输变电设备负荷数据接入电力系统的监控预警系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统的设备负荷数据接入、存储、预警领域，具体涉及输变电设备 负荷数据接入电力系统的监控预警系统及方法。
【背景技术】
[0002] 输变电设备负荷数据与电网资源数据分别存储在不同的内网系统，受各自安全规 范和条例的限制，按照一般方式电力系统往往无法获取有效的输变电设备负荷数据信息， 因此在将输变电设备负荷数据采集并存储至电网系统公共数据库时，需要将输变电设备负 荷数据按照电力标准规范解析，才能达到可以使用的目的。
[0003 ]输变电设备负荷数据主要包括电网输变电设备的各种实时的信息（包括频率、发 电机功率、线路功率、母线电压等），现主要存储在能量管理系统内。能量管理系统是以计算 机为基础的现代化电力综合自动化系统，主要为电网调度管理人员提供电网各种实时的信 息，并对电网进行调度决策管理和控制，保证电网安全运行，提高电网质量和改善电网运行 的经济性。其数据发生周期短，有的数据发生改变的周期为1分钟，比如发电机功率、线路功 率等；
[0004] 输变电设备负荷数据作为全网设备的数据范围受地域的限制，其数据存储在不同 的服务器上；
[0005] 输变电设备负荷接入是通过webservice服务，按照测点集合请求并把返回的数据 按照格式分析并存储到数据库中；
[0006] 输变电设备负荷接入数据量大，一般每分钟设备负荷数据量大约15M左右，一天就 能达到21G左右。
[0007] 以往的数据接入，只是单一的接入并存储，其接入过程中的对可能出现的故障缺 乏准确分类的判断和记录，不适用于确保数据的完整性，因此需要建立一个完整的接入过 程故障判断预警，为及时解决故障并根据故障恢复缺失数据提供缺失时间段；
[0008] 以往的数据接入引用oracle存储方式，因为数据量太大，无法满足延伸应用分析 的查询历史数据的响应时间，因此需要建立一个快速大数据存储检索的存储机制；以往的 数据接入存储后，再由其他应用去其库中查询，不适用于实时数据的实时分析和处理，需要 建立一个实时数据广播机制和快速数据共享。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了输变电设备负荷数据接入电力系统 的监控预警系统及方法，该方法使用故障识别技术、非结构化数据库、开源实时数据广播框 架、识别接入过程中存在的网络、服务、存储故障并对故障预警和缺漏数据补录以及数据共 享，实现将输变电设备数据顺利接入电力内网并确保数据完整性和实时性以及可扩展性。
[0010] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0011] 输变电设备负荷数据接入电力系统的监控预警系统，包括：
[0012] 诊断模块，用于跟踪接入过程的web服务请求过程和存储过程中出现的异常情况， 并按逻辑算法推断异常原因；
[0013] 预警模块，用于根据诊断模块判断出网络断开、服务停止、存储故障、请求延迟、存 储延迟和心跳停止，并将判断结果存储到存储模块中；
[0014] 存储模块，用于把预警模块诊断出的故障存入输变电设备负荷数据库中，接入过 程中产生的输变电设备负荷数据存入输变电设备负荷数据库中；
[0015] 展现模块，用于对预警结果进行展示。
[0016] 所述接入诊断模块，包括接入数据并解析单元、服务状态判断单元和写入状态判 断单元；
[0017] 接入数据并解析单元，用于跟踪接入应用与web服务通讯中网络通讯异常并推断 异常原因的算法;用于解析接入的元数据并组成habse存储格式的组合;用于根据接入过程 中统计产生的请求数据量、返回数据量、存储数据量；
[0018] 服务状态判断单元，用于跟踪接入应用与web服务信息交换中异常并推断异常原 因的算法；
[0019] 写入状态判断单元，用于跟踪接入应用存储故障数据、解析结果到hbase异常并推 断异常原因的算法；
[0020] 所述预警模块，包括网络断开预警单元、服务停止预警单元、存储故障预警单元、 请求延迟预警单元、存储延迟预警单元和心跳停止预警单元；
[0021] 网络断开预警单元，用于根据接入数据并解析单元诊断出的网络断开故障，即表 示web服务主机网络离线；
[0022] 服务停止预警单元，用于根据服务状态判断单元诊断出的服务停止故障，即表示 web服务主机网络在线，但是服务拒绝连接；
[0023]存储故障预警单元，用于根据写入状态判断单元诊断出的存储故障，即表示hbase 发生故障；
[0024] 请求延迟预警单元，用于根据服务状态判断单元诊断出的请求延迟故障，即表示 一次数据请求耗时超过1分钟；
[0025] 存储延迟预警单元，用于根据写入状态判断单元诊断出的存储延迟故障，即表示 存储时长大于5秒；
[0026] 心跳停止预警单元，用于根据接入应用日志诊断出的心跳停止故障，即表示接入 应用故障退出或未运行；
[0027]所述存储模块，包括HBase非结构化数据存储单元、Hdfs文件存储单元、Kafka广播 单元和Redis临时数据缓存单元；
[0028] HBase非结构化数据存储单元，用于存储接入解析后的数据、故障记录，供其他电 网应用研究查询历史数据；
[0029] Hdfs文件存储单元，用于磁盘备份解析后的数据，供数据库故障崩溃数据恢复；
[0030] K a f k a广播单元，用于实时推送新接入的解析数据，供其他电网应用被动更新数 据；
[0031] Redis临时数据缓存单元，用于临时存储接入1天的解析数据；
[0032] 所述展现模块，包括总体实时状态概览单元、按应用实时状态概览单元、历史故障 查询单元和实时数据流量折线图展示单元。
[0033] 总体实时状态概览单元，用于展示根据预警模块诊断出的结果；
[0034] 按应用实时状态概览单元，用于展示根据预警模块诊断出的网络断开、服务停止、 存储故障、请求延迟、存储延迟和心跳停止等故障并区分颜色；
[0035] 历史故障查询单元，用于根据时间段查询故障发生的记录详细信息；
[0036]实时数据流量折线图展示单元用于把根据接入数据并解析单元统计出的请求数 据量、返回数据量、存储数据量根据时间点的变化形成折线图展示；
[0037]输变电设备负荷数据实时接入电力系统的监控预警方法，包括以下步骤：
[0038]步骤（1):依据能量管理系统的D5000模型建立设备量测模型规范；同时根据实时 数据接入过程中的历史异常数据建立接入日志内容标准；
[0039] 步骤(2):依据步骤（1)中的设备量测模型规范和步骤（1)中的接入日志内容标准 建立输变电设备负荷数据库，对输变电设备负荷数据库中的负荷数据、故障记录、补录历史 分别建立负荷数据表、故障记录表和补录历史表;为适合非结构数据库的存储及快速检索， 统一输变电设备负荷数据库的key值组成key值格式规范；
[0040] 步骤(3):通过步骤（1)的量测模型规范对实时接入的输变电设备负荷数据进行解 析，并根据步骤(2)中的key值格式规范存储到步骤(2)的设备负荷数据库中的负荷数据表 中，然后通过对负荷数据表中的数据进行广播；
[0041 ]步骤(4):通过步骤（1)中的接入日志内容标准识别接入输变电设备负荷数据过程 中存在的网络故障、服务故障或存储故障，并将故障根据步骤(2)中的key值格式规范存储 到步骤(2)的设备负荷数据库中的故障记录表中；对故障记录表中缺漏的数据，通过历史数 据进行补录并把补录记录根据步骤(2)中的key值格式规范存储到步骤(2)的设备负荷数据 库中的补录历史表中；
[0042] 步骤(5):对于故障记录进行展示。
[0043]所述步骤(1)中的设备量测模型规范，包括:设备台账、量测ID、量测类型；
[0044] 所述步骤(1)中的接入日志内容标准，包括：
[0045] 正常信息:标识为normal，描述实时数据接入的重要过程;所述重要过程包括:开 始WebService访问、WebService访问完成或完成一次数据读取；
[0046] 故障信息:标识为error，描述实时数据接入的故障状态;所述故障状态包括：网络 故障、服务停止故障、存储故障或应用故障；
[0047]告警信息:标识为warning，描述实时数据接入的告警状态;所述告警状态包括:访 问延迟或存储延迟。
[0048] 所述步骤(2)中key值组成key值格式规范为:地市&设备量测&量测时间；
[0049] 所述步骤(3)的方法为：
[0050] 通过步骤(1)的量测模型规范将实时接入的输变电设备负荷数据进行数据格式转 换，并将数据格式转换后的结果存入输变电设备负荷数据