【技术实现步骤摘要】
本申请涉及动态数字模型的建模的领域，尤其是涉及一种电力系统设备动态数字模型的建模系统及方法。
技术介绍
1、随着国家电网公司“泛在电力物联网”建设战略的提出，变电站中的感知层物联网设备逐渐增加，由各种物联网传感器提供的数据量也逐渐增大，新增的物联网数据难以纳入原有的电力数据体系，如何利用物联网数据并结合传统电力数据及时地在站内做出有效的反馈对站端边缘计算装置的数字建模设计提出了很高的要求。
2、传统站端边缘计算装置的软件数字模型一般参照“电气回路”构建。即将一条电气闭合回路中的电压、电流、开关位置等基本的电气数据通过模拟信号或数字信号采集存入实时数据库，进行边缘计算。在实践中，由于物联网传感器的工作逻辑与传统电力装置不同，大部分物联网传感器并非服务于某个“电气回路”，其数据大多无法按照“电气回路”的数字模型归纳分类存入实时数据库并进行边缘计算，即使其能够通过通信规约与站端边缘计算装置建立数据通信，站端边缘计算装置也只是简单的将原始数据进行转发至上位通信设备。
3、部分站端边缘计算装置为处理物联网数据开放了对通信采集的数值变量进行处理的脚本应用，但脚本程序运算效率较慢，使得嵌入式边缘计算装置失去了其运算效率快的性能优势。
技术实现思路
1、为了提高嵌入式边缘计算装置对动态数据的运算效率，本申请提供了一种电力系统设备动态数字模型的建模系统及方法。
2、本申请提供的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统及方法采用如下的技术方案：
3、第一方
4、采集模块采集信息数据并将信息数据传输给数据处理模块；
5、数据处理模块接收信息数据并进行存储，并对信息数据进行分析处理后输出；
6、分析计算模块包括数据分析单元、第一计算单元和第二计算单元；
7、数据分析单元接收数据处理模块输出的数据，将一组或多组数据分割成若干个实体，构建若干个回路实体，将每个回路实体设置唯一的回路标识；将回路实体中的数据分为若干种数据表，数据表兼容电力系统中五遥对应的各种数据类型；按照回路实体独立的回路标识构建索引表，索引表指向数据表；将每个回路实体的数据表中每个数据设置独立的数据标识；数据分析单元将接收有计算结果的数据输出给上位通信设备；
8、第一计算单元根据回路实体内数据表中的数据标识进行编程，根据数据表中数据标识查询相应输入值，并将程序计算的结果输出到相应的数据标识的数据中；
9、第二计算单元对回路实体内数据表中的数据标识对应的数据值进行计算，并将计算的结果输出到相应的数据标识的数据中。
10、通过采用上述技术方案，该建模系统采集信息数据，信息数据可以为物联网数据也可以为电气数据，该建模系统将采集到的数据进行分析后通过挂载的程序进行计算，并将计算结果输出给数据分析单元，相较于脚本计算的方式，使用开发编译完成的程序计算更节省硬件资源，且拥有更快的计算速度。
11、可选的，采集模块包括第一采集单元和第二采集单元，第一采集单元通过模拟信号或数字信号采集电气闭合回路中的电气数据，并将电气数据输出；第二采集单元通过通信规约与待采集数据源设备建立数据通信采集物联网数据，并将物联网数据输出；
12、数据处理模块包括第一处理单元和第二处理单元，第一处理单元接收电气数据并进行存储；第一处理单元将电气数据输出给上位通信设备和数据分析单元；第二处理单元接收物联网数据并进行存储，第二处理单元将物联网数据输出给上位通信设备和数据分析单元。
13、通过采用上述技术方案，该建模系统的建模对象不再局限于固定的电气闭合回路，按照此建模系统与方法设计的站端电力边缘计算网关即可以对电力数据也可以对物联网数据进行计算，或对二者数据结合进行计算。同时电气数据也能够利用传统的电力装置对电气数据进行边缘计算，直接通信至上位通信设备，简单的物联网数据也能够直接通信至上位通信设备。
14、可选的，所述数据分析单元与第一处理单元、第二处理单元之间的数据流动是单向的。
15、通过采用上述技术方案，数据分析单元中的边缘计算不会对第一处理单元和第二处理单元的数据造成影响。这种单向数据流动的设计可以确保各个数据库之间的数据安全性和稳定性，降低了数据冲突和竞争的可能。
16、可选的，一个回路应用程序与一个回路应用脚本均服务于单个回路实体，同一个回路应用程序与同一个回路应用脚本均可以在不同的回路实体之间复用。
17、通过采用上述技术方案，相较于传统的建模结构，应用于回路实体的可自由挂载的应用程序和应用脚本具有非常高的可复用性和灵活性。在实际应用，减少了不同项目的定制化开发周期。
18、可选的，数据处理模块还包括数据清洗单元，第一采集单元与第二采集单元分别连接一个数据清洗单元，与第一采集单元相连的数据清洗单元接收第一采集单元输出的数据并进行检查、处理和修复后输出规范数据，与第二采集单元相连的数据清洗单元接收第二采集单元输出的数据并进行检查、处理和修复后输出动态数据。
19、通过采用上述技术方案，数据清洗可以识别并纠正数据中的错误、缺失值、重复值和不一致性，从而提高数据的准确性和完整性。清洗后的数据更加可靠和准确，更易于处理和分析，能够减少数据处理和分析的时间，提高数据处理的效率。
20、可选的，数据处理模块还包括数据解析单元和数据分类单元，数据解析单元和第二采集单元相连的数据清洗单元相连，接收数据清洗单元输出的动态数据，分析动态数据的数据大小与数据类型并与动态数据进行绑定输出给数据分类单元，数据分类单元接收数据并根据数据大小与数据类型进行分类，生成简单数据与复杂数据，数据分类单元将简单数据与复杂数据输出给第二处理单元，第二处理单元接收数据后将简单数据输出给上位通信设备，将复杂数据输出给数据分析单元。
21、通过采用上述技术方案，数据处理模块对数据的大小及类型进行分析，并划分为简单数据及复杂数据，将筛选出的简单数据直接通信给上位通信设备，将复杂数据输出给数据分析单元进行计算，在数据进入数据分析单元之前对数据进行分类能够减轻数据分析单元中的数据量，降低储存成本，降低数据运算的计算成本，加快数据处理速度，提高计算效率。
22、可选的，数据分类单元预设有门限值和类型表，类型表表示了不同数据类型在数据处理时的难易程度，难易程度用复杂或简单进行表示；数据分类单元将每个动态数据的数据大小与门限值作比较，当数据大小大于门限值时，直接将该动态数据作为复杂数据输出给数据分析单元；当数据大小小于门限值时，将该动态数据的数据类型与类型表中的数据类型进行匹配，当匹配的数据类型对应的难易程度为复杂时，将该动态数据作为复杂数据输出给数据分析单元；当匹配的数据类型对应的难易程度为简单时，将该动态数据作为简单数据输出给上位通信设备。
23、通过采用上述技术方案，按照预设的门限值通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：包括采集模块(1)、数据处理模块(2)和分析计算模块(3)；
2.根据权利要求1所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：采集模块(1)包括第一采集单元(11)和第二采集单元(12)，第一采集单元(11)通过模拟信号或数字信号采集电气闭合回路中的电气数据，并将电气数据输出；第二采集单元(12)通过通信规约与待采集数据源设备建立数据通信采集物联网数据，并将物联网数据输出；
3.根据权利要求2所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：所述数据分析单元(31)与第一处理单元(21)、第二处理单元(22)之间的数据流动是单向的。
4.根据权利要求1所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：一个回路应用程序与一个回路应用脚本均服务于单个回路实体，同一个回路应用程序与同一个回路应用脚本均可以在不同的回路实体之间复用。
5.根据权利要求2所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：数据处理模块(2)还包括数据清洗单元(23)，第一
6.根据权利要求5所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：数据处理模块(2)还包括数据解析单元(24)和数据分类单元(25)，数据解析单元(24)和第二采集单元(12)相连的数据清洗单元(23)相连，接收数据清洗单元(23)输出的动态数据，分析动态数据的数据大小与数据类型并与动态数据进行绑定输出给数据分类单元(25)，数据分类单元(25)接收数据并根据数据大小与数据类型进行分类，生成简单数据与复杂数据，数据分类单元(25)将简单数据与复杂数据输出给第二处理单元(22)，第二处理单元(22)接收数据后将简单数据输出给上位通信设备(4)，将复杂数据输出给数据分析单元(31)。
7.根据权利要求6所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：数据分类单元(25)预设有门限值和类型表，类型表表示了不同数据类型在数据处理时的难易程度，难易程度用复杂或简单进行表示；数据分类单元(25)将每个动态数据的数据大小与门限值作比较，当数据大小大于门限值时，直接将该动态数据作为复杂数据输出给数据分析单元(31)；当数据大小小于门限值时，将该动态数据的数据类型与类型表中的数据类型进行匹配，当匹配的数据类型对应的难易程度为复杂时，将该动态数据作为复杂数据输出给数据分析单元(31)；当匹配的数据类型对应的难易程度为简单时，将该动态数据作为简单数据输出给上位通信设备(4)。
8.根据权利要求7所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：数据处理模块(2)还包括计数单元(26)与运算单元(27)，计数单元(26)数据分类单元(25)相连，计数单元(26)计量数据大小小于门限值的动态数据的数量，将该数量值作为筛选数量输出给运算单元(27)，计量数据类型为复杂的动态数据的数量，将该数量值作为返回数量输出给运算单元(27)；运算单元(27)预设有门限比例范围和单次调整值，接收筛选数量与返回数量，并用返回数量除以筛选数量获得返回比例，将返回比例与门限比例范围作比较，当返回比例大于门限比例范围的上限时，运算单元(27)调用门限值，将门限值减去单次调整值，当返回比例大于门限比例范围的下限时，运算单元(27)将门限值加单次调整值，并将计算结果覆盖门限值。
9.一种电力系统设备动态数字模型的建模方法，包括如上述权利要求1-8任一项所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模方法，其特征在于：对采集的信息数据进行分析处理并存储包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：包括采集模块(1)、数据处理模块(2)和分析计算模块(3)；
2.根据权利要求1所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：采集模块(1)包括第一采集单元(11)和第二采集单元(12)，第一采集单元(11)通过模拟信号或数字信号采集电气闭合回路中的电气数据，并将电气数据输出；第二采集单元(12)通过通信规约与待采集数据源设备建立数据通信采集物联网数据，并将物联网数据输出；
3.根据权利要求2所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：所述数据分析单元(31)与第一处理单元(21)、第二处理单元(22)之间的数据流动是单向的。
4.根据权利要求1所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：一个回路应用程序与一个回路应用脚本均服务于单个回路实体，同一个回路应用程序与同一个回路应用脚本均可以在不同的回路实体之间复用。
5.根据权利要求2所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：数据处理模块(2)还包括数据清洗单元(23)，第一采集单元(11)与第二采集单元(12)分别连接一个数据清洗单元(23)，与第一采集单元(11)相连的数据清洗单元(23)接收第一采集单元(11)输出的数据并进行检查、处理和修复后输出规范数据，与第二采集单元(12)相连的数据清洗单元(23)接收第二采集单元(12)输出的数据并进行检查、处理和修复后输出动态数据。
6.根据权利要求5所述的一种电力系统设备动态数字模型的建模系统，其特征在于：数据处理模块(2)还包括数据解析单元(24)和数据分类单元(25)，数据解析单元(24)和第二采集单元(12)相连的数据清洗单元(23)相连，接收数据清洗单元(23)输出的动态数据，分析动态数据的数据大小与数据类型并与动态数据进行绑定输出给数据分类单元(25)，数据分类单元(25)接收数据并根据数据大小与数据类型进行分类，生成简单数据与复杂数据，数据分类单元(25)...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙艳君，张明昊，李啸，宋震鲁，郭俊发，刘鹏，
申请(专利权)人：青岛中电绿网新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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