一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法技术

本发明专利技术涉及测量及故障检测技术领域，公开了一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法，先定义一种云边协同协议，其为基于TCP协议的应用层协议，包括：云边协同协议的数据报文结构和云边协同通信时序规范；定义云端和边端核心服务接口，其为核心算法程序定义上层用户可调用的通用接口，包括：服务接口和服务的注册；在云端和边端核心服务基础上，利用服务重构方法对其进一步软件重构，形成新的应用层服务，实现云边服务的扩展定义。与现有技术相比，本发明专利技术解决现有电网广域测量方法不具有可扩展性，无法满足上层应用的个性订制需求，能够快速构建上层应用。能够快速构建上层应用。能够快速构建上层应用。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法


[0001]本专利技术涉及电网测量及故障检测
，具体涉及一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法。

技术介绍

[0002]在电网系统中，广域测量整合了电网运行感知装置、数据网关、云计算中心等单元，实现了实时的电网数据采集及运行状态检测，为电网故障检测及预警、电网安全平稳运行提供了可靠的技术手段，提高了电网检测及管理效率。随着我国智能电网及能源互联网建设的不断推进，电网越来越智能，同时也更加复杂，给在线精确测量电网运行状态提出新的要求。
[0003]现有的电网广域测量方法中，首先通过安装电网运行感知装置实时采集数据，然后经过数据网关把这些数据传输到后台数据中心或云计算机中心，最后利用云计算中心强大的计算能力，对电网运行状态进行智能分析、评估，为决策提供依据。
[0004]然而现有的电网广域测量方案存在以下问题。
[0005]首先，采集电网信息的终端设备分布在广域不同地理位置并具备边缘计算能力，需要实时地与云服务中心交换数据，共同协调、协同计算，配合完成电网测量任务，然而现在的边缘终端与云服务中心缺少协同计算能力，计算和数据存储云集中于云服务中心，导致云服务中心面临处理和存储双重压力，系统实时性差。
[0006]其次，为满足客户的多样性需求，电力应用管理系统越来越多样，要求广域测量系统具有高度弹性可扩展性、服务可定制的特点，然而现在的边缘设备层缺少灵活性，难以适应新型的应用服务。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法，解决现有电网广域测量方法不具有可扩展性的问题，满足上层应用的个性订制需求。
[0008]技术方案：本专利技术提供了一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：首先定义一种云边协同协议，其为基于TCP协议的应用层协议，包括：云边协同协议的数据报文结构和云边协同通信时序规范；
[0010]步骤2：定义云端和边端核心服务接口，其为核心算法程序定义上层用户可调用的通用接口，包括：服务接口和服务的注册；
[0011]步骤3：在步骤2云端和边端核心服务基础上，对其进一步服务重构，形成新的应用层服务，实现云边服务的扩展定义。
[0012]进一步地，所述云边协同协议的数据报文结构如下：包括7个字段域；
[0013]Source Link，Destination Link分别表示主动发起方和接受方的链路地址，各占
16位；
[0014]Direction表示通信方向，0x11111111表示云到边，否则为边到云的通信；
[0015]Services Interface ID发起同步的服务号，共24位；
[0016]Packet Length字段域表示报文的总长度；
[0017]Identification位身份认证信息，占64位；
[0018]Timestamp表示时间戳，为精确到毫秒的时间信息，共占64位；
[0019]Parameters/Data字段域为服务间传递的参数值，其长度可变，采用{key:value}格式存储。
[0020]进一步地，所述云边协同通信时序规范包括云端发布同步事务时序和边端接收同步事务时序；
[0021]所述云端发布同步事务时序包括如下步骤：
[0022]步骤1.1：等待用户的指令；
[0023]步骤1.2：接收用户指令，向边端发送同步任务指令，等待接收Ack报文；
[0024]步骤1.3：Ack报文接收完成，等待接收边端同步状态报文；
[0025]步骤1.4：边端同步状态报文接收完成，发送Ack报文；
[0026]步骤1.5：重复接收数据报文或者接收Finish报文返回Ack报文；
[0027]步骤1.6；接收到Finish报文，同步任务结束；
[0028]所述边端接收同步事务时序包括如下步骤：
[0029]步骤2.1：等待云端的指令；
[0030]步骤2.2：收到云端同步指令，回复Ack确认报文；
[0031]步骤2.3：激活同步任务程序，开始执行同步任务；
[0032]步骤2.4：边端向云端发送任务执行结果；
[0033]步骤2.5：若接收结束报文Finish，返回确认Ack报文；
[0034]步骤2.6：接收到Finish报文，同步任务结束。
[0035]进一步地，所述服务接口主要描述服务名称、服务标识符、服务类型、传递参数、操作类型及返回结果，利用ASN.1定义如下：
[0036]服务名称DEFINITIONS
[0037]::＝BEGIN
[0038]服务标识符OBJECT IDENTIFIER::＝{iso standard 8571},
[0039]传递参数::＝SEQUENCE{"key","type","value"},
[0040]服务类型::＝BIT STRING(size 0..7),
[0041]返回结果::＝SEQUENCE{"key","type","value"}
[0042]END。
[0043]进一步地，所述服务的注册提供一种三级目录索引结构，为服务提供索引服务，所述三级目录索引结构依次为：服务类型、操作类型及服务标识符。
[0044]进一步地，所述步骤3中服务重构方法描述了包括的服务集合和服务调用的次序，如下：
[0045]服务重构DEFINITIONS
[0046]::＝BEGIN
[0047]接口名称OBJECT IDENTIFIER::＝{iso standard 8571},
[0048]服务集合::＝SEQUENCE{服务标识符},
[0049]服务标识符OBJECT IDENTIFIER::＝{iso standard 8571},
[0050]END。
[0051]有益效果：
[0052]1、本专利技术提供一种面向电网广域测量的弹性可扩展方法，解决现有电网广域测量方法不具有可扩展性，无法满足上层应用的个性订制需求。云端和边端核心服务接口为核心算法程序定义上层用户可调用的通用接口，利用该接口上层应用不需要关心核心服务的具体实现，即可利用核心算法提供的服务。
[0053]2、本专利技术提出了一种用于云边协同通信协议，为云边协同提供了一种通信规范，有利于提升系统的兼容性。
[0054]3、本专利技术提出了一种服务接口的定义描述方法和服务重构扩展方法，进一步为服务的重构扩展提供基础，为快速构建上层应用提供了便利条件。
附图说明
[0055]图1为本专利技术具体实例的结构原理框图；
[0056]图2为本专利技术方法中云边协同协议的同步报文结构；
[0057]图3为本专利技术方法中云边协同协本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：首先定义一种云边协同协议，其为基于TCP协议的应用层协议，包括：云边协同协议的数据报文结构和云边协同通信时序规范；步骤2：定义云端和边端核心服务接口，其为核心算法程序定义上层用户可调用的通用接口，包括：服务接口和服务的注册；步骤3：在步骤2云端和边端核心服务基础上，利用服务重构方法对其进一步软件重构，形成新的应用层服务，实现云边服务的扩展定义。2.根据权利要求1所述的面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法，其特征在于，所述云边协同协议的数据报文结构如下：包括7个字段域；Source Link，Destination Link分别表示主动发起方和接受方的链路地址，各占16位；Direction表示通信方向，0x11111111表示云到边，否则为边到云的通信；Services Interface ID发起同步的服务号，共24位；Packet Length字段域表示报文的总长度；Identification位身份认证信息，占64位；Timestamp表示时间戳，为精确到毫秒的时间信息，共占64位；Parameters/Data字段域为服务间传递的参数值，其长度可变，采用{key:value}格式存储。3.根据权利要求1所述的面向电网广域测量的云边协同弹性可扩展方法，其特征在于，所述云边协同通信时序规范包括云端发布同步事务时序和边端接收同步事务时序；所述云端发布同步事务时序包括如下步骤：步骤1.1：等待用户的指令；步骤1.2：接收用户指令，向边端发送同步任务指令，等待接收Ack报文；步骤1.3：Ack报文接收完成，等待接收边端同步状态报文；步骤1.4：边端同步状态报文接收完成，发送Ack报文；步骤1.5：重复接收数据报文或者接收Finish报文返回Ack报文...

【专利技术属性】
技术研发人员：单劲松，赵建洋，孙成富，陈伯伦，金春花，谢乾，朱效齐，邓蛟，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：