用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统技术方案

本发明专利技术公开了用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，包括同一分区的各节点，以及不同分区的各节点，所述每个节点内包括客户端模块、消息服务模块、多协议收发模块；客户端模块与消息服务模块间使用上行和下行两条独立的工作链路，实现发送与接收分离。消息服务模块对本节点所有客户端模块关注的事件进行汇总，并通过组播发布给同一分区内其它节点上的消息服务模块；所述路由转发模块转发消息给其它分区节点的路由转发模块。本发明专利技术解决了区域电网调控系统的无中心分区多节点消息发送的限制，统一了API调用，减少了区域间带宽的占有，并且提高了可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无中心的分区多节点消息控制系统，可以应用于区域电网调控系统及其它使用了多节点分区模式的一体化系统中，属于电力调度自动化领域。
技术介绍
在调度自动化系统中，消息总线作为一个重要的通信中间件模块，为系统提供不同进程之间、不同机器之间的信息与数据的传输服务。消息总线具有注册、注销、发送、接收、订阅、发布等功能，并以接口函数的形式提供给各类上层应用使用，支持一对一、一对多等消息传输形式。针对电力调度的需求，支持快速传递遥测数据、开关变位、事故信号、控制指令等各类实时数据和事件；支持对多态(实时态、反演态、研究态、测试态)的数据传输。通用的消息中间件多采用有中心的工作模式，通过部署一台或多台中心消息服务器，需要通信的程序作为客户端连接到服务器上，生产者将消息发给中心服务器，消费者以拉模式将消息从中心服务器取出。调度自动化系统更多地采用推送模式，从而尽快地将消息送达目标节点；另外在黑启动时，要求使用一台应用服务器就能完成整个系统的监控功能。所以调度自动化系统中的消息总线一般采用对等设计，即系统中任意节点都能独立完成消息收发工作，这样消息总线在任意一些节点故障或退出后，不影响剩余节点之间消息通信。随着应用的扩展与系统规模的提升，为了便于管理，自动化系统开始划分为服务器节点与工作站节点。如SCADA/PAS/FES等应用节点位于服务器节点，日常维护的节点位于工作站节点。服务器与工作站节点之间的消息通常由事件转发来实现，即工作站节点发送和接收消息通过连接到服务器节点的事件转发服务来进行，由事件转发服务代理消息的发送与接收。这就造成了工作站节点发送和接收消息需要使用另一套API接口。同时，不同工作站节点订阅的同一类型的消息时，同一条消息需要在两个节点间传输多份，造成了带宽的浪费。另外，随着调度自动化技术的发展，自动化系统逐渐超越了局域网的范畴，向广域多分区的方向演进。地县一体化系统将SCADA/FES等应用部署在地调和县调中，实现了分布式监控；一体化电网运行智能系统将不同的应用类型分配到不同的节点，实现了应用的隔离；区域调度系统实现了自动化功能的分层分区与相互协调；因此，消息总线也需要跟随调度自动化系统的发展，实现对广域分区环境下消息传递的支持。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统。为了解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是:用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，包括同一分区的各节点，以及不同分区的各节点，所述每个节点内包括客户端模块、消息服务模块、多协议收发模块和路由转发模块，其特征在于: 所述客户端模块发送消息时，通过上行链路将消息交付给消息服务模块；接收消息时，通过下行链路将其关注的事件提供给消息服务模块，并从消息服务模块获取消息； 所述消息服务模块代理本节点的消息发送和接收，并维护客户端模块的注册、订阅信息，消息服务模块对本节点所有客户端模块关注的事件进行汇总，并通过组播发布给同一分区内其它节点上的消息服务模块； 所述多协议收发模块实现对消息的多种传输方式的支持，消息服务模块通过多协议收发模块选择不同的传输方式将事件传递给其它节点上的消息服务模块； 所述路由转发模块转发消息给其它分区节点的路由转发模块，当后面的路由转发模块收到其它分区发来的消息后，将该消息传递给本节点的消息服务模块，并在本区域内重新分发。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述各节点都是对等的，部分节点的故障不影响正常节点之间的消息通信。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述客户端模块采用unix domain socket或loopback回环端口作为进程间通信方式，所述客户端使用后台线程批量从消息服务模块获取消息，在本地缓存，避免每次消息接收时从链路读取。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述消息服务模块在客户端模块订阅事件发生变化时，立刻触发事件变化通知报文，同时定期发送全事件通知报文作为心跳报文，实现订阅信息在该分区的共享。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述多协议收发模块采用TCP协议、PGM协议或UDP协议，分别针对不同可靠级别需求，可以设定将不同的消息类型划分到不同的传输协议，同时多协议收发模块可以查找之前的用户配置，选择该消息应采取的传输协议，确保其可靠性要求。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述多协议收发模块根据消息服务收集的事件订阅信息，决定消息是否需要发送给同分区的指定节点，避免不必要的数据传输。消息服务模块能够根据心跳报文及时发现节点的异常退出，并进行清除工作。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述路由转发模块运行在每个分区的边界，每个分区配置两个路由节点，所述每个路由节点包括一个路由转发模块，所述两个路由节点以主备模式运行，实现区域间消息的转发，路由节点收到其它分区发来的消息后，将该消息传递给本地的消息服务模块，并在本区域内重新分发。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述两个路由节点以主备模式运行，主用路由节点与其它分区的主用路由节点通信，转发消息，备用路由节点缓存消息，当主用路由节点故障时，自动切换到备用路由节点，并补发缓存中的消息。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述消息经过路由转发模块转发后会被打上分区标志，防止被再次转发，且每一条消息包含序列号与发送时间及节点ID的组合键，用于消息过滤。前述的用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，其特征在于:所述消息发送给其它节点时，会按照节点关注的事件进行过滤，避免发送消息给不必要的节点，同时消息发送给消息服务模块时，消息服务模块会对收到的消息进行过滤，避免上层应用程序收到重复的消息。本专利技术所达到的有益效果:本专利技术解决了区域电网调控系统的无中心分区多节点消息发送的限制，统一了 API调用，减少了区域间带宽的占有，并且提高了可靠性。本专利技术在分区之间进行消息发送时，同一条消息应该只需要转发一次，不会因为订阅节点数而发送多次；应用程序在不同节点间能够使用同一套API进行消息发送与接收；消息在区域间转发应能够处理冗余功能，进行故障切换，具有重发与过滤功能，确保消息的可靠性与唯一性；总线应能够支持不同的传输方式，并可以根据配置自动选择。【附图说明】图1为本专利技术的分区内消息转发示意图。图2为本专利技术的分区间消息路由示意图。图3为本专利技术的消息服务模块和多协议收发模块示意图。图4是本专利技术路由转发模块模块示意图。图5是本专利技术一个实施例的自动化系统网络架构图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1-2所示本专利技术用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统包括同一分区的各节点，以及不同分区的各节点，所述每个节点内包括客户端模块、消息服务模块、多协议收发模块，消息总线采用无中本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于区域电网调控系统的无中心分区多分区消息控制系统，包括同一分区的各节点，以及不同分区的各节点，所述每个节点内包括客户端模块、消息服务模块、多协议收发模块，其特征在于：所述客户端模块发送消息时，通过上行链路将消息交付给消息服务模块；接收消息时，通过下行链路将其关注的事件提供给消息服务模块，并从消息服务模块获取消息；所述消息服务模块代理本节点的消息发送和接收，并维护客户端模块的注册、订阅信息，消息服务模块对本节点所有客户端模块关注的事件进行汇总，并通过组播发布给同一分区内其它节点上的消息服务模块；所述多协议收发模块实现对消息的多种传输方式的支持，消息服务模块通过多协议收发模块选择不同的传输方式将事件传递给其它节点上的消息服务模块； 所述路由转发模块转发消息给其它分区节点的路由转发模块，当后面的路由转发模块收到其它分区发来的消息后，将该消息传递给本节点的消息服务模块，并在本区域内重新分发。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛以踊，彭晖，郭海龙，耿仁辉，雷宝龙，万书鹏，翟明玉，杜红卫，韩涛，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32