配电网广域量测控制系统多源数据融合方法技术方案

配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，涉及配电网数据融合技术领域，该配电网广域量测控制系统多源数据融合方法包括三个步骤，步骤一、将多源数据分类存储至不同数据集中；步骤二、对所有数据进行预处理；步骤三、统一所有数据的标准和类型，以统一的语言形式实现数据之间的交互。本配电网广域量测控制系统多源数据融合方法可以有效的实现配电网多源数据之间的交互、关联、融合。

Multi-source data fusion method for wide area measurement control system of distribution network

【技术实现步骤摘要】
配电网广域量测控制系统多源数据融合方法
本专利技术涉及配电网数据融合
，尤其指一种配电网广域量测控制系统多源数据融合方法。
技术介绍
“数据融合”是一种多层次、多方面的处理过程，包括对多源数据的检测、关联、估计和综合，以得到精确的状态和身份估计以及完整、及时的战场态势和威胁估计。随着智能电网的建设，越来越多的量测终端或系统布置于配电网，比如配网微型同步相量测量装置（D-PMU），高级量测体系（AMI）这些设备与传统的配网SCADA系统一起构成新的配电网混合量测与控制系统。另一方面，由于分布式新能源和电动汽车在配电网的广泛接入，需要进行新能源出力预测，电动汽车充电管理，从而使得逆变器、气象站、充电桩这些位置的数据变得十分重要。所有的这些数据在时间、空间、频率、维度、格式上都不尽相同，因此研究配电网多源数据融合技术对于某些需要用到多种类型数据的应用来说十分必要。举例来说，传统的SCADA系统量测装置，如开闭所终端设备（DTU），馈线终端设备（FTU）、配变终端设备（TTU）的数据采集频率为几秒钟到几分钟一次，而新型D-PMU采集频率达到每秒30-60次。在精度方面，D-PMU的电压电流幅值量测相对误差≤0.2%，频率量测误差＜0.005Hz，相角误差＜0.05°，远远高于传统的量测设备。由于配置了时间同步模块，D-PMU采集数据均带有时标信息，授时精度≤50us。然而，不同于PMU在主网广域量测系统的大规模布置，D-PMU装置的应用在我国还处于起步阶段，因此如何解决SCADA系统数据与D-PMU数据共存的问题，也就是考虑SCADA系统量测装置与D-PMU装置在采集频率、数据精度以及采集信息方面的差异，有效的将两类数据进行关联、融合是实现配网可观、可控的必要条件。
技术实现思路
本专利技术提供一种配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，用于解决传统配电网中多源数据难以交互与融合的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，包括以下步骤：S01，将多源数据分类存储至不同数据集中；S02，对所有数据进行预处理；S03，统一所有数据的标准和类型，以统一的语言形式实现数据之间的交互。进一步地，所述多源数据包括动态量测数据和静态数据，在步骤S01中，所述动态量测数据进入Spark架构的RDD中，所述静态数据进入Hadoop架构的HDFS中。更进一步地，在步骤S02中，所述预处理包括对数据进行校核、清洗、修正和标记。更进一步地，在步骤S03中，根据IEC61850标准建立D-PMU的拓扑结构并生成对应的SCD文件和ICD文件，将符合CIM标准的SCADA系统的拓扑结构映射成符合IEC61850标准的拓扑结构，同时对SCADA数据类型进行对应、扩展和修改。再进一步地，在建立D-PMU的拓扑结构时，保留D-PMU的GPS接收模块、时间同步模块、A/D转换模块、滤波模块、相量估计模块和控制模块，并扩展采样装置、通讯链路、相量计算单元、时钟同步单元和守时模块。再进一步地，在将符合CIM标准的SCADA系统的拓扑结构映射成符合IEC61850标准的拓扑结构时，CIM静态文件与IEC61850的SCD文件及ICD文件形成静态映射，CIM动态文件与IEC61850的量测数据属性及数据类型形成动态映射。优选地，在对SCADA数据类型进行对应、扩展和修改时，先确定CIM标准与IEC61850标准之间存在相互对应关系和不存在相应关系的数据类型，然后对可以配对的数据类型进行配对，对不能配对的数据类型进行修改，IEC61850标准中的基本数据类型对应CIM标准中的原始类、复合类、枚举类，IEC61850标准中的结构属性类对应CIM标准中的特有数据类型，IEC61850标准中的抽象接口服务类对应CIM标准中的原始类、复合类、特有数据类型。优选地，所述动态数据进入Spark架构的RDD中后，采用Spark技术对D-PMU数据进行前置解析，包括以下步骤：1）通过IDEA向D-PMU模拟器里对应的socket端口发送配置命令，D-PMU模拟器接收配置命令并产生数据；2）通过连接TCP服务端口，Spark获取D-PMU模拟器产生的数据流InputDstream，对每一秒内获得的数据Dstream进行分割，并对分割后的数据Dstream调用foreachRDD算子，对每一个RDD里的每一个partition的数据根据解析标准进行解析，最后按指定格式将解析后的数据存入csv文件中。本专利技术根据配电网多源数据的特点，提出了一种配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，具体来说，本专利技术通过对D-PMU的模块进行扩展以及建立统一的信息结构解决了数据的互操作性问题，使得配电网可以以统一的语言形式实现多源数据之间的交互、关联、融合，提高异构数据源的集成度，并利用Spark的分布式处理技术解决了流数据的实时处理问题，促进大规模数据的深度融合、挖掘和利用。附图说明图1为本专利技术所涉配电网广域量测控制系统多源数据融合方法的流程图；图2为IEC61850标准和CIM标准的文件之间映射关系图；图3为IEC61850标准定义的三种数据类型之间的关系图；图4为IEC61850标准和CIM标准之间的数据类型匹配关系图；图5为广州南沙示范区110kV远安变电站1#主变下的F2、F5、F9三条馈线的拓扑结构图；图6为广州南沙示范区110kV远安变电站1#主变下F2馈线的IEC61850标准拓扑结构图。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。在阐述本专利技术之前，需要说明的是，为了解决电网中不同的信息与通信协议之间的兼容性与互操作性问题，国际电工委员会提出了多个标准与规范，其中IEC61968-301（CIM）标准和IEC61850两个标准得到行业的普遍认同，前者针对SCADA（数据采集与监测控制系统），EMS（能量管理系统），DMS（配网管理系统）等电力控制中心的的数据交互，而后者针对智能变电站领域的互操作性问题，D-PMU在物理上包含6个主要部分：GPS接受模块，时间同步模块，A/D转换模块，滤波模块，相量估计模块和控制模块，它的设计符合IEC61850规范。基于上述分析，本专利技术提供一种配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，该方法主要包括三大步骤，具体如下。S01，将多源数据分类存储至不同数据集中。配电网数据主要可以分为动态数据（动态的量测数据，包括：D-PMU数据、SCADA数据、AMI数据、计量数据、光伏数据、气象数据、柔性负荷数据、电动汽车数据）和静态数据（静态的设备或拓扑结构数据，包括：台账数据、GIS数据），如图1所示，本实施方式中配电网的动态数据进入Spark架构特有的RDD（弹性分布式数据集）中，而静态数据进入Hadoop架构的HDFS（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS01，将多源数据分类存储至不同数据集中；/nS02，对所有数据进行预处理；/nS03，统一所有数据的标准和类型，以统一的语言形式实现数据之间的交互。/n

【技术特征摘要】
1.配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，将多源数据分类存储至不同数据集中；
S02，对所有数据进行预处理；
S03，统一所有数据的标准和类型，以统一的语言形式实现数据之间的交互。


2.根据权利要求1所述的配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于：所述多源数据包括动态量测数据和静态数据，在步骤S01中，所述动态量测数据进入Spark架构的RDD中，所述静态数据进入Hadoop架构的HDFS中。


3.根据权利要求2所述的配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于：在步骤S02中，所述预处理包括对数据进行校核、清洗、修正和标记。


4.根据权利要求3所述的配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于：在步骤S03中，根据IEC61850标准建立D-PMU的拓扑结构并生成对应的SCD文件和ICD文件，将符合CIM标准的SCADA系统的拓扑结构映射成符合IEC61850标准的拓扑结构，同时对SCADA数据类型进行对应、扩展和修改。


5.根据权利要求4所述的配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于：在建立D-PMU的拓扑结构时，保留D-PMU的GPS接收模块、时间同步模块、A/D转换模块、滤波模块、相量估计模块和控制模块，并扩展采样装置、通讯链路、相量计算单元、时钟同步单元和守时模块。


6.根据权利要求4所述的配电网广域量测控制系统多源数据融合方法，其特征在于：在将符合CIM标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：何西，洪俊，严亚周，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43