一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法技术方案

本发明专利技术涉及一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法，在服务器与客户端之间完成通信协议的建立，从而完成服务器与客户端的通信建立；在通信建立后进行通信时，使用二次握手协议保证数据的完整性；通过发布订阅机制实现物理信息系统各组成部分间的通信。本发明专利技术极大的节约了成本，可以实现单独靠接线不能实现的模拟量数据传输；并可实现通过Internet进行远程维护，监控，实现了物理信息系统各设备间、设备与服务器之间、以及服务器与服务器之间数据的交换、识别及控制；通过订阅发布机制，可以使得物理信息系统中各个成员平等的发送与接收信息，互相交互与通信。

A multi source information interaction method for energy internet physical information system

【技术实现步骤摘要】
一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法
本专利技术属于电气信息
，尤其涉及一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法。
技术介绍
能源互联网是以互联网理念构建的新型信息—能源融合“广域网”，它强调以开放对等的信息—能源一体化架构实现电网、油气管网、气网、热力网等多种能源的双向按需传输和动态平衡使用，因此能源网络的互联，互联网及信息通信(InformationCommunicationsTechnology，ICT)技术与能源系统的深度融合是能源互联网实现的重要关键。如图1所示。由上可知，对等开放、即插即用、广泛分布、双向传输、高度智能将是能源互联网的重要特征，可以预见，以智能测量设备、新型状态传感器、物联网技术为特征的高级量测体系将遍布区域能源互联网的各个环节，能源互联网中将包含冷、热、电、气等多种能源构成的海量运行数据的通信和交互，由于各个组成单元和能源网络之间的信息交互协议种类繁多，若仍采用传统的集中式和分层分布式的通信方式，将难以实现各个组成单元之间灵活有效的信息交互。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题：克服现有技术的不足，提供一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法，采用发布订阅的通信机制，体现多种能源网络的对等、开放特性，通过统一建模的方式，实现物理信息系统各设备间、设备与服务器之间、以及服务器与服务器之间数据的交换、识别及控制；同时也能极大的简化物理信息系统中各个成员之间的通信逻辑，方便实现点对点，点对多点的通信会话，取代以往通过多条不同通信线路进行通信，极大的节约了成本，提高数据与信息交互的效率和可靠性，为能源互联网的多源协调优化提供基础支撑。本专利技术的技术方案之：一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法。能源互联网物理信息系统中各个组成单元之间通过发布订阅机制建立平等的通信连接，能源互联网物理信息系统中的组成单元包括能源互联网物理信息系统中任意一种能够独立完成功能的单元，可以为火电厂、风电场、风机、光伏电站、逆变器、能源网线路、数据采集装置、刀闸控制器、以及能源互联网中的计算中心、交易中心或控制中心；每个组成单元通过发布消息的方式与其他组成单元进行通信，步骤如下：(1)在发布订阅服务器与组成单元之间完成通信协议的建立，从而完成发布订阅服务器与组成单元之间的通信建立；(2)在通信建立后进行通信时，组成单元之间的信息交互通过发布订阅服务器中转，实现一对一、一对多、多对一的信息交互，组成单元与发布订阅服务器之间的通信通过二次握手协议保证数据的完整性；(3)在通信建立后，通过发布订阅机制实现物理信息系统各组成部分间的信息交互。步骤(1)中的通信协议为字符串的形式，通信协议内容各部分之间以“|”字符分隔，字符串的第一部分代表通信协议类型，后面的部分根据不同通信协议类型分别定义。通信协议格式包括命令信息协议格式、报警信息协议格式、实时数据信息协议格式和遥控数据信息协议格式；命令信息协议格式用于一个组成单元给另一个组成单元发送命令请求；报警信息协议格式用于组成单元向网络发布自身的报警信息，其中实时数据信息协议格式用于组成单元向能源互联网物理信息系统网络中其他组成单元发送实时测量数据，遥控数据信息协议格式用于组成单元请求控制另一组成单元；命令信息协议格式为：“CMD|接收者Name|发送者Name|发送时间|命令名|命令参数”；报警信息协议格式：“ALARM|发送者Name|报警时间|报警级别|报警内容”；实时数据信息协议格式：“RTDATA|接收者Name|发送者Name|发送时间|数据点名＝数据值；数据点名＝数据值；……；数据点名＝数据值”；遥控数据信息协议格式：“RC|接收者Name|发送者Name|发送时间|遥控动作标识”。步骤(2)中的二次握手协议包括：(21)通过组成单元发送请求信号给发布订阅服务器，发布订阅服务器回应确认信号返回给组成单元，确保通信建立；(22)组成单元发送固定长度数据包给发布订阅服务器，发布订阅服务器将收到的数据包返回给组成单元进行二次确认并返回确认信号；(23)发布订阅服务器发送固定长度数据包给客户端，组成单元将收到的数据包返回给发布订阅服务器进行二次确认并返回确认信号。所述(3)中，通过发布订阅机制实现物理信息系统各组成部分间的信息交互具体实现如下：(1)各组成单元连接发布订阅服务器，并向发布订阅服务器订阅该各组成单元所关心的信息类型；信息类型具体包括命令、遥测、遥控、报警；(2)发布订阅服务器接收到某信息类型的数据后，将信息转发给订阅了该类型信息的组成单元；(3)组成单元接收到发布订阅服务器转发的信息后，对信息进行解析执行；(4)组成单元在需要向能源互联网物理信息系统中一个或多个其他组成单元发送信息时，将信息按照通信协议中规定的格式进行封装，并发送给发布订阅服务器。本专利技术与现有技术相比所带来的有益效果是：(1)本专利技术采用发布订阅的通信机制，体现多种能源网络的对等、开放特性，通过统一建模的方式，实现物理信息系统各设备间、设备与服务器之间、以及服务器与服务器之间数据的交换、识别及控制；同时也能极大的简化物理信息系统中各个成员之间的通信逻辑，方便实现点对点，点对多点的通信会话，取代以往通过多条不同通信线路进行通信，极大的节约了成本，提高数据与信息交互的效率和可靠性。(2)本专利技术实现能源互联网物理信息系统中各组成单元间高效平等的信息交互，包括请求控制与发送数据等，便于系统中优化计算单元监听数据，为区域能源互联网多源协调优化提供支撑。(3)通过统一的方式，实现了物理信息系统各设备间、设备与服务器之间、以及服务器与服务器之间数据的交换、识别及控制。(4)物理信息系统中各个成员能够平等的发送与接收信息，互相交互与通信，从而便于物理信息系统中优化计算对系统中的数据进行监听，并可实现通过Internet进行远程维护，监控，进一步提高了数据与信息交互的可靠性。附图说明图1为能源互联网物理信息系统示意图；图2为本专利技术二次握手协议流程图；图3为本专利技术信息交互的订阅发布机制。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法，可用于区域能源互联网及智能配电网的优化调度控制。本专利技术包括；(1)能源互联网物理信息系统各组成单元，通过发布订阅机制建立平等的通信连接；(2)通信过程中通过使用二次握手协议保证数据的完整性；(3)发送者将需要交换的信息安装本文定义的格式封装成数据帧，并将数据帧通过下层传输协议发送给消息服务器。(4)消息服务器根据数据帧中的接收者信息，将信息转发给接收者。图1中给出了能源互联网物理信息系统示意图。典型的能源互联网示意图如图1所示，包括物理层、信息层及应用层三层结构：●底层为能源互联网的物理层，其主要强调的是在一个网络中实现各种能源形式物理流的互联互补互相转化。其中，网络内部的广泛互联互通是实现能源互联网的必由之路；各类能源系统间相互转换接口的建立则是多能源互联互补的物理基础。能源互联网物理层中的能源互联网物理信息系统组成单元包括：火电厂、大型风电场、大型光伏电站、核电站、分布式光伏、智能楼宇、电动汽车充电站、以及与之相连接的能源网络等物理系统。●中间层为能源互联网的信息层，其主要从信息流的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法，其特征在于：所述能源互联网物理信息系统中各个组成单元之间通过发布订阅机制建立平等的通信连接，所述组成单元包括能源互联网物理信息系统中任意一种能够独立完成功能的单元，组成单元可以为火电厂、风电场、风机、光伏电站、逆变器、能源网线路、数据采集装置、刀闸控制器、以及能源互联网中的计算中心、交易中心或控制中心；每个组成单元通过发布消息的方式与其他组成单元进行通信，步骤如下：(1)在发布订阅服务器与组成单元之间完成通信协议的建立，从而完成发布订阅服务器与组成单元之间的通信建立；(2)在通信建立后进行通信时，组成单元之间的信息交互通过发布订阅服务器中转，实现一对一、一对多、多对一的信息交互，组成单元与发布订阅服务器之间的通信通过二次握手协议保证数据的完整性；(3)在通信建立后，通过发布订阅机制实现物理信息系统各组成部分间的信息交互。

【技术特征摘要】
1.一种能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法，其特征在于：所述能源互联网物理信息系统中各个组成单元之间通过发布订阅机制建立平等的通信连接，所述组成单元包括能源互联网物理信息系统中任意一种能够独立完成功能的单元，组成单元可以为火电厂、风电场、风机、光伏电站、逆变器、能源网线路、数据采集装置、刀闸控制器、以及能源互联网中的计算中心、交易中心或控制中心；每个组成单元通过发布消息的方式与其他组成单元进行通信，步骤如下：(1)在发布订阅服务器与组成单元之间完成通信协议的建立，从而完成发布订阅服务器与组成单元之间的通信建立；(2)在通信建立后进行通信时，组成单元之间的信息交互通过发布订阅服务器中转，实现一对一、一对多、多对一的信息交互，组成单元与发布订阅服务器之间的通信通过二次握手协议保证数据的完整性；(3)在通信建立后，通过发布订阅机制实现物理信息系统各组成部分间的信息交互。2.根据权利要求1所述的能源互联网物理信息系统的多源信息交互方法，其特征在于：所述步骤(1)中的通信协议为字符串的形式，通信协议内容各部分之间以“|”字符分隔，字符串的第一部分代表通信协议类型，后面的部分根据不同通信协议类型分别定义，所述不同通信协议类型包括命令信息协议格式、报警信息协议格式、实时数据信息协议格式和遥控数据信息协议格式；所述命令信息协议格式用于一个组成单元给另一个组成单元发送命令请求，所述报警信息协议格式用于组成单元向网络发布自身的报警信息，所述实时数据信息协议格式用于组成单元向能源互联网物理信息系统网络中其他组成单元发送实时测量数据，所述遥控数据信息协议格式用于组成单元请求控制另一组成单元；所述命令信息协议格式为：“CMD|...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振兴，肖浩，裴玮，孙健，贾东强，黄仁乐，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11