用=維坐標(biāo)標(biāo)注方式管理 用戶、應(yīng)用。=維坐標(biāo)采用整數(shù)方式對每個(gè)子系統(tǒng)、用戶和應(yīng)用編號，上述子進(jìn)程啟動參數(shù) 中用戶維、系統(tǒng)維均由管理父進(jìn)程給出。管理父進(jìn)程解釋用戶發(fā)起的計(jì)算請求后，會根據(jù)當(dāng) 前資源情況啟動計(jì)算子進(jìn)程，并監(jiān)控子進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算完成后還負(fù)責(zé)回收計(jì)算結(jié)果。對 于一些不需要啟動計(jì)算子進(jìn)程的功能，則直接在管理父進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)，如修改刀閩或斷路器 狀態(tài)、獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)等。通過管理父進(jìn)程的調(diào)度功能，可W實(shí)現(xiàn)多用戶、多應(yīng)用的 并行。
[0083] 5.圖形界面實(shí)現(xiàn)
[0084] 步驟2中導(dǎo)出了SVG廠站接線圖并做了初步修正，為了集成到圖形界面中。首先，通 過HTML標(biāo)記語言中的if rame標(biāo)簽將SVG圖形引入到flow.html頁面中，flow.html頁面左側(cè) 為廠站列表，右側(cè)為該廠站接線圖。然后編寫化vascript控制iframe中SVG圖形的顯示，包 括拓?fù)渲?、隱藏接地刀閩、圖形縮放和拖拽等，同時(shí)綁定廠站列表中廠站的點(diǎn)擊事件實(shí)現(xiàn) 廠站切換功能。最后，圖形界面中添加 QWe祀ngineView控件，并在該控件中加載flow.html 頁面。使用QWeWngineView控件提供的webchannel功能，可W將特定的C++函數(shù)暴露給 Javascript代碼，同時(shí)也能通過C++調(diào)用Javascript函數(shù)。
[0085]最后需要指出的是：W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡 管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然 可W對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換;而運(yùn)些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于，包括服務(wù)端構(gòu)建和客 戶端構(gòu)建兩部分，其中所述服務(wù)端構(gòu)建包括以下步驟： (1) 對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層，所述分層是將實(shí)時(shí)庫的一維擴(kuò)大到三維以支持多用戶并行，在 所述分層結(jié)構(gòu)下，每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫都能區(qū)分不同得子系統(tǒng)和用戶的數(shù)據(jù)； (2) 構(gòu)建管理平臺，所述管理平臺采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層的模式，所述 協(xié)調(diào)層管理下屬子系統(tǒng)和計(jì)算應(yīng)用，所述各個(gè)子系統(tǒng)管理下屬用戶和計(jì)算應(yīng)用，所述多子 系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層保持長連接通信并以服務(wù)方式運(yùn)行在多個(gè)服務(wù)器上，等待客戶端的計(jì)算請 求； (3) 計(jì)算平臺構(gòu)建，所述計(jì)算平臺也采用分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述多子系統(tǒng)與協(xié)調(diào)層的模 式，所述計(jì)算協(xié)調(diào)層是異步迭代模式中的外層迭代，所述多子系統(tǒng)是內(nèi)層迭代，所述計(jì)算平 臺用于計(jì)算； (4) 三維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)，所述三維是指系統(tǒng)維、用戶維和應(yīng)用維，三維坐標(biāo)標(biāo) 注管理機(jī)制是以所述三維的坐標(biāo)區(qū)分平臺中計(jì)算請求，不同的維度代表了不同的計(jì)算任 務(wù)，所述三維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制結(jié)合所述實(shí)時(shí)庫的分層，滿足整套系統(tǒng)空間分布、時(shí)間并行 和應(yīng)用并行要求，所述空間分布指各子系統(tǒng)滿足空間上的分布，所述時(shí)間和應(yīng)用并行指同 一時(shí)刻可以處理不同用戶或不同應(yīng)用的計(jì)算。2. 如權(quán)利要求1所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:所述客 戶端構(gòu)建包括以下步驟： (1) SVG格式電氣接線圖導(dǎo)出和預(yù)處理，SVG格式的電氣接線圖可以從普通能量管理系 統(tǒng)中導(dǎo)出，通過執(zhí)行相應(yīng)的導(dǎo)出命令得到以廠站為單位的SVG電氣接線圖。導(dǎo)出的原始圖形 需要做預(yù)處理才適合嵌入到窗體界面中； (2) 窗體界面中集成SVG圖形； (3) SVG圖形的動態(tài)控制。3. 如權(quán)利要求1所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:所述步 驟(1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層中的所述三維分別指:第一維將單個(gè)實(shí)時(shí)庫部署在多個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)， 存儲各子系統(tǒng)作為主子系統(tǒng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，第二維中的每個(gè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫存 儲當(dāng)前子系統(tǒng)作為從子系統(tǒng)時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)，第三維對每個(gè)子系統(tǒng)下的多個(gè)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分 層。4. 如權(quán)利要求1所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:所述步 驟（1)對實(shí)時(shí)庫進(jìn)行分層中的所述主子系統(tǒng)為主從機(jī)制中發(fā)起計(jì)算的子系統(tǒng)方，所述從子 系統(tǒng)為其它配合計(jì)算的子系統(tǒng);所述主子系統(tǒng)建模更加詳實(shí)，計(jì)算精度要求也更高，而所述 從子系統(tǒng)一般適當(dāng)化簡網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置較低計(jì)算精度要求。5. 如權(quán)利要求1所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:所述步 驟(2)構(gòu)建管理平臺中的管理平臺設(shè)計(jì)為父進(jìn)程，所述步驟(3)計(jì)算平臺構(gòu)建中的計(jì)算平臺 設(shè)計(jì)為子進(jìn)程。6. 如權(quán)利要求5所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于：當(dāng)有計(jì) 算請求時(shí)，所述步驟(2)的所述管理平臺會在所述協(xié)調(diào)層和每個(gè)子系統(tǒng)管理服務(wù)下創(chuàng)建計(jì) 算子進(jìn)程，計(jì)算子進(jìn)程使用獨(dú)立通信通道完成計(jì)算過程，計(jì)算完成后計(jì)算結(jié)果會由所述管 理平臺父進(jìn)程回收，所述管理平臺父進(jìn)程和計(jì)算子進(jìn)程是為了提高整個(gè)平臺的容錯(cuò)性。7. 如權(quán)利要求1所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:在步驟 (3)計(jì)算平臺構(gòu)建中使用分布式潮流計(jì)算子應(yīng)用作為測試對象。8. 如權(quán)利要求5所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:在步驟 (3) 計(jì)算平臺構(gòu)建中啟動計(jì)算時(shí)，計(jì)算子進(jìn)程通過所述協(xié)調(diào)層建立通信并從實(shí)時(shí)庫讀入數(shù) 據(jù);計(jì)算結(jié)束后，計(jì)算子進(jìn)程將結(jié)果寫回對應(yīng)維度的實(shí)時(shí)庫并退出。計(jì)算子進(jìn)程的退出狀態(tài) 會被管理父進(jìn)程收集，并根據(jù)退出狀態(tài)碼區(qū)分計(jì)算是否成功。9. 如權(quán)利要求4所述的分布式能量管理系統(tǒng)集成平臺構(gòu)建的方法，其特征在于:在步驟 (4) 三維坐標(biāo)標(biāo)注管理機(jī)制設(shè)計(jì)中，所述系統(tǒng)維取所述各子系統(tǒng)的ID號，代表了該次計(jì)算中 計(jì)算的子系統(tǒng)發(fā)起方所述主子系統(tǒng);所述應(yīng)用維取所述各子系統(tǒng)的應(yīng)用ID，代表了當(dāng)前要 創(chuàng)建的計(jì)算應(yīng)用;各子用戶維取所述各子系統(tǒng)下用戶ID，代表了該次計(jì)算發(fā)起的用戶。
【文檔編號】G06Q50/06GK106022655SQ201610447747
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】張海波, 王勝堯, 盧圣財(cái), 陳虹村, 趙俊越
【申請人】華北電力大學(xué)