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电力监控软件的可扩展性设计

安科瑞贾林杨 来源:jf_57853247 作者:jf_57853247 2023-04-14 12:25 次阅读

摘要: 本文根据安科瑞电力监控系统软件的设计过程,论述了电力监控系统高扩展性的设计思路和方法,对于电力监控组态软件与电力平台方案的研究有一定的参考价值。

关键字: 安科瑞电力监控软件、组态、内存数据库、规约、自动报表、自定义报表

随着电力行业的不断发展,电力监控系统逐渐成为供电配电系统中的重要组成部分。所谓电力监控系统,是在计算机上对系统中各设备的实时运行情况、工作状态、运行历史数据信息、阶段运行后报表信息展示等各方面进行实时监控及信息处理的一套信息管理系统。

电力监控系统实现了设备数据的实时采集、处理和实时数据储存、历史数据汇总等,图形化展示各设备实时工作情况、设备数据,对设备数据异常提供实时告警等功能。通过在供电配电设计中使用电力监控系统,极大的提高了系统的工作效率与系统稳定性、设备异常反应的实时性等。

认真研究电力监控系统,有助于我们更加完善供电配电技术,将电力监控系统应用到各个行业中去,能有效地提高供电配电技术水平。安科瑞电力监控软件是为用户提供智能电力监控而研发出的一套完整的供电配电系统解决方案,在本文中,介绍电力监控系统的基本功能,主要从应用的角度介绍可扩展性电力监控系统的设计实现

1电力监控系统

电力监控系统是基于采集与监视数据的软件控制系统(SCADA,其全称是:Supervisory Control And Data Acquisition)发展起来的,运用计算机技术,在电力系统运行过程中进行调度与控制,对设备进行数据采集与设备控制等行为的一种抽象描述,所以控制系统本身技术上可以应用于所有工业控制领域的各种场景。

2电力监控软件要求

电力监控系统运行的典型场景模型如图1所示,这种监控系统可以根据实际情况的不同作相应改变。

图1 典型场景模型

2.1 系统可用性

a.系统能够可扩展支持新的设备类型接入与新的协议,设备数据接入是系统核心。

b.工程人员根据电力设计图纸与现场终端设备拓扑,进行电力监控项目开发,在此过程中,要求配置过程相对简单,方便工程调试和修改,以及设备的更换等。

c.界面组态开发人员能够快速对应电力监控系统图形界面的画面布局、图形层次与信息表达等内容。

d.用户共性的自动化报表以外的个性化支持与扩展,以报表模板的方式支持用户扩展生成多样化的报表,并且与电力监控系统对接,通过系统数据结合模板生成最终报表。

2.2 高实时性与可靠性

采用实时数据库技术,对数据进行处理与展示,保证系统的实时性要求。

3电力监控软件主要功能

电力监控软件的核心是以应用为导向,最终以图形和报表的形式,展示当前各终端设备数据给用户,显示当前系统状态和为用户决策行为提供数据支持,图2为系统功能模块与框架说明。

图2 系统功能模块与框架说明

3.1 对电力设备进行数据采集与处理

电力监控软件实时采集各终端设备的遥信、遥测、遥脉等数据,提供实时数据库高实时性的数据访问与处理,确保系统中各设备数据实时更新,图形化动态展示及监控系统实时提醒非正常运行的供电设备。

3.2 对电力设备进行控制

系统调度或监控发出命令以实现远程操作。利用电力监控软件主动发出信号给远程终端设备实施控制操作,远程终端设备接受并执行相应命令实现远程控制。电力监控系统对操作进行流程化与规范化,对整个电力监控系统的运行过程进行控制规范化,减少人工控制带来的误操作风险。

3.3 设备阶段数据监视

电力监控系统实时动态图形化展示设备阶段时间内运行的设备数据情况,系统管理者可根据设备阶段运行动态情况决策分析出当前设备运行情况与系统内可能出现的问题,并做趋势判断以确保系统的正常运行。

3.4 报表处理

在电力监控系统中提供电子报表系统,可对接电力监控系统中的历史数据、实时数据,根据报表模板、运算公式生成结果并载入,形成自定义与自动生成的具有图文并貌特征的数据信息报表,直观清晰反映出阶段内系统中终端数据统计情况。

4.可扩展电力监控软件的接入方式与场景需求变化应对

当前数据终端设备通讯方式、协议多样,应用场景多变,因此需要设计出高可扩展性电力监控软件,以快速对应各项目应用,提高软件的适用性与项目开发的效率,提高软件的生命力,实现软件设计过程中的数据接入与转发、系统图形、内存库动态调配大小、报表等方面的动态扩展性。

4.1数据处理

数据接入和转发:提供系统本地数据转发给第三方平台或者系统作为对称的结点存在于大系统中。

通讯方式: 目前电力系统主要为有线通讯,其中包括串口,网口,光口。分布式光伏有时还会用到无线通讯。

通讯协议: Modbus/RTU、IEC 103、IEC 101、DL/T645、CDT、DISA(CDT规约升级版)规约等。

各协议的驱动由单独模块实现,规约驱动管理模块通过规范化模块接口,系统根据规约驱动模块名称,执行指定规范接口,加载规约驱动。图3对系统驱动可扩展设计交互流程说明。

图3 对系统驱动可扩展设计交互流程说明

4.2系统图形组态

电力管理系统中的各智能终端设备的状态与数据,需要图形化直观的以拓扑图、电力一次图、二次图等方式展示给系统的使用者,显示当前系统各设备状态,其中涉及较多图元、图形、图表等绘图元素,且组态时各部分支持用户图形自行扩展,以适应不断增加的电力设备类型与用户需求展现形式多样性。

图元:系统默认提供常用设备图元,用户也可自定义绘制

图形:图形高度组态,系统拓扑图、一次图、二次图用户可自由绘制、绑定数据,直观反映

图表:曲线图形提供实时与历史曲线结合,展示多点的所有历史和当前运行情况,为决策提供直观数据

4.3报表系统

报表系统作为电力管理系统中重要的组成部分,将整个系统阶段运营情况作汇总。报表的用途多样,可作为能耗分析、电能管理等方面决策的数据支撑。根据电力管理的特点,系统支持自动化报表、自定义报表,满足用户多样化需求及电力管理系统的报表可扩展性需求。

自动报表:电参量报表、电能报表能够自动生成,直接反映系统中各终端设备真实数据。

用户自定义报表:用户提供报表模板与计算公式,采用脚本方式获取系统数据进行填充,报表数据是进行分析的结果,提供更具体直观的报表,符合系统使用方多样化需求。

4.4内存数据库管理系统

电力监控系统软件采用内存数据库与数据库相结合,主要是因为电力监控管理软件对数据实时性要求高,需要第一时间反映设备运行状态,且系统与终端设备进行数据交互频繁,数据不断变化且大多是中间临时数据,所以采用高速内存存储实时数据信息,通过计算引擎把有意义的数据或者用户关心的信息数据进行转储到数据库,即保证了系统的实时性与数据保存的持久。

使用内存库保存数据时,数据量大,多个系统需要共享数据,从多个角度展示给不同的系统用户,实现形式上采用文件内存映射的方式,组织形式上在设计内存数据库时与数据库管理相似,便于各程序对设备数据进行查找与读写操作,索引过程可根据数据量大小建立直接索引与HASH索引,管理形式上由实际数据量决定文件全量映射或者分页式管理文件映射(LRU换页),各表在内存数据库大小可调配,由接入设备与数据点数量决定,从而支持系统可扩展,减少大开小用的浪费情形。

5总结

电力监控系统作为电力系统的一个重要组成部分,在电力系统的不断发展过程中,要求电力监控系统能够适应不断发展的电力终端设备与电力技术。以上从数据接入转发、系统图形组态、报表系统和数据库系统等四个系统的核心方面,在技术实现角度对可扩展性电力监控软件的设计进行说明,可扩展设计保证了软件的对于行业不断发展适用性。

审核编辑 黄宇

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    演示说明了新兴的Beyond 100G(B100G)标准的灵活性和扩展性,以及现有100G标准的支持,所有这些都可以通过Xilinx的All Programmable UltraScale FPGA实现。
    的头像 发表于 11-22 06:43 2517次阅读

    网络视频监控系统的优点

    本视频主要详细介绍了网络视频监控系统的优点,分别有远程访问、超凡的图像质量、事件管理与智能视频、满足未来需求的轻松集成以及扩展性和灵活性。
    的头像 发表于 12-07 16:35 1w次阅读

    为什么区块链扩展性如此困难

    扩展性的争论遍及整个数字货币社区。随着一些重大事件的发生,在短短几天时间内,就会导致整个以太网络的崩溃,比如CryptoKitties。正如大家所知道的,当前状态下最大的公共区块链不能处理过多的事务,因此需要扩展
    发表于 12-13 14:51 788次阅读

    如何解决区块链的扩展性问题

    扩展性三难困境”是由以太坊联合创始人维塔利克·布特林创造的一个术语。假设区块链系统只能具有以下三种属性中的两种: · 去中心化——系统中的每个参与者只能访问O(c)资源 · 扩展性
    发表于 03-20 10:30 1422次阅读

    比特币专家表示BTC的扩展性问题将一直存在无法一劳永逸

    根据Antonopoulos的说法,对于BTC区块链的扩展性问题,不存在永久性的解决方案。即使SegWit(隔离见证)改善了扩容难题,“这对于未来BTC的大规模采用来说仍然是不够
    发表于 04-15 11:02 793次阅读

    DX Designer工具提高设计产品的扩展性

    从智能化的总线管理、高速约束输入和元件库集成,到与 PADS 信号完整性工具的连接和对混合域设计的支持,DX Designer 为你提供了创建产品所需的前所未有的扩展性
    的头像 发表于 05-16 06:18 2216次阅读
    DX Designer工具提高设计产品的<b>可</b><b>扩展性</b>

    区块链的扩展性问题第0层解决方案介绍

    开发人员试图将其网络扩容至数百万个节点和用户。 扩展性问题对区块链生态系统带来了效率极其低下 - 即交易时间和交易费。在像以太坊这样的大型网络中,由于网络处理大量交易以及运行于其中的信息的能力有限,所以交易时间非常慢。
    发表于 06-02 10:32 851次阅读

    信标链将如何解决以太坊的扩展性问题

    信标链,英文名叫 Beacon Chain,Beacon ,意思就是灯塔,信号浮标。它其实是以太坊 2.0 系统的核心。 信标链是一种全新的权益证明( PoS )区块链,它是为了解决共识问题,而分片链( Shard Chains )的目的是解决以太坊的扩展性问题。
    发表于 08-04 10:58 534次阅读

    Aptera连接器平台为未来的系统设计提供扩展性要求

    扩展性要求。新解决方案提供高速,低速和电源子卡和背板模块的组合.TCS开发工程副总裁Tom Pitten表示,公司与客户密切合作,为紧密槽距应用开发解决方案热管理是一项重大挑战。他表示,Aptera连接器的低调设计不会阻碍空气流动,并提供比标准卡边缘连接器更坚固的机械完整性。
    的头像 发表于 10-06 15:06 1713次阅读

    Cray发布全新高扩展性存储系统 最高端版本每个机柜可达到16TB/s持续读写速度

    高性能计算厂商Cray今天发布了全新的高扩展性存储系统“ClusterStor E1000”,面向下一代超大规模超级计算机、未来大型数据中心,满足海量存储需求。
    的头像 发表于 11-01 08:55 2182次阅读

    PADS为产品创建提供扩展性

    从智能公交管理,高速约束项,和零件库集成,与综合HyperLynx连接信号完整性的工具和支持混合域设计,垫给你前所未有的产品创造的伸缩性。
    的头像 发表于 10-25 07:09 1861次阅读

    区块链扩展性的要点分别是什么

    大多数关于扩展性的讨论都围绕着各种平台每秒可以处理的交易数量。
    发表于 10-31 09:31 2116次阅读

    随着摩尔定律走到极限 集成电路在横向上的扩展性越发重要

    模拟、数字到数模混合,到异构,以及 SoC、3D 封装,以及当前热点的 Chiplet 等。随着摩尔定律走到极限,集成电路在横向上的扩展性显得越发重要。
    发表于 12-02 17:13 1747次阅读

    千兆位串行链路实现无限扩展性应用

    多内核处理器可为越来越多的高性能、数据密集型应用带来优势,如无线基站与高性能计算平台等,因此系统扩展性只能通过大容量嵌入式互连实现。千兆位串行链路不但可降低系统成本,减少面积占用与引脚数,同时还可提高并行性,改进性能与容量,从而有助于实现系统扩展性
    发表于 01-19 10:15 951次阅读

    Plasma为什么不能成为真正的扩展性解决方案

    在全球各地的区块链会议上,开发者争论着扩展性的解决方案。以太坊社区迫切需要一个方案。在这样的疯狂过程中,Plasma论文的第一版发布了,它承诺一个layer-2扩展性方案,可以处理“世界范围内的几乎所有财务计算”。
    发表于 02-03 13:14 882次阅读

    以太坊的扩展性解决方案详细解读

    如果不是因为这篇研究报告是受 MolochDAO 之托而作,我想 DAOSquare 应该不会翻译如此“技术性”的学术论文(至少现阶段不会)。不过,以太坊的扩展性的确是一个重要且热门的话题,现有
    发表于 03-03 09:45 1074次阅读

    LogoGrab的创始人论AI中扩展性的重要性

    LogoGrab的创始人Luca Boschin和Alessandro Perst讨论了他们为何决定在爱尔兰开展业务,为何AI的扩展性至关重要,以及他们在使用案例时如何从头开始。
    发表于 03-05 09:51 886次阅读

    如何提高比特币的扩展性

    多年来,比特币社区就如何提高比特币的扩展性提出了各种各样的建议,但总体上还没有能够达成全面共识。这就是为什么我们目前有几个类似比特币的网络从原始网络分支出来。
    发表于 03-07 08:54 874次阅读

    区块链扩展性有怎样的要点

    很难说谁的扩展性方法最终会更可行。然而,如果每个参与者都认识到存在的选择比表面上的要多,那就更好了。
    发表于 03-07 14:40 549次阅读

    智能安防是什么的组成部分

    在模拟技术视频监控时代,模拟化视频监控仅能满足数据中心的日常监控,没有扩展性
    发表于 04-15 10:58 1443次阅读

    扩展性的优点:从彼得·帕克(Peter Parker)到引脚复用

    通常情况下,蜘蛛侠在寻找攀附的建筑物时,扩展性是考量的重要因素。虽然供电设计并非典型的超级英雄配备,但设计的扩展性往往与满足设计的需求同样重要。
    发表于 06-12 15:17 1208次阅读
    <b>可</b><b>扩展性</b>的优点:从彼得·帕克(Peter Parker)到引脚复用

    借助扩展的PMIC简化汽车摄像头模块设计

    汽车摄像头模块设计人员必须在缩短上市的同时,创建更小的摄像头模块设计,这些设计扩展并可重复用于各种类型的图像序列化器和传感器。在本文中,将解决汽车摄像头模块设计的几个关键设计挑战,包括设计简化和平台扩展性
    的头像 发表于 06-29 17:06 1938次阅读

    RT-Thread 团队推出了ART-Pi 极具扩展性的 DIY 开源硬件

    便捷,开发方便的 DIY 开源硬件。很多时候这些想法只能遗憾的抛在脑后,为此 RT-Thread 团队经过半年的精心准备推出了ART-Pi 极具扩展性的 DIY 开源硬件。 02 图片展示 04 关于发售时间 重要!!!经过了近半年时间的精心筹备,目前硬件已经进入小批
    的头像 发表于 09-21 11:42 1.4w次阅读

    自旋传递扭矩RAM(STT-MRAM)有着出色的扩展性和耐用性

    自旋传递扭矩RAM(STT-MRAM)它结合了非易失性,出色的扩展性和耐用性以及较低的功耗和快速的读写功能。 自旋传递转矩(STT)写入是一种通过对齐流过磁性隧道结(MTJ)元件的电子的自旋方向
    发表于 11-20 15:23 656次阅读

    Tritium推出全球首款扩展性电动汽车充电平台

    当地时间11月17日,Tritium推出了MSC硬件平台,即首个可在全球任何地方实现真正扩展性电动汽车充电网络的平台。Tritium是电动汽车直流(DC)快速充电技术的全球领导者。
    的头像 发表于 11-20 10:35 1443次阅读

    影响软件扩展性的六大因素

    软件扩展性是一个有趣的话题。实现软件扩展性涉及很多因素,我们在本文将讨论一些与开发和运维方面相关的因素。
    的头像 发表于 02-17 16:13 6891次阅读
    影响<b>软件</b>高<b>可</b><b>扩展性</b>的六大因素

    利用Molex莫仕镜像式Mirror Mezz连接器实现扩展性和升级

    ,加剧了相关计划的挑战。这明显表明:在服务提供商获得平台同质性、可持续性、扩展性和成本效益的全部好处之前,他们需要建立开放式体系结构和基础架构,以便数据资产可以进行传输和使用。
    的头像 发表于 07-02 14:06 2339次阅读
    利用Molex莫仕镜像式Mirror Mezz连接器实现<b>可</b><b>扩展性</b>和升级

    恩智浦扩展S32G网络处理器系列以提升软件定义汽车应用的性能

    恩智浦半导体宣布,新的S32G3系列扩展了S32G系列的应用范围,提供广泛的扩展性,适用于从汽车微控制器到高性能汽车计算应用的多个领域,并提供软件和引脚兼容性。
    发表于 12-16 14:53 1833次阅读

    使用NVIDIA CloudXR 3.2打造扩展的沉浸式体验

      我们的开发者社区继续帮助塑造 CloudXR ,我们对推出 CloudXR 3.2 感到无比兴奋。此版本包含一些最受欢迎的功能,有助于为用户构建更具扩展性和功能强大的体验。
    的头像 发表于 05-18 10:20 572次阅读

    以小尺寸设计实现扩展性和迁移

      扩展性建立在芯片支持的基础上,利用板级一致性和便利性,例如驱动程序的现成可用性。设计可以遵循相同的引脚分配和连接器方案,同时通过每一代新的 COM 保持平稳的路径来提高性能。
    的头像 发表于 06-14 14:45 574次阅读

    为什么负担性和扩展性是智能家居成功的关键

    智能家居可能会为其所有者带来许多好处。然而,成本是一个关键问题,房主仍然需要充分了解日常生活的附加值以及可能性的范围。为了鼓励消费者冒险并继续投资,设备供应商必须提供能够负担得起的入门和简单安装以及简单、灵活的扩展性的产品。
    的头像 发表于 07-15 08:17 410次阅读
    为什么<b>可</b>负担性和<b>可</b><b>扩展性</b>是智能家居成功的关键

    工业物联网网关对扩展性的需求

    随着信息技术各个方面的快速发展,物联网领域出现了巨大的增长,并且越来越关注工业物联网。考虑到这一点,没有时间为每个解决方案设计网关。因此,网关上需要存在扩展的计算,该技术易于配置以满足更高的需求
    发表于 07-27 16:12 308次阅读

    RTOS实时管理应用软件的开发挑战

      在开始内部软件开发项目之前,开发人员应该花时间分析他们的系统需求、开发计划、软件支持、扩展性、通信、扩展性和未来增长。一个现成的商业 RTOS 甚至开源操作系统可能在你的未来。
    发表于 08-12 10:25 373次阅读
    RTOS实时管理应用<b>软件</b>的开发挑战

    选择ASN.1 的原因是什么?使用扩展性是否有任何权衡?

    如果您希望中继接收到的值(即,如果您希望解码器将意外值返回给您,而不是被解码器忽略),则使用扩展性将导致生成稍微复杂的头文件。在大多数情况下,它足以满足“旧”版本忽略从“新”版本收到的扩展值,因为它通常不知道如何处理它们。
    的头像 发表于 08-20 11:13 630次阅读

    GPU在不同形态下的扩展性问题

    数据中心和超算里的GPU才需要这样的扩展性,嵌入式GPU和专业GPU同样如此。   物理限制的嵌入式GPU   随着各种传感器的性能持续走高,譬如多线激光雷达、高分辨率的图像传感器等,我们对边缘计算单元尤其是GPU的需求也在持续增加。但在实现的过程中,
    的头像 发表于 09-28 07:23 887次阅读

    COM-HPC:无限的高速扩展性

    由于数字化转型,对嵌入式计算机提供高速性能的需求正在增长。若要为新一类嵌入式边缘服务器提供服务,伸缩性必须不受限制。凭借其 440 引脚,COM Express 没有足够的接口来存储功能强大的边缘
    的头像 发表于 10-14 10:11 385次阅读
    COM-HPC:无限的高速<b>可</b><b>扩展性</b>

    AIoT开放平台实现灵活且扩展的开发

      随着对定制的需求不断增加,以确保智能解决方案的安全,在不影响目标发布日期的情况下更改功能的灵活性非常重要。因此,灌输扩展性和灵活性参数在缩短上市时间方面发挥着重要作用。
    的头像 发表于 10-19 10:55 286次阅读

    用于SLAM的神经隐含扩展编码

    我们提出了NICE-SLAM,一个密集的RGB-D SLAM系统,它具有实时性、扩展性、预测性和对各种挑战性场景的鲁棒性。
    的头像 发表于 01-30 11:19 178次阅读

    下载硬声App