[發明專利]一種基于云計算技術的繼電保護定值整定計算架構及方法

在審

• 申請號: 201710532130.3
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107391256A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 畢兆東;鄭楊斌;俞秋陽;方勝文;楊利民;王新寶;常寶立;何俊峰
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F11/20;G06F21/57;G06F17/30;G06Q50/06;H04L12/24;H04L29/08
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技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護領域的電力系統繼電保護定值整定的方法，尤其涉及基于云計算技術的繼電保護定值整定計算的實現方法。

背景技術

近年來，由于電力系統的互聯規模在不斷擴大、結構日趨復雜，繼電保護定值整定計算任務需要處理的計算數據量也不斷的增加。而不斷增加的數據量對系統的數據處理能力提出了更高的要求。傳統的繼電保護整定計算系統由于受到系統架構的限制，其所能調動的計算資源有限，在進行數據量較大的計算任務時所表現出來的性能缺陷越來越明顯。

傳統的繼電保護定值整定計算方法都是采用標準的用戶端/服務器(簡稱C/S)架構來實現，即在性能較好的服務器端安裝商用數據庫服務器軟件，負責數據的存儲；用戶的用戶端安裝繼電保護定值整定程序。整定程序運行時，作為用戶端從服務器端的商用數據庫中讀取整定計算和短路電流計算所需的各種數據，而隨后所有的整定計算工作都是在用戶端完成，用戶端在計算任務完成后把計算結果數據寫入服務器端數據庫。傳統整定計算系統的架構如圖1，采用該用戶端/服務器(C/S)架構的系統存在如下問題：

(1)用戶端處理大數據時計算響應速度慢。由于所有的計算任務均在用戶端上進行，受限于用戶端硬件性能有限，當完成整定計算過程中計算量較大的任務時，例如分支系數計算、極限值計算等任務，用戶端會陷入“假死”狀態，即用戶端所有的資源均被計算任務耗盡，無法再響應用戶的其他操作請求。這種情況有時可能持續數個小時，期間用戶的工作因無法使用計算機而大受影響，整個整定系統的用戶體驗很差。

(2)服務器與用戶端是一對多的關系。一臺服務器直接面對所有用戶端，所有的數據交互都通過網絡實現，當服務器端和用戶端出現頻繁的數據交互，尤其是當多個用戶端同時與服務器進行交互時，容易造成數據庫接口的相應緩慢。而且隨著用戶端數量的增加，由于數據庫接口的原因，服務器上商用數據庫的查詢和寫入響應速度會越來越慢。

(3)服務器硬件資源的利用率低。通常的服務器相比用戶端擁有更多的CPU和高速內存，其計算能力遠勝于用戶端工作站。而傳統用戶端/服務器架構的繼電保護定值整定計算系統僅把服務器用來安裝商用數據庫做數據管理工作，使具有優越計算性能的硬件資源遭到了閑置,造成了服務器硬件性能的巨大浪費。

(4)操作系統的安全性問題。現有整定軟件服務器端采用的都是windows操作系統，容易受到病毒和木馬的威脅，進而導致保護定值整定系統的安全性和可靠性無法保障。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種基于云計算技術的繼電保護定值整定計算的實現方法。其目的在于針對整定計算的計算數據量不斷提高的特點，提供一種更加高效率、便捷的數據處理方案。

云計算技術是現代計算機信息領域發展的前沿技術，云是指網絡，云計算是指一種計算模式，該模式利用網絡，使用虛擬化資源的技術手段將所有的硬件資源整合到一起，將云端上的信息數據資源和任務處理進行統一的管理和調度。采用基于云計算技術的繼電保護定值整定計算方法具有如下的特點：

(1)強大的計算處理能力和存儲性能。云計算技術將計算任務和數據資源分布到網絡中大量的計算機節點上，云中大量的計算資源可提供強大的計算性能，能夠更加快速高效的處理大規模、結構復雜的電網數據。

(2)可擴展性和經濟性。由于云計算技術可以整合不同類型的計算設備，因此基于云計算技術的系統在需要時可以方便和快速按照需求進行擴展，而且進行擴展時也只是在現有的硬件資源的基礎上增加新的設備，不需要像傳統的繼電保護定值整定計算系統升級那樣更換所有的設備，節約了升級成本。

(3)可靠性。云計算技術，它將所有硬件設備的各種硬件資源全面整合到一起、構建起一個共享的、可按需分配的強大的內部資源池，當硬件層面上某臺硬件設備發生故障時，云計算技術依然可以迅速的利用資源池中的冗余資源完成原有故障設備的任務，系統可以繼續正常運行，因此基于云計算技術的繼電保護整定計算系統具有更強大的可靠性。

本發明基于云計算技術進行系統架構設計，將定值整定過程中涉及到的數據密集型計算任務交由云端負責完成，可以顯著提高繼電保護定值整定的計算速度，具體的實現方案如下：

一種基于云計算計算的繼電保護定值整定計算架構,包括云端和用戶端兩部分。云端由多臺服務器組成，包括計算任務模塊和管理模塊，用戶端由多臺工作站組成，包括預處理模塊。

所述預處理模塊，用以依據數據查詢結果判斷向云端提交“用戶端提交任務”的任務條件是否滿足，如果滿足，則向云端提交該任務。