[发明专利]基于云计算的电力实时数据一体化处理系统及设计方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化信息采集与控制领域，涉及电力系统实时数据采集、处理与控制系统，尤其是基于云计算的电力实时数据一体化处理系统及设计方法。

背景技术

传统电力系统的数据采集功能和具体的逻辑判断功能结合紧密，通常由单一的硬件设备完成，因此，完成不同的功能就需要配置不同的设备或系统，这些不同功能的设备或系统都有各自独立的数据采集单元。各个数据采集存在着交叉重复采集、利用率不高、数据及信息内容不一致、时间不统一等问题，形成了以纵向层次多、横向系统多为主要特征的“信息孤岛”，制约了信息的进一步融合和应用，数据及信息的重复采集和重复传输处理势必造成各种资源的浪费。

为了实现对电网运行状态的全方位监控，各种类型的自动装置应用于智能电网的各环节。如采集稳态数据的监控系统测控单元、采集动态数据的相量测量装置（PMU）、采集暂态数据的保护装置和故障录波装置等。但是，由于开发背景、设计理念、技术水平、运行习惯、管理部门等因素的影响，造成数据源不统一、硬件重复、功能交叉。而且各种类型的设备硬软件技术水平参差不齐，通信能力和规约不尽相同，目前大多分别组网，互相之间基本不进行数据交换，设备间信息独立，部分设备应用功能设置重叠。

以变电站为例，如图1所示，仪表分成三类：保护类，测控类，计量类，他们都有自己的A/D单元，都与TA /TV直接连接。存在如下问题：

（1）基础量（TA，TV）被“测量”多次，每块仪表的精度不一，造成了数据不一致，成本上也不经济。

（2）由于每块仪表采集的基础量（TA，TV）精度不同，采样频率不同及所使用算法不同，造成了同一个量值（如P）在不同的仪表中也不同，数据冗余而且混乱。

（3）系统与设备，设备与设备之间通讯困难。尽管目前已经有了一批相关的标准，但现实中这种困难依旧是系统实施的瓶颈之一，也是智能电网信息共享、信息集成目标的阻力之一。

（4）过程数据缺失，在采样的过程中，产生了大量的过程数据，这些数据对于后期的事故分析或业务扩展都是有价值的，但我们从仪表中取得的都是经过N次运算的“二手数据”，“简化值”。

这种独立配置、独立计算、独立功能的装置带来的问题是信息共享差，利用率低和硬、软件资源浪费问题。

为解决以上提到的问题，尤其是数据分别采集、数据分别处理与计算、数据难于共享等关键问题，有必要建立一套新的框架与机制，实现同一类型设备的电压、电流数据一次采集，能在一套统一的软件应用平台下实现测控、保护、相量测量、计量等多种应用功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于云计算的电力实时数据一体化处理系统及设计方法，以解决设备独立配置、独立计算、独立功能的装置带来的信息共享差、利用率低和软、硬件资源浪费的问题，实现同一类型设备的电压、电流数据一次采集，及测控、保护、相量测量、计量等多种应用。

基于云计算的电力系统实时数据一体化处理系统，包括通过光纤通信网络依次连接的：

数据采样设备：同一类型电力设备出线上安装一套互感器TA/TV采集单元，用于按应用组件要求的最高精度和频率进行电压、电流瞬时值的交流采样；

云数据存储池：云存储的数据存储层将不同类型的存储设备互连起来，实现海量数据的统一管理，同时实现随存储设备的集中管理、状态监控以及容量的动态扩展，云数据存储池是一种面向服务的分布式存储系统，利用该系统用于将各采集单元上传的电压、电流瞬时值数据对应存入各存储单元；

云数据计算平台：用于调用云数据存储池中存储的电压、电流瞬时值分别按照电力系统业务公共计算特性计算得到相应的需求值；

云服务访问模块：设有云服务访问接口，用于根据应用组件的触发，通过光纤网络获得网络上注册的云计算服务，从云数据计算平台获得相应的需求值。

进一步的，所述云数据存储池按照时间序列采用云存储技术存储采样到的电压、电流瞬时值。

进一步的，所述云数据存储池中设有分别与各采集单元对应的存储单元，采集单元和存储单元通过映射地址一一对应。

进一步的，所述云数据计算平台建立通用的计算模块，计算得到相应的应用组件的需求值，公共计算模块包括电压、电流有效值计算、有功、无功功率有效值计算和电量计算。

本发明基于云计算的电力系统实时数据一体化设计方法的步骤如下：

（1）在同一类型电力设备的出线上安装一套互感器TA/TV采集单元，并按照系统要求的最高精度和频率进行电压、电流瞬时值的一次交流采样；