基于云平台的整定计算系统电网模型协同维护和共享方法与流程

本发明属于电力系统继电保护整定计算技术领域，更具体地，涉及基于云平台的整定计算系统电网模型协同维护和共享方法。

背景技术：

现有技术中，电力系统继电保护整定计算系统运行模式为c/s架构，数据及算法完全独立，数据库交互数据实时性差，无法监控。电网模型建模常用两种方法，包括：

方法一：手动导出d5000设备中的模型文件，然后手动导入到继电保护整定计算系统中，该方法无法实现d5000中电网模型数据或拓扑发生变化时，继电保护整定计算系统实时更新数据，需要人为进行电网模型变更，在实际应用中，存在以下问题：

1)模型更新滞后，定值计算滞后，影响工作进度；

2)模型更新后，需要人为操作，增加工作量；

3)在模型文件导出导入过程中，容易出现因人为失误导致的模型数据错误或者部分数据丢失等现象发生；

4)由于继电保护整定计算需要在新设备正式投入运行之前就对新投入设备进行整定计算，而此时，d5000模型中尚未增加该设备，通常需要在继电保护整定计算系统中进行人工建模，但是，该模型无法为其他系统共享。

方法二：继电保护整定计算系统中，人工绘图建模，存在以下问题：

1)人工绘图建模，工作量大，错误率高，维护难度大；

2)继电保护整定计算软件中维护的数据，无法同步更新至其他系统，导致电网公司不同系统的使用人员需重复维护多次模型，工作量大，且各系统之前模型容易存在不一致；

3)上下级电网、不同区域电网之间边界厂站及边界线路模型，不同调度均需进行建模，但归属上级电网或者某一区域电网，其设备的更新、拓扑及参数的变化信息只有所属公司可及时获得并更新，其他调度所用模型可能存在更新滞后等问题，同时，也需要在不同的电网模型中维护统一厂站模型；

4)数据无法实现多系统共享，继电保护整定计算系统中生成的装置模型定值数据标准化、颗粒化不足，不利于泛在电力物联网提出的跨专业数据共享共用的实现。

现有技术中的整定计算系统的基本技术体系及应用模式难以满足功能应用的服务化、数据的高效共享。不管是方法一、还是方法二，模型数据不满足各类信息系统的数据交互和应用提出了标准化、规范化要求。

近年来，云计算作为一种崭新的计算模式，随着云计算的发展，许多公司都建立了云平台，如google、amazon、ibm、微软。目前，电力系统已经开始加快云平台的建设，为实现“数据一个源、电网一张图、业务一条线”的发展策略和要求提供了基础。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供基于云平台的整定计算系统电网模型协同维护和共享方法，解决继电保护整定计算系统电网模型及装置定值数据等无法实现数据共享、共用、标准化、规范化问题，模型不统一问题、多级模型维护存在壁垒、人员工作量大等问题。通过自动获取、更新云端模型，多系统多级电网多用户协同维护及共享模型方法，实现“数据一个源、电网一张图”，并最大程度的降低工作人员工作量，以及操作人员因业务知识专业度不足或失误导致的模型错误率，数据及时更新，降低保护定值计算错误率，从而保证电网安全运行。

本发明采用如下的技术方案。

基于云平台的整定计算系统电网模型协同维护和共享方法的步骤如下：

步骤1，云平台获取电网自动化现有模型数据；

步骤2，进行云平台电网模型数据结构化设计，即确定电网模型标准格式；

步骤3，设置云平台电网模型数据获取接口，多系统模型数据获取采用统一接口；

步骤4，继电保护整定计算系统设置用户的电网模型获取权限；

步骤5，依照步骤4设置的权限，若云平台电网模型有更新，提示相关本地用户电网模型发生更新，获取电网模型更新；若本地用户通过继电保护整定计算系统人工对电网模型进行维护，对维护后的电网模型进行审核以及上传，更新云平台电网模型。

优选地，

步骤1中，云平台获取的电网自动化现有模型数据包括：拓扑数据、设备参数、所属厂站、所属区域、以及图元数据。

优选地，

步骤3中，采用服务总线方式设置云平台电网模型数据获取接口。

优选地，

步骤4中，继电保护整定计算系统设置用户的电网模型获取权限包括：获取的云平台电网模型范围、是否具有更新模型权限、是否具有模型维护权限、是否具有模型数据上传权限、以及审核权限。

优选地，

步骤5具体包括：

步骤5.1，当云平台电网模型发生变化后，提示模型发生变化厂站所属区域具有更新模型权限的用户，推送提示信息；

步骤5.2，通过调取云平台电网模型数据获取接口，下载其权限范围内电网模型数据及图元数据；

步骤5.3，对电网模型进行维护、审核并上传至云平台；

步骤5.4，电网模型数据存入云平台数据库，并进行模型描述以及模型版本记录，同时，云平台对修改模型所涉及调度及用户，下发模型更新提示。

优选地，

步骤5.2包括：

步骤5.2.1，依据数据交互规范进行模型数据解析，形成继电保护整定系统所需区域内的电网模型以及图形化展示；

步骤5.2.2，对下载的模型数据进行校验分析。

优选地，

步骤5.2.1中，数据解析包括：针对电网模型的图元、设备关系、参数等进行处理，实现“图元连接关系解析”、“图形物理拓扑连接数据生成”、“电气的拓扑连接数据生成”、“电气支路细化拓扑连接关系生成”。

优选地，

步骤5.2.2中，模型数据进行校验分析包括：模型拓扑的校验、线路参数实测性检测和参数差异化检测。

优选地，

步骤5.3包括：

步骤5.3.1，进行模型对比，判断是否与整定系统现有同范围模型存在差异；

步骤5.3.2，如果不存在差异，则返回步骤5；如果存在差异，则提示有新模型，是否更新，通过查看模型对比结果，判断是否更新模型；

步骤5.3.3，如果不更新模型，则终止，但仍保留提示状态；如果选择更新模型，进行模型拓扑检查；

步骤5.3.4，模型设备参数自动校验，提示参数异常或者参数缺失列表；

步骤5.3.5，依据权限，进行人工判断及维护，如进行了数据的维护，则由具有模型上传权限用户提出模型上传流程，经过审核，上传至云平台。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，实现全网一张图，一个数据源，多人维护，数据共享，一体化建模，具体包括：

1)上下级电网、不同区域电网之间边界厂站及边界线路更新、拓扑及参数的变化，所属公司及时获得并更新模型后，系统自动提醒相关用户模型发生更新，其他调度无须重复建模，可直接共用该模型，降低工作量，同时也可避免发生模型更新滞后等问题，保证定值计算及时性和准确性。

2)模型更新后，无须人为手动更新模型，系统可自动进行更新，同时，展现模型更新内容，用户仅需根据业务进行更新或不更新操作，很大程度减少工作量。

3)模型获取、更新等过程，均是由系统自动进行，避免了因人为失误导致的模型数据错误或者部分数据丢失等现象发生。

4)继电保护整定计算系统人工维护的未投入厂站、设备模型、参数，可及时共享至云平台，其他系统共用，避免了多人对统一设备进行反复多次建模。

5)通过标准化、规范化的模型数据，进行自动化解析，无须人工绘图建模，对面日益庞大的电网，极大的降低工作量大，错误率，人工维护难度低，对业务人员专业知识依赖度降低。

6)继电保护整定计算软件中维护的数据，无法同步更新至其他系统，导致电网公司不同系统的使用人员需重复维护多次模型，工作量大，且各系统之前模型容易存在不一致。

7)数据实现多系统共享共用，继电保护整定计算系统中生成的装置模型定值数据标准化、颗粒化不足，不利于泛在电力物联网提出的跨专业数据共享共用的实现。

附图说明

图1为本发明提供的基于云平台的整定计算系统电网模型协同维护和共享方法的流程图；

图2为本发明提供的云平台的继电保护整定计算系统电网模型更新、维护、共用流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

本发明首先从电网现有自动化设备数据库中获取电网模型数据，并存入云平台数据库，实现云端模型数据管理，继电保护整定计算系统通过通用数据接口，从云平台获取调度或权限范围内电网模型标准化数据，解析成各系统所需模型，同时，各级操作人员，可在权限范围内对各自调管的电网模型进行维护，包括新增、修改、删除厂站、设备等，以及各设备参数，同时经过审核后，可将数据共享至云平台，实现数据共享，各级电网共用一张图、一个数据源，实现多系统协同维护、共享模型，同时，模型更新后，相关应用系统会同时受到模型更新提示，以及模型更新内容，实现数据更新的及时性。

具体地，如图1所示，本发明公开了基于云平台的整定计算系统电网模型协同维护和共享方法，包括以下步骤：

步骤1，云平台获取电网自动化现有模型数据，包括但不限于，拓扑数据、设备参数、所属厂站、所属区域、以及图元数据等。

本优选实施例中，云平台从d5000设备中获取电网自动化现有模型数据。

步骤2，进行云平台电网模型数据结构化设计，即确定电网模型标准格式。

值得注意的是，所属领域技术人员可以根据任意规范完成云平台电网模型数据结构化设计，一个优选但非限制性的实施方式为，根据《国调中心关于印发调度管理应用基础数据采集及应用规范(2014版)的通知》(简称112号文)等规范，完成云平台电网模型数据结构化设计，确定电网模型标准格式。

步骤3，设置云平台电网模型数据获取接口，多系统模型数据获取采用统一接口。

值得注意的是，所属领域技术人员可以采用任意方式设置云平台电网模型数据获取接口，一个优选但非限制性的实施方式为，采用服务总线方式设置云平台电网模型数据获取接口，实现多系统模型数据获取统一接口。

所述多系统包括但不限于，调控云系统、上下级继电保护整定系统、继电保护定值在线校核系统和电网拓扑分析系统。

步骤4，继电保护整定计算系统设置用户的电网模型获取权限。

一个优选但非限制性的实施方式为，将用户的电网模型获取权限分为：获取的云平台电网模型范围、是否具有更新模型权限、是否具有模型维护权限、是否具有模型数据上传权限、审核权限等。

步骤5，依照步骤4设置的权限，若云平台电网模型有更新，提示相关本地用户电网模型发生更新，获取电网模型更新；若本地用户通过继电保护整定计算系统人工对电网模型进行维护，对维护后的电网模型进行审核以及上传，更新云平台电网模型。具体地，如图2所示，包括：

步骤5.1，继电保护整定计算系统设置电网模型更新提示功能，当云平台电网模型发生变化后，及时提醒模型发生变化厂站所属区域具有更新模型权限的用户，并在界面首页推送提示信息。

步骤5.2，通过调取云平台电网模型数据获取接口，下载其权限范围内电网模型数据及图元数据。对模型数据进行解析、校验。具体包括：

步骤5.2.1，依据数据交互规范进行模型数据解析，形成继电保护整定系统所需区域内的电网模型以及图形化展示；

数据交互规范，包括但不限于，云平台电网模型结构化数据格式；

数据解析包括：针对电网模型的图元、设备关系、参数等进行处理，实现“图元连接关系解析”、“图形物理拓扑连接数据生成”、“电气的拓扑连接数据生成”、“电气支路细化拓扑连接关系生成”；

图形化展示内容包括：

(1)模型准确性检查的基本逻辑，包括但不限于，支路连接制约关系、电压等级制约关系等模型拓扑的限制逻辑；

(2)支路的位置信息及支路基本信息，包括但不限于，支路名称；

(3)配合关系信息及配合支路基本信息；

(4)支路连接关系信息。

步骤5.2.2，对下载的模型数据进行校验分析，增加模型准确性审核，包括：

1)模型拓扑的校验：程序内容设计图元间的连接限制规则库，在进行图形绘制后，对图形进行筛查，针对错误连接元件进行告警；并且存储时进行模型整体拓扑准确性校验，为拓扑服务生成准确模型提供可靠保障。

2)线路参数实测性检测：线路参数作为保护定值计算及故障分析的基础数据，其准确性决定了相关计算分析的精确程度，并且规范要求超高压电网中各线路参数均应采用实测值，因此，本发明基于自动生成的全电网模型设计线路参数的实测性应用情况检查功能，当线路参数中计算方式为实测值时为保持原电压等级颜色；当线路计算方式为设计值时，把该条线路变亮。

3)参数差异化检测：针对变压器、发电机等，根据经验参数在程序内部进行参数合理性的判断；结合线路参数的相关行业规定及经验，对线路参数的录入进行合规性检查功能设计；设计线路参数的标准规范字典，对于不符合规范字典规定的参数进行告警提示。

步骤5.3，对电网模型进行维护、审核并上传至云平台；具体包括：

步骤5.3.1，进行模型对比，判断是否与整定系统现有同范围模型存在差异，包括：拓扑、参数、设备等。

步骤5.3.2，如果不存在差异，则返回步骤5；如果存在差异，则提示有新模型，是否更新，由专责通过查看模型对比结果，判断是否更新模型。

步骤5.3.3，如果不更新模型，则终止，但仍保留提示状态；如果选择更新模型，进行模型拓扑检查，判断是否存在孤立节点、孤立厂站、孤立设备等。

步骤5.3.4，模型设备参数自动校验，提示参数异常或者参数缺失列表；

步骤5.3.5，依据权限，进行人工判断及维护，如进行了数据的维护，则由具有模型上传权限用户提出模型上传流程，经过各级审核，最终上传至云平台。

步骤5.4，模型数据存入云平台数据库，并进行模型描述以及模型版本记录，同时，云平台对修改模型所涉及调度及用户，下发模型更新提示。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，实现全网一张图，一个数据源，多人维护，数据共享，一体化建模，具体包括：

1)上下级电网、不同区域电网之间边界厂站及边界线路更新、拓扑及参数的变化，所属公司及时获得并更新模型后，系统自动提醒相关用户模型发生更新，其他调度无须重复建模，可直接共用该模型，降低工作量，同时也可避免发生模型更新滞后等问题，保证定值计算及时性和准确性。

2)模型更新后，无须人为手动更新模型，系统可自动进行更新，同时，展现模型更新内容，用户仅需根据业务进行更新或不更新操作，很大程度减少工作量。

3)模型获取、更新等过程，均是由系统自动进行，避免了因人为失误导致的模型数据错误或者部分数据丢失等现象发生。

4)继电保护整定计算系统人工维护的未投入厂站、设备模型、参数，可及时共享至云平台，其他系统共用，避免了多人对统一设备进行反复多次建模。

5)通过标准化、规范化的模型数据，进行自动化解析，无须人工绘图建模，对面日益庞大的电网，极大的降低工作量大，错误率，人工维护难度低，对业务人员专业知识依赖度降低。

6)继电保护整定计算软件中维护的数据，无法同步更新至其他系统，导致电网公司不同系统的使用人员需重复维护多次模型，工作量大，且各系统之前模型容易存在不一致。

7)数据实现多系统共享共用，继电保护整定计算系统中生成的装置模型定值数据标准化、颗粒化不足，不利于泛在电力物联网提出的跨专业数据共享共用的实现。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。