茅郭胤[1]2015年在《电网监控中的主动实时数据库理论和技术探讨》文中研究说明随着社会经济的发展和科学技术的进步,电网监控技术也得到了较大的提升。但是随着电网规模的不断扩大,电网监控结构也变得日益复杂,对于监控的技术也有了更高的要求。电网监控中传统的数据库已经无法满足当下电网监控的需求,因此产生了主动实时数据库。本文结合实际和相关的理论知识,对电网监控中的主动实时数据库技术进行深入地分析,对于促进我国电网监控体系的发展有重要的意义。
顾永朋[2]2003年在《电网监控中的主动实时数据库理论和技术》文中研究说明电网规模的不断扩大，大大增加了其结构的复杂性，对电网的在线实时监控提出了更高的要求。传统的关系型数据库不能满足电网监控这样的时间关键型应用对实时数据快速响应的要求，而主动实时数据库技术应运而生。本文结合电网监控的实际特点，将主动实时数据库技术运用于电网监控系统中，以同时实现实时数据的一致性和快速响应能力；并通过对一套电网监控系统的具体实施，验证了主动实时数据库技术在电网监控系统中的可行性和实用性。 为了建立基于主动实时数据库技术的电网监控体系结构模型，首先研究了当前的主动实时数据库技术成果，建立了主动实时监控理论，分析了主动实时系统的功能特征、实时数据模型和事件模型。其中功能特征中阐述了实时数据特征和事务特征，为实时数据模型的建立提供了基础；一组实时数据模型由一组数据对象及其结构、一组关于这些对象的限制以及一组施于这些对象的操作所组成；主动实时系统的事件模型包括了事件的分类、描述和对其的操作。 在建立了主动实时监控理论的基础上，进一步分析了主动实时数据库技术在电网监控系统的具体应用，给出了电网主动实时监控系统的体系结构，详细讨论了如何实现该体系机构中的主动实时事务调度、主动实时数据库的并发控制以及事件的探测和处理叁大关键技术。 在此理论和技术的基础上，给出了一个电网监控系统的功能实例，验证了主动实时数据库技术在电网监控系统中的可行性和实用性，并进一步阐述了该理论和技术将在更多的电力实时信息系统中得到广泛应用。
祖向荣[3]2017年在《智能电网监控中的分布式复杂事件处理技术研究》文中指出智能电网将逐步推广分布式能源高渗透率、电动汽车与双向互动技术,涌现的大量主动实体及其智能监控系统将涉及海量测量流式数据、实时数据交换通信与系统高度复杂性,建立实时在线监测分析、高反应性与可扩展的大数据流式计算管理平台尤为关键。本文分析了智能电网分布式实时监控特征,数据密集型监测大数据在线实时分析应用需求,应用以数据为中心基于发布/订阅(P/S)的实时消息中间件,建立高度分布、异构、动态与自组织的主动实体监测数据流在线实时收集与共享的分布式大数据管理应用架构;基于复杂事件处理(CEP)研究智能电网高性能流式计算、模式匹配与主动响应决策应用技术。主要工作如下:(1)提出建立专业化的智能电网监控分布式实时大数据管理系统,以满足能源物联网中物理上高度分布、异构、动态与自组织的自治实体为核心的实时在线监测计算与反应性控制需求。基于最新通用大数据流式计算架构模式分析,提出面向智能电网监控系统专业化的事件驱动的分布式流式数据处理应用技术架构,采用基于复杂事件处理技术(CEP)的多源事件流实时在线查询和模式匹配的处理层与基于P/S的DDS通信服务的消息层的分层独立设计模式,构成分布式CEP的流式计算体系,同时给出其关键实现技术与需求侧双向互动应用的案例分析。(2)在ICT中,智能电网在线监控应用属于分布式实时系统集成,其实时通信技术成为研究焦点;本文提出了基于DDS建立智能电网实时P/S通信服务的架构模型与信息安全部署设计。基于DDS的智能电网实时通信服务需要遵循IEC 61850标准体系,针对智能电网IEC 61850通信标准的抽象通信服务接口(ACSI)具体映射实现的不一致和复杂性的难点问题,本文应用DDS实时中间件支持通用化的基于P/S模式的IEC61850通信实现方法,提出模型驱动软件开发(MDSD)的基于DDS的IEC 61850ACSI的统一映射实现方法,支持Qo S通信策略的动态配置;并给出智能变电站GOOSE多播通信案例分析与实验验证。面向IEC 61850元模型的DDS映射实现具有简捷实用性,由自描述SCL配置语言易于实现通用化的ACSI通信统一动态配置管理。进一步工作将开发基于DDS的用户配置实用化软件。(3)本文梳理了分布式CEP事件模型与应用体系;提出适合智能电网监控的语义CEP事件本体模型与语义查询处理流程;以及主动配电网(ADN)分层监控中基于DDS的分布式多CEP Agent服务的应用部署方法。事件模型标准化是支持对事件的采集、通信、存储与分析,提高电力系统运行动态反应性的基础性问题。电力系统动态交互中存在海量数据与事件的信息交换,目前规范了CIM数据交换标准,但表达动态特性的事件交换标准仍没有制定。本文研究建立智能电网语义CEP系统的标准化的事件本体模型;作为案例分析,设计了AMI监测类事件本体知识库系统,实现对监测事件流的主题、时间与空间的语义及其关联的知识表示,提高语义CEP基于知识库的模式匹配与查询能力。CEP是流式计算的高级模式,支持多源事件流模式匹配与主动响应,符合智能电网监控系统对运行状态与行为在线分析的特定需求。本文梳理了CEP核心事件模型、模式匹配查询语言与规则,以及分布式CEP服务架构模型,明确了架构中通信接口对系统可扩展性的支持。提出了以数据为中心的DDS通信服务标准化接口支持分布式CEP应用部署;针对分布式能源高渗透率的ADN分层分布式监控模式,部署可随需定制的层次化CEP Agent节点实现主动实时监控管理,DDS数据总线支持CEP Agent部署的异步性、并发性与自组织特性,以建立灵活的可扩展的高反应性的主动实时监控应用,并给出了面向全局数据空间(GDS)的CEP多类型事件主题注册管理与案例分析。(4)研究了智能电网用户需求侧双向互动关键应用技术问题,本文提出了自动需求响应(ADR)系统中基于DDS/CEP的分布式监控服务集成架构,以及与用户双向互动的需求响应性能实时在线监测分析方法;并开发了分布式CEP用户响应性能计算仿真实验进行验证。ADR是体现智能电网与用户双向互动,适应分布式能源高渗透率的最佳应用。本文基于Open ADR通用事件模型和IEC PC118智能电网用户接口标准,开展了ADR系统的双向互动技术的应用研究。以用户基线负荷与需求响应性能实时在线监测分析为案例,定义CEP服务节点功能;设计ADR事件驱动的需求侧事件模型及查询算法;提出扩展CEP引擎的实时与历史数据流混合查询算法及其性能实验测试,开发了分布式的ADR CEP用户响应性能在线计算仿真实验。进一步工作将探索在大规模快速ADR中分布式CEP监控服务集成的实际应用潜力。(5)提出数据驱动的智能电表非线性负荷序列分段预测新颖算法。目前基于核方法(KM)的非参数模型是继人工神经网络方法的富有前景的短期负荷预测方法。本文提出模糊C聚类与基于KM的非参数模型的组合预测算法,并采用某地区实际负荷数据的详细实验与误差分析,验证组合模型具有较高的预测精度。模型简单可靠、训练参数少、具有良好的时间性能、自适应性强,可推广应用到智能电网监测时序大数据短期预测分析。
赵利[4]2004年在《基于电力调度主站系统的通用实时数据库研究》文中进行了进一步梳理电力调度自动化系统是保证电力系统稳定，安全和经济运行的重要技术手段。传统的关系型数据库不能满足象电力调度主站系统这样的时间关键型应用的要求。近年来，实时数据库技术在电力调度主站系统中得到了广泛的应用。本文针对电力调度主站系统实时数据库应用的现状，研究和设计一种通用实时数据库。为了建立基于电力调度主站系统的通用实时数据库模型，论文分别对数据存储和管理、事务调度和并发控制以及主动机制几项关键技术进行了详细地研究。在此基础上采用通用模型语言(UML)设计了通用实时数据库的存储模型，实现灵活地对实时数据库的表、字段信息定义以及通过对表的主键的设置，实现表的关系的定义。设计了基于事件优先级队列的事务调度模型和有序共享的并发控制协议。总结分析电力调度主站系统的基本主动事件，设计了监控触发器。在设计的通用实时数据库的模型的基础上，用VC++通过动态链接库实现，用实例对实时数据库的性能进行验证。计算表明设计的系统达到了初期的目标，实现了接口通用化，运行高效率。
毕艳冰[5]2012年在《面向智能电网的通信中间件的关键技术研究》文中研究说明随着不可再生能源逐渐的减少、环境污染的加重以及互联电网灾难性事故的频发,可再生能源等分布式发电资源数量不断增加,大量的可再生能源和智能电力设备被并入电网,同时电网与电力市场、客户之间的关系越来越紧密,客户对电能质量的要求逐步提高。大量分布式系统的接入使整个网络系统变得十分复杂,并且对实时性要求较高,使得“在正确的时间、正确的地点获得正确的数据(3R)”成为一个很大的挑战,传统的电力通信网络已经难以满足这些发展要求。智能变电站作为现代电力系统及未来智能电网的重要组成部分,有着承上启下的枢纽作用。在智能变电站系统中,以处理数据为中心的分布式应用占有非常大的比重,数据通信服务的有效性直接影响着系统功能的实现。变电站通信标准IEC61850定义了共同的抽象通信服务接口(abstract communication service interface, ACSI),但它只是一个抽象的接口,没有定义任何实际的发送和接收数据的应用层协议,以至于不同的具体实现之间互操作困难,这违背了IEC61850标准的制订初衷。因此,从ACSI到一个具体的通信栈的映射成为研究热点。针对上述智能电网通信建设面临的结构复杂、实时性要求高以及互操作性差的问题,本文通过对面向智能电网的通信中间件技术展开深入研究,提出了采用基于数据分发服务的面向智能电网的通信中间件技术,解决了电网控制和管理中分布式发电并网、电网的信息全局共享和电网信息全面综合利用所面临的通信技术问题。结合智能电网的特点,建立了以数据为中心的面向智能电网的实时数据交换体系,其目的是满足智能电网建设过程中智能变电站、智能微电网和主动配电网存在的通信新需求,提高电网的智能性、可靠性与自适应性,促进智能电网的建设和扩充。本文的主要内容及贡献有以下几点：(1)提出了一种在智能变电站通信中采用完全的发布／订阅的数据交换模式,解决了传统变电站通信架构中存在的紧耦合问题。发布/订阅通信结构是一个或多个数据源(即发布者)向一个或多个接收者(即订阅者)发送数据的一种最佳解决方案,可以使各个分布式系统较好的在同一个网络中互联和共享数据。在构建智能变电站系统通信中采用完全发布订阅的数据交换模式,克服了传统变电站通信中采用的C/S模式或C/S模式与发布/订阅相结合的数据交换模式中存在的紧耦合问题。(2)提出了一种面向服务的以数据为中心的数字变电站IEC61850通信映射模型,解决了传统映射方法中数据结构不能一一对应问题和面向对象编程导致的紧耦合问题。通信标准IEC61850定义的抽象通信服务接口ACSI,必须采用一定的通信服务映射方法将抽象的通信服务、对象和参数映射到具体的当前已经成熟的国际通信标准才能得以实施。本论文提出了一种面向服务的以数据为中心的数字变电站IEC61850通信映射模型,该模型以IEC61850的通信服务交换机制为基础,采用数据分发服务(data distribution service,DDS)作为具体应用层通信协议,通过叁层结构来映射抽象通信服务接口,克服了传统制造报文规范映射IEC61850存在的不能一一对应的问题；同时,完全的以数据为中心的发布/订阅的数据交换模式,克服了传统GOOSE、CORBA-TAO等以面向对象为核心的通信机制映射IEC61850过程中存在的紧耦合问题。为DDS到工程应用领域专有通信协议映射的提供了理论支持。(3)提出了一种基于DDS中间件技术的快速、规范实现IEC61850映射的方法,简化了映射实现过程中底层通信映射的复杂性。该方法采用中间件技术屏蔽底层操作系统和底层通信网络映射的编程复杂性,开发人员只需面对简单而统一的开发环境,将注意力集中在电力的业务上,不必再为服务单元在不同系统平台上的移植而重复工作,从而大大减少了技术上的负担。有效弥补了专业电力系统工程师的通信知识和软件编程知识不足,简化映射实现过程中底层通信映射的复杂性,规范的实现步骤降低出错概率,提高效率。(4)提出了将DDS映射IEC61850的抽象通信服务接口的方法拓展到智能微网通信和主动配电网通信。针对智能微网和主动配电网的结构特点和数据通信特点,设计了基于DDS/IEC61850的智能微电网和主动配电网通信映射模型。智能电网因间歇式分布发电和智能设备并网带来的通信新需求,通过对网络通信架构的分析,得出采用完全的发布/订阅通信结构是分布式发电通信问题的最佳解决方案。针对将形式多样的传统电力调度生产系统向智能电力调度系统过渡的需求,最大限度的整合原有系统,充分结合DDS/IEC61850的特点,在实时可靠通信基础上探索面向服务的智能电网调度系统架构的解决方案。设计实现面向智能电网的实时数据通信仿真平台,验证了在构建智能电网通信应用过程中采用DDS映射IEC61850可行性和可靠性。DDS映射IEC61850的方法在微电网和主动配电网的拓展应用,更大范围内实现了接口统一,增强设备间的互操作性。
陈祥[6]2003年在《基于OPC技术的实时数据库研究与实现》文中研究指明数据库理论与技术的发展极其迅速，其应用日益广泛，在当今的信息社会中，它几乎无所不在，但数据库的应用正从传统领域向新的领域扩展，尤其在过程控制领域，有着与传统应用不同的特征，这种应用对数据库和实时处理两者的功能及特性均有需求，既需要数据库来支持大量数据的共享，维护其数据的一致性，又需要实时处理来支持其任务(事务)与数据的定时限制。 实时数据库技术成为数据库技术发展的一个崭新方向，通过实时数据库系统能够很好的实现对过程控制监控系统中的数据管理、交换和共享。本文通过研究现有的实时数据库技术和当前最流行的工业标准接口OPC技术，设计了支持OPC标准的实时数据库系统方案，并根据电网监控系统的实际需要，初步实现了一个实时数据库系统平台，所有的应用开发者可以使用该数据库系统COM控件创建任何需要实时数据库支持的监控系统。 通过测试，我们实现的实时数据库系统在无触发的情况下插入1000条记录约耗时80ms，查询1000条记录耗时22ms，更新1000条记录耗时90ms，比MySQL等关系数据库有着高达百倍以上的快速反应能力，在有多个字段触发的应用环境下也有着关系数据库不能比拟的效率，能够满足农电网监控系统对数据实时处理的要求。
冯乙伦[7]2013年在《基于OpenPlant实时数据库的厂级监控信息系统的实现》文中研究说明近些年伴随着我国经济的高速发展,计算机、信息技术、过程控制等技术也日新月异,DCS等各种控制系统在流程工业中的应用也越来越普遍。但这些系统都只是针对整个生产过程中单个设备或部分生产单元,管理着这些单个设备或部分生产单元的数据。传统的DCS与关系数据库的组合,有着存储能力有限和处理效率低等短板。面对着海量数据的存储和高效处理的需求,人们以实时数据处理和数据库两种技术为基础,开发出了实时数据库系统,为企业的生产管理和调度、数据分析、决策支持及远程在线浏览提供实时数据服务和多种数据管理的基础数据平台。使企业经营管理决策层能够对生产过程进行实时动态监控与分析,随时掌握企业运行状况,及时发现问题并进行处理,从而降低生产成本,提高产品质量。本文中的厂级实时监控信息系统(SIS)就是基于openPlant实时数据库这个核心平台开发出来的。因此,论文首先对实时数据库模型进行了论述,并介绍了openPlant实时数据库的功能。接着论文以华能丹东电厂SIS为例,将openPlant实时数据库在SIS中的实现过程进行了详细论述,并进行了模块划分。系统已经通过现场测试、验收和移交,并投入运行,运行状况良好,提高了电厂的整体运行和管理水平。
徐微波[8]2008年在《电厂一次调频考核系统的研究与开发》文中认为一次调频作为电力系统频率控制的一项重要技术手段,对电网频率稳定具有重要意义。目前,华中电网公司通过对机组一次调频性能进行监视、分析与考核来开展一次调频工作,并依据考核结果来奖惩机组所属电厂。电网在采集原始数据时,本地和远程均有。而远程数据的传输延时导致了数据在时间上的不同步,使考核结果不够精确。所以,电网鼓励电厂建成本地考核系统,数据均采自本地,从而考核结果更准确。当电网结算时若两种考核结果有较大出入,电厂可提出申诉,以争取相应的经济利益。同时,建成本地考核系统对电厂自身的一次调频工作也能起到很好的指导和督促作用。在介绍课题背景后,本文分析了目前一次调频考核的研究现状,明确了研究方向及研究内容。随后根据姚孟电厂实际情况确定了系统的需求,提出了一次调频考核系统的总体设计方案,并对其功能模块进行了划分,阐述了实现各模块的技术路线。然后并对数据库设计和界面设计做了详细说明。为适应姚孟电厂的数据通信模式,本系统在采集模块开发中采用了OPC技术。在介绍OPC技术基础后,结合实际,提出了OPC数据存取服务器和OPC客户端的开发方案,并对其进行了实现。在分析系统数据的特性后,本文研究了实时数据库和内存数据库技术和特点,并吸收其中一些优点,建立一个基于DataSet数据集的实时数据处理模块,很好的满足了系统实时性的要求。模块也实现了符合华中电网考核标准的考核算法。最后对全文做了总结,并对本系统的开发研究中的一些问题进行了说明,为下一步的研究指明了方向。
崔江峰[9]2004年在《变电站自动化监控和实时数据库系统研究》文中研究指明论文主要研究工作是新型变电站自动化监控系统的结构与功能实现,通过计算机、通信和网络等技术的充分利用,提出了一种新型监控系统结构。论文首先分析了常用变电站综合自动化系统的结构、特点以及不足,并在此基础上,提出了一种基于4层结构模型的变电站综合自动化系统。它采用的是一种分层的功能模块化设计思想,整个系统按照多层体系结构进行分布式设计,利用统一的实时数据库平台为各种应用程序平台提供数据信息服务,硬软件可做到模块化、通用化,可根据不同类型变电站的要求实现不同的系统配置。整个系统的可靠性较高,可维护性和开放性良好。针对关系型数据库系统在变电站自动化系统实时应用中存在的缺陷,根据文中所提出的变电站自动化系统的结构与特点,分析了基于此系统的实时数据库系统的构成,并利用面向对象技术提出了变电站自动化系统实时数据库的数据模型、接口实现方法以及内部实现过程,对其体系结构、分布式机制、系统特色等方面进行了探讨。论文还给出了系统各软件模块的设计思路与流程,通过运用模块化程序设计方法将后台监控系统按层分成诸多模块,在每个模块的具体设计上立足于面向对象程序设计思想,然后选择相应的开发工具进行有效开发。最后,对本学位论文的全部工作进行了总结,提出了目前设计中有待进一步完善和改进的问题。
张纲[10]2011年在《基于故障树和神经网络的电力系统设备故障诊断系统设计及实现》文中研究表明随着社会经济的飞速发展,人们对电力系统的需求也越来越高,电力设备的结构和功能越来越复杂,电力系统的自动化及智能程度越来越高,各个电力子系统之间的耦合度也越来越强。一旦设备在运转过程中出现故障,造成电力供应中断,将造成巨大的经济与社会损失,甚至给人们的生活带来灾难性的后果[1][2]。电力设备长期处于室外运行状态,运营人员对于其监管力度相对较弱,大量监控数据涌入调度中心,给运行人员在复杂情况之下识别故障造成困难,因此有必要加强电力系统故障诊断的理论及实际工程应用技术研究,以实现电网故障的自动快速诊断。本文在已有研究基础上利用应用故障树推理技术及神经网络等人工智能技术,融合信息处理技术进行电力系统故障诊断技术研究,并为电力设备状态检修提供优化的决策支持,其包括如下主要内容:1.讨论电力设备运行常见的一场情况及其类型,分析了常见的电力系统故障模式,总结了实际工程领域常用的故障识别和故障诊断方法。2.分析了经典的电力系统故障诊断算法,包括基于经典知识库的故障树定性与定量分析算法,基于神经网络的分析算法及PERTI网络法,贝叶斯网络法等算法。3.分析已有成熟的SCADA监控技术及IEEE COMTRADE标准,并探讨其对于故障诊断系统的辅助支持。4.运用Microsoft .NET Framework技术,初步实现了电力系统故障诊断系统,该系统能够管理常见的电力设备的故障信息,实现与SCADA系统的通信互联,在电力系统出现故障后对故障源进行推理,推理算法基于故障树模式分析算法与神经网络算法。该软件基于电力运营企业内部的Intranet网络,采用C/S模式结构,具有使用方便,推理结果可信度高等特点。
参考文献：
[1]. 电网监控中的主动实时数据库理论和技术探讨[J]. 茅郭胤. 通讯世界. 2015
[2]. 电网监控中的主动实时数据库理论和技术[D]. 顾永朋. 四川大学. 2003
[3]. 智能电网监控中的分布式复杂事件处理技术研究[D]. 祖向荣. 华北电力大学(北京). 2017
[4]. 基于电力调度主站系统的通用实时数据库研究[D]. 赵利. 西安科技大学. 2004
[5]. 面向智能电网的通信中间件的关键技术研究[D]. 毕艳冰. 山东大学. 2012
[6]. 基于OPC技术的实时数据库研究与实现[D]. 陈祥. 河海大学. 2003
[7]. 基于OpenPlant实时数据库的厂级监控信息系统的实现[D]. 冯乙伦. 大连理工大学. 2013
[8]. 电厂一次调频考核系统的研究与开发[D]. 徐微波. 华中科技大学. 2008
[9]. 变电站自动化监控和实时数据库系统研究[D]. 崔江峰. 华中科技大学. 2004
[10]. 基于故障树和神经网络的电力系统设备故障诊断系统设计及实现[D]. 张纲. 电子科技大学. 2011
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