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一种基于WEBGIS的电系统协同仿真系统

阅读:643发布:2022-05-22

专利汇可以提供一种基于WEBGIS的电系统协同仿真系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于WEBGIS的电 力 系统协同仿真系统,包括系统数据层、系统服务层和系统表现层;系统数据层向系统服务层提供 基础 信息,系统服务层接收基础信息并为系统表现层提供服务,系统表现层接收服务并与系统服务层进行数据交换和通信。本发明基于B/S的架构,利用广域网、海量数据管理和 高性能计算 先进技术,支持电力系统多级调度方式数据管理、多人异地协同计算和分布式仿真计算等。可以通过 服务器 集中部署,客户端通过浏览器 访问 服务器,还能够在全图形环境下充分体现协同计算的特点,达到数据集中管理、图数模一体化、协同操作共享互通的目的,同时通过服务器 数据库 进行空间、属性数据的集中管理,也提高了系统的完整性和安全性。,下面是一种基于WEBGIS的电系统协同仿真系统专利的具体信息内容。

1.一种基于WEBGIS的电系统协同仿真系统,其特征在于:所述系统包括系统数据层、系统服务层和系统表现层;所述系统数据层向系统服务层提供基础信息,系统服务层接收基础数据并为系统表现层提供服务,系统表现层接收服务并与系统服务层采用JSON格式进行数据交换,通过HTTP协议进行通信;
所述基础信息包括属性模型信息和空间图形信息,所述系统数据层包括基础数据库和空间数据库,分别用于存储所述属性模型信息和空间图形信息,所述属性模型信息包括元件模型信息和元件公共参数信息;
所述基础数据库保存元件模型信息、元件公共参数信息、电网结构、电网运行逻辑以及网络拓扑关系;
所述空间数据库存储空间图形信息,并描述目标设备图元间的空间拓扑关系,通过结合外部地图,体现电力设备设施的地理空间分布关系;
所述空间图形信息包括电网地理图;目标设备图元间的空间拓扑关系包括图元的连接性、多边形区域定义和邻接性;
所述系统服务层包括Java WEB服务模和SuperMap iServer服务模块;
所述Java WEB服务模块操作元件库,实现数据库关联以及元件库的增、删、改、查;
所述SuperMap iServer服务模块提供地图服务、空间数据服务、预缓存服务、REST服务和WMS服务;
所述Java We服务模块包括元件库属性服务模块和Java空间服务模块;
所述元件库属性服务模块提供元件库属性信息查询、添加、修改和删除服务,并能够与空间库进行关联操作,当基础数据库属性模型信息发生更改时发生关联操作,若空间数据库相关数据表中的数据也需要更新,则与空间数据库进行关联,并同时更新数据表中的数据;
所述Java空间服务模块发布的服务符合REST服务标准,采用JSON格式进行数据交换;
所述Java We服务模块还包括协同服务模块,以Java WEB服务方式,实现编辑状态的实时体现和用户之间的协同通信;用户之间的协同通信采用长连接方式,实现协同信息的实时传递,且避免轮询方式对服务器造成的定时请求压力;
所述SuperMap iServer服务模块以REST方式提供地图服务,所述地图服务包括地图浏览、动态专题图制作、空间查询、属性查询、最近地图查找、距离面积量算和图例;
所述SuperMap iServer发布的数据源包括数据库型数据源和文件型数据源;
所述系统表现层提供空间查询、属性查询、地图操作工具、图层控制、数据编辑工具、符号渲染、电网分析工具、图标/报表功能;
所述系统表现层包括协同信息处理模块,实现消息的实时传递和数据状态的传递。

说明书全文

一种基于WEBGIS的电系统协同仿真系统

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统调度技术领域,具体涉及一种基于WEBGIS的电力系统协同仿真系统。

背景技术

[0002] 电网规划作为保证电网快速、稳定发展的重要环节,是一项复杂的系统工程,国内的电网规划软件主要有电力系统分析综合程序软件包(PSASP)、BPA软件包等。这些软件在提高电网规划设计平,减轻规划人员劳动强度方面发挥了很大作用,例如PSASP7.0系统是传统的基于本地数据库和文件的桌面应用程序,能够进行电网设备模型参数的统一管理,抽取电网设备形成地理图,通过图形化工具维护电网设备、调整模型参数,安排和调试运行方式,支持潮流、暂稳、静态安全分析、小干扰、短路等各种仿真分析,展示各种电网分析的结果等。但PSASP7.0系统作为单机版软件,需要每个用户单独进行安装和使用。目前电网联合计算采用的方法是从各调度中心抽调人员集中办公、串行工作,成本高、效率低。在进行多人协作计算时,只能采用集中办公的方式,各用户分别独立操作,系统不能及时反馈,数据无法有效交换和共享,无法充分展示平台的协同交互和操作特性。

发明内容

[0003] 为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种基于WEBGIS的电力系统协同仿真系统,基于B/S的架构,利用广域网、海量数据管理和高性能计算先进技术,支持电力系统多级调度方式数据管理、多人异地协同计算和分布式仿真计算等。可以通过服务器集中部署,客户端通过浏览器访问服务器,即可完成单机版电网规划系统的主要功能,还能够在全图形环境下充分体现协同计算的特点,达到数据集中管理、图数模一体化、协同操作共享互通的目的,同时通过服务器数据库进行空间、属性数据的集中管理,也提高了系统的完整性和安全性。
[0004] 为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:
[0005] 提供一种基于WEBGIS的电力系统协同仿真系统,所述系统包括系统数据层、系统服务层和系统表现层;所述系统数据层向系统服务层提供基础信息,系统服务层接收基础数据并为系统表现层提供服务,系统表现层接收服务并与系统服务层采用JSON格式进行数据交换,通过HTTP协议进行通信。
[0006] 所述基础信息包括属性模型信息和空间图形信息,所述系统数据层包括基础数据库和空间数据库,分别用于存储所述属性模型信息和空间图形信息,所述属性模型信息包括元件模型信息和元件公共参数信息。
[0007] 所述基础数据库保存元件模型信息、元件公共参数信息、电网结构、电网运行逻辑以及网络拓扑关系;
[0008] 所述空间数据库存储空间图形信息,并描述目标设备图元间的空间拓扑关系,通过结合外部地图,体现电力设备设施的地理空间分布关系。
[0009] 所述空间图形信息包括电网地理图;目标设备图元间的空间拓扑关系包括图元的连接性、多边形区域定义和邻接性。
[0010] 所述系统服务层包括Java WEB服务模和SuperMap iServer服务模块;
[0011] 所述Java WEB服务模块操作元件库,实现数据库关联以及元件库的增、删、改、查;
[0012] 所述SuperMap iServer服务模块提供地图服务、空间数据服务、预缓存服务、REST服务和WMS服务。
[0013] 所述Java We服务模块包括元件库属性服务模块和Java空间服务模块;
[0014] 所述元件库属性服务模块提供元件库属性信息查询、添加、修改和删除服务,并能够与空间库进行关联操作,当基础数据库属性模型信息发生更改时发生关联操作,若空间数据库相关数据表中的数据也需要更新,则与空间数据库进行关联,并同时更新数据表中的数据;
[0015] Java空间服务模块发布的服务符合REST服务标准,采用JSON格式进行数据交换。
[0016] 所述Java We服务模块还包括协同服务模块,以Java WEB服务方式,实现编辑状态的实时体现和用户之间的协同通信;用户之间的协同通信采用长连接方式,实现协同信息的实时传递,且避免轮询方式对服务器造成的定时请求压力。
[0017] 所述SuperMap iServer服务模块以REST方式提供地图服务,所述地图服务包括地图浏览、动态专题图制作、空间查询、属性查询、最近地图查找、距离面积量算和图例;
[0018] 所述SuperMap iServer发布的数据源包括数据库型数据源和文件型数据源。
[0019] 所述系统表现层提供空间查询、属性查询、地图操作工具、图层控制、数据编辑工具、符号渲染、电网分析工具、图标/报表功能。
[0020] 所述系统表现层包括协同信息处理模块,实现消息的实时传递和数据状态的传递。
[0021] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0022] 1.本发明实现对电网图形界面的查询、编辑、异地维护等功能,解决了多级多用户并发操作的冲突问题,大幅减少用户等待时间;
[0023] 2.充分发挥计算平台性能,显著提升工作效率,实现系统功能的实用化;
[0024] 3.电网规划调度运行人员能够在异地进行电网的查询、编辑,能进行可视化互动,保证了调度计算数据安全可靠,极大地提高了对电网安全稳定分析计算的支持能力;
[0025] 4.通过整合电力企业的资源和应用系统,实现电网模型数据中心、调度运行方式数据、规划数据等电网数据的一源共享,保证电网计算数据直观、完整、准确和统一,保证方式计算的及时性和准确性。附图说明
[0026] 图1是基于WEBGIS的电力系统协同仿真系统总体架构图;
[0027] 图2是本发明实施例中系统服务层架构图;
[0028] 图3是本发明实施例中系统表现层架构图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0030] 本发明的目的是在Web浏览器上进行电网设备和模型参数的浏览、编辑,进行运行方式安排、仿真计算及各种计算结果的展示,直观地表达电网拓扑关系及电力系统运行状态,能够直观展示电网地理图。同时,要保证与协同系统其他功能模块的良好兼容和集成。本发明以SuperMap为平台,提供基于WEBGIS的电力系统协同仿真系统的总体架构如图1所示,包括系统数据层、系统服务层和系统表现层;所述系统数据层向系统服务层提供基础信息,系统服务层接收基础数据并为系统表现层提供服务,系统表现层接收服务并与系统服务层采用JSON格式进行数据交换,通过HTTP协议进行通信。
[0031] 所述基础信息包括属性模型信息和空间图形信息,所述系统数据层包括基础数据库和空间数据库,分别用于存储所述属性模型信息和空间图形信息,所述属性模型信息包括元件模型信息和元件公共参数信息。
[0032] 所述基础数据库保存元件模型信息、元件公共参数信息、电网结构、电网运行逻辑以及网络拓扑关系;
[0033] 所述空间数据库存储空间图形信息,并描述目标设备图元间的空间拓扑关系,通过结合外部地图,体现电力设备设施的地理空间分布关系。所述空间图形信息包括电网地理图;目标设备图元间的空间拓扑关系包括图元的连接性、多边形区域定义和邻接性。
[0034] 空间数据库是根据元件模型数据生成的,来源于基础数据库。空间数据是由元件模型通过抽取、转换和拓扑之后生成的(经过拓扑形成的只是元件的相对关系,具体的地理位置信息是需要借助于外部地图的,可以使用免费发布的地图),根据元件名称或ID进行关联,当元件库信息发生修改时,空间数据也会发生相应改变;如果用户通过修改数据,改变了元件拓扑信息,也需要将修改内容更新到元件库,同时更新也会在客户端实时更新用户界面
[0035] 需要注意的是,基础数据库和空间数据库可以部署在同一个数据库实例上,区分为两个Schema(数据库对象集合),也可以部署在两个不同数据库实例上。
[0036] 如图2,所述系统服务层包括Java WEB服务模块和SuperMap iServer服务模块;
[0037] 所述Java WEB服务模块操作元件库,实现数据库关联以及元件库的增、删、改、查;
[0038] 所述SuperMap iServer是跨平台的企业级GIS产品,该产品通过服务的方式,面向网络客户端提供与专业GIS桌面产品相同功能的GIS服务。SuperMap iServer服务模块提供地图服务、空间数据服务、预缓存服务、REST服务和WMS服务。
[0039] 所述SuperMap iServer服务模块以REST方式提供地图服务,所述地图服务包括地图浏览、动态专题图制作、空间查询、属性查询、最近地图查找、距离面积量算和图例。
[0040] 所述SuperMap iServer发布的数据源包括数据库型数据源和文件型数据源。为了提高系统性能,全国地理底图以文件型数据源、文件型工作空间形式发布,并发布预缓存服务,对地理底图进行预切片,提高底图浏览效率;电网数据以Oracle数据库数据源、Oracle工作空间形式发布,方便此类动态数据的随机数据更改调整,达到客户端可及时看到最新数据的功能。采用这种混合发布方式既可以提高系统性能,也可以兼容系统数据及时发布更新的特点。
[0041] 所述Java We服务模块包括元件库属性服务模块和Java空间服务模块;
[0042] 所述元件库属性服务模块提供元件库属性信息查询、添加、修改和删除服务,并能够与空间库进行关联操作(空间库和元件库在概念上是独立的数据库,但实际上是存在于一个Oracle数据库实例当中,但相互独立不影响。),当基础数据库属性模型信息发生更改时发生关联操作,若空间数据库相关数据表中的数据也需要更新,则与空间数据库进行关联,并同时更新数据表中的数据,关联主要在业务逻辑中实现,不需要数据库级别关联操作。
[0043] Java空间服务模块发布的服务符合REST服务标准,采用JSON格式进行数据交换。
[0044] 所述Java We服务模块还包括协同服务模块,以Java WEB服务方式,实现编辑状态的实时体现和用户之间的协同通信。
[0045] 目前通常使用以下方式使得用户之间进行协同信息的通信:
[0046] 轮询(Polling):是指不管服务器端有没有更新,客户端(通常是指浏览器)都定时的发送请求进行查询,轮询的结果可能是服务器端有新的更新过来,也可能什么也没有,只是返回个空的信息。不管结果如何,客户端处理完后到下一个定时时间点将继续下一轮的轮询。
[0047] 推送或叫长连接(Long-Polling):客户端是不做轮询,客户端在发起一次请求后立即挂起,一直到服务器端有更新的时候,服务器才会主动推送信息到客户端。在服务器端有更新并推送信息过来之前这个周期内,客户端不会有新的多余的请求发生,服务器端对此客户端只保留最基本的连接信息,一旦服务器有更新将推送给客户端,客户端将相应的做出处理,处理完后再重新发起下一轮请求。这种技术通常也被称为Comet技术。
[0048] 本发明中,用户之间的协同通信采用长连接方式,实现协同信息的实时传递,且避免轮询方式对服务器造成的定时请求压力。
[0049] 由于Web开发技术以及客户端计算机和浏览器性能的不断提升,可以使原来在服务器端才能进行的电网地理图的编辑工作,在WEB客户端也可以实现。
[0050] 通过系统需求分析和系统选型,客户端采用Ajax(主要基于Dojo,兼容其他系统框架,如jQuery)的解决方案,基于SuperMap iServer JavaScript API实现。支持地理图、地理背景图的显示与操作,并能够实现图形维护、信息查询、计算分析、报表统计、权限管理等子系统,进一步完成地理图编辑、电网分析结果展示、空间查询、属性查询及权限管理等主要业务功能的实现。系统主要业务逻辑和用户交互工作主要在表现层完成,当需要调用服务器功能和数据时,动态向服务器发送HTTP请求。服务器与客户端数据交互采用轻量级的JSON格式,减少数据传输压力并提高客户端解析速度。
[0051] 目前结构设计中,均通过客户端通过事件驱动,异步访问服务层接口,而对于调用分析结果,大量数据修改保持等耗时操作,采用系统提示滚动条、对话框等模态窗口,使用同步方式操作,保证数据和状态与服务器端一致。
[0052] 如图3,所述系统表现层提供空间查询、属性查询、地图操作工具、图层控制、数据编辑工具、符号渲染、电网分析工具、图标/报表功能。所述系统表现层包括协同信息处理模块,实现消息的实时传递和数据状态的传递。例如一个人修改电网地理图时,在协同工作环境中得到授权的其他人能看到修改内容及提示。在协同处理时,实现实时的消息传递,数据状态传递等,提供完整的协同体验。
[0053] 系统表现层主要基于开源Ajax组件库Dojo(也兼容其它Ajax框架,如jQuery)。利用Dojo提供的组件,可以提升Web应用程序的可用性、交互能力以及功能上的提高,也可以更容易的建立互动的用户界面。同时Dojo提供了小巧的动态处理工具。用它的低级API和可兼容的代码,能够写出轻便的、单一格(复杂)的JavaScript代码。Dojo的事件系统、I/O的API以及通用语言形式是基于一个强大编程环境。Dojo的扩展包能够使你自己的代码更容易维护,耦合性更低。
[0054] 而对于Web空间图层操作,系统基于SuperMap iServer JavaScript API。SuperMap iServer JavaScript API也是基于Dojo库的,但是提供了更强大的Web图形操作能力。提供了图形管理,数据渲染,图形编辑、图层控制等强大的地图操作能力,大大降低了针对图形操作的开发难度。
[0055] 由于Web UI组件和数据操作需要频繁调用服务器的数据、地图服务,设计了数据访问操作库,将通用的操作进行模块化设计,提供通用的数据功能,主要包括:地图操作接口、属性库操作接口、空间库操作接口和电网分析功能调用接口,界面逻辑和数据操作直接使用,以达到功能复用和降低耦合度的目的。
[0056] GIS图层操作组件,提供了通用的图层操作功能,如地图渲染设置,符号显示方式设置,图层刷新,数据更新等功能。元件地理数据实体操作部分,主要是按照元件地理实体的类型和关联关系,进行数据分类,同时,针对不同几何类型的数据,提供了数据的增、删、改、查功能。并根据具体的业务需求,实现特定设备的编辑功能。
[0057] 电网图形界面的编辑功能主要体现在:通过调用元件属性库操作接口,来实现对元件库进行查询编辑等操作,元件库的编辑即是修改各种电力系统元件的参数,以此来实现对不同方式下电力系统运行的规划仿真。
[0058] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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