变电站主子站数据的一致性校验系统的制作方法

本发明涉及电力和数据校验，特别涉及一种变电站主子站数据的一致性校验系统。

背景技术：

1、随着电力系统的不断发展和变革，变电站作为电力系统中的重要组成部分，其运行管理的效率和可靠性越发受到重视，而变电站主子站数据的一致性检验是确保变电站系统正常运行的关键环节之一。如果变电站主站与子站的数据不一致，可能会导致无法进行统一比较分析，前期无法准确的对潜在的异常进行分析、出现电网故障等重大事故时无法精确确定问题根源，影响调控人员对电网状态的监控。因此，电力系统中对主子站数据进行一致性校验对电力系统的稳定具有重要意义。

2、目前，在对数据一致性校验时主要通过比较数据副本之间的值来检验一致性，例如散列函数比较、差异检测算法等，或通过诸如paxos、raft和zookeeper等分布式一致性协议在一定程度上确保分布式系统中的数据一致性。然而，上述方法普遍存在检验效率低、准确性不高等问题。尤其对于电力系统中来说，变电站的主站和子站构成的电网系统较为庞大，而且每个子站之间又存在有多种电力设备，因此监测各种电力设备所产生的数据量较为庞大，这导致了变电站主子站数据的一致性校验效率和准确性较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种变电站主子站数据的一致性校验系统，以提高变电站主子站数据一致性校验的效率和准确性。

2、本发明提供了一种变电站主子站数据的一致性校验系统，该系统包括：云计算平台和若干数据管理平台；变电站主站设置有所述云计算平台，每一个变电站子站包括一个所述数据管理平台和若干个电力设备；

3、每一个所述数据管理平台，用于在数据采集周期内获取其所对应的变电站子站中各电力设备通过传感器所采集到的实时运行数据，并将获取到的实时运行数据发送至所述云计算平台；以及，根据其所获取到的实时运行数据生成变电站信息子树；

4、所述云计算平台，用于在数据采集周期内根据各所述数据管理平台发送的实时运行数据生成变电站信息总树；还用于在数据采集周期结束时从各数据管理平台获取各数据管理平台生成的变电站信息子树，并将各变电站信息子树映射于所述变电站信息总树；以及，根据映射结果确定变电站信息子树与变电站信息总树中对应位置之间的群体关联度和单体关联度，并根据所述群体关联度和所述单体关联度确定变电站主子站数据的一致性。

5、优选的，所述云计算平台中设置有一个数据校验点和若干个数据采集点，用于每当有变电站子站与变电站主站通信连接时，将一个数据采集点发送至对应的变电站子站，并获取对应变电站子站的地理位置信息；

6、数据管理平台在接收到云计算平台发送的数据采集点后进行配置，并将其对应的变电站子站中各电力设备所对应的传感器与数据采集点进行通信连接。

7、优选的，所述云计算平台还用于在所有数据采集点发送完毕后，对数据校验点和数据采集点设置时间同步机制和相同的数据采集周期；

8、各所述数据管理平台还用于在所述数据采集周期开始时，以所述数据校验点的系统时间为标准时间，通过时间同步机制将自身的系统时间同步成与数据校验点相同的时间；

9、各所述数据管理平台还用于在时间同步完成后，通过其所对应的数据采集点调取所在变电站子站的传感器采集的各个电力设备的实时运行数据，并对实时运行数据标注对应的电力设备编号后发送至所述云计算平台。

10、优选的，每一个数据管理平台根据其所获取到的实时运行数据生成变电站信息子树的过程，包括：

11、获取所在变电站子站内各电力设备的物理位置信息，并生成一个事件时间轴；

12、根据变电站子站内电力设备的数据量构建相应数量的设备数据节点，并以事件时间轴为树枝主干，以各个设备数据节点为叶子节点，根据各个设备数据节点的物理位置信息，将各个设备数据节点分布在树枝主干的周围；

13、根据数据采集周期的长度，将各个对应各个电力设备的实时运行数据划分为n个文本数据；其中，文本数据由多个文本词汇组成，n为正整数；

14、从各电力设备的文本数据中提取若干个不重复的文本词汇，并对文本词汇设置关联数字，得到对应全部文本数据的一维词汇矩阵；

15、针对每个电力设备，将对应相同时间节点下的所述一维词汇矩阵进行拼接，得到该电力设备在各个时间节点下的一维事件矩阵；

16、将各一维事件矩阵划分为k个等长的一维向量，并计算不同设备在相同时间节点下的一维事件矩阵的关联度；

17、在所述叶子节点上设置n个事件节点，在所述树枝主干上设置n个时间节点，并将各叶子节点上的事件节点按照时间节点的顺序进行时间维度排序；

18、确定各事件节点之间的物理距离权重；

19、根据所述物理距离权重和所述关联度，确定各个事件节点之间的关联连接线长度；

20、根据确定的所述关联连接线长度对各个时间节点下的事件节点的位置进行调整，得到所述变电站信息子树。

21、优选的，所述计算不同设备在相同时间节点下的一维事件矩阵的关联度，包括：

22、利用如下计算式计算关联度：

23、

24、其中，wi,j,time用于表征第i和第j个电力设备在时间节点time下的一维事件矩阵的关联度，和分别表示两个一维事件矩阵生成的第k个一维向量。

25、优选的，所述确定各事件节点之间的物理距离权重，包括：

26、建立三维坐标系，并将各个叶子节点映射于该三维坐标系中；

27、根据各个叶子节点中各个事件节点的空间坐标，计算各事件节点之间的空间坐标距离，得到各事件节点之间的物理距离权重。

28、优选的，所述云计算平台根据各数据管理平台发送的实时运行数据生成变电站信息总树的过程，包括：

29、对各实时运行数据标注对应变电站子站的编号；

30、利用编号后的各实时运行数据构建各个变电站子站的镜像变电站信息子树；

31、构建与变电站信息子树相同的总树枝主干，并根据不同变电站子站之间的实际地理位置将各镜像变电站信息子树分布至总树枝主干周围；

32、确定所述镜像变电站信息子树在相同时间节点下的多维事件矩阵的多维关联度；

33、确定不同变电站子站之间的空间距离；

34、根据所述多维关联度和所述空间距离，确定各镜像变电站信息子树的镜像树枝主干之间的关联连接总线长度；

35、根据所述关联连接总线长度对各镜像变电站信息子树的位置进行调整，得到所述变电站信息总树。

36、优选的，所述云计算平台用于对各变电站信息子树与变电站信息总树中的镜像变电站信息子树进行匹配，并根据匹配结果将各变电站信息子树与镜像变电站信息子树进行重叠映射；以及，计算变电站信息子树与镜像变电站信息子树之间的群体相似度和单体相似度；

37、所述云计算平台，还用于在群体相似度不小于预设的群体相似度阈值，且单体相似度不小于预设的单体相似度阈值时，确定对应数据采集周期下的变电站主站与变电站子站的运行数据一致；否则，对应数据采集周期下的变电站主站与变电站子站的运行数据不一致。

38、优选的，所述云计算平台计算在变电站信息子树与镜像变电站信息子树之间的群体相似度时，利用如下计算式计算得到：

39、

40、其中，γtime,p表示在时间节点time下时变电站信息子树在变电站信息总树内的群体相似度，dtime,p,q表示在时间节点time下时编号为p的变电站信息子树与编号为q的镜像变电站信息子树之间的关联连接总线长度，表示在时间节点time下时编号为p的镜像变电站信息子树与编号为q的镜像变电站信息子树之间的关联连接总线长度，p≠q，p和q为正整数。

41、优选的，所述云计算平台在计算在变电站信息子树与镜像变电站信息子树之间的单体相似度时，利用如下计算式计算得到：

42、

43、其中，ξtime,p变电站信息子树与对应的镜像变电站信息子树在时间节点time下的单体相似度，dtime,f,f和分别表示时间节点time下变电站信息子树和镜像变电站信息子树中第f和第f个叶子节点之间的关联连接线长度，f≠f，f和f为正整数。

44、由上述技术方案可知，本发明提供的变电站主子站数据的一致性校验系统包括了云计算平台和数据管理平台，变电站主站中设置云计算平台，每一个变电站子站中设置一个数据管理平台。每一个数据管理平台在数据采集周期内会获取对应变电站子站中各电力设备通过传感器所采集到的实时运行数据，并将获取到的实时运行数据发送至云计算平台，同时利用实时运行数据生成相应变电站子站的变电站信息子树。而云计算平台会根据各数据管理平台发送的实时运行数据生成变电站信息总树，然后在数据采集周期结束时从各数据管理平台中获取生成的变电站信息子树映射到变电站信息总树中。进一步，云计算平台根据映射结果确定变电站信息子树与变电站信息总树中对应位置之间的群体关联度和单体关联度，进而根据群体关联度和单体关联度确定变电站主子站数据是否一致。由此可见，本方案基于采集到的数据分别在变电站子站和变电站主站构建变电站信息子树和变电站信息总树，并通过将各变电站信息子树映射到变电站信息总树中，据此映射结果可以确定变电站信息子树和变电站信息总树对应位置之间的群体关联度和单体关联度，如此同时从个体上和整体上两个角度对主子站数据的一致性进行了考量和校验，从而大大提高了数据校验的准确性。而且本方案通过构建变电站信息子树和变电站信息总树，并将变电站信息子树和变电站信息总树的对应位置进行一一映射，如此使得数据的处理和对应关系更加明确、清晰，不需要在庞大的数据里面匹配对应关系后进行校验，从而能够大大提高变电站主子站数据一致性校验的效率。

技术特征：

1.一种变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，该系统包括：云计算平台和若干数据管理平台；变电站主站设置有所述云计算平台，每一个变电站子站包括一个所述数据管理平台和若干个电力设备；

2.根据权利要求1所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述云计算平台中设置有一个数据校验点和若干个数据采集点，用于每当有变电站子站与变电站主站通信连接时，将一个数据采集点发送至对应的变电站子站，并获取对应变电站子站的地理位置信息；

3.根据权利要求2所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述云计算平台还用于在所有数据采集点发送完毕后，对数据校验点和数据采集点设置时间同步机制和相同的数据采集周期；

4.根据权利要求1所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，每一个数据管理平台根据其所获取到的实时运行数据生成变电站信息子树的过程，包括：

5.根据权利要求4所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述计算不同设备在相同时间节点下的一维事件矩阵的关联度，包括：

6.根据权利要求4所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述确定各事件节点之间的物理距离权重，包括：

7.根据权利要求1所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述云计算平台根据各数据管理平台发送的实时运行数据生成变电站信息总树的过程，包括：

8.根据权利要求1所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述云计算平台用于对各变电站信息子树与变电站信息总树中的镜像变电站信息子树进行匹配，并根据匹配结果将各变电站信息子树与镜像变电站信息子树进行重叠映射；以及，计算变电站信息子树与镜像变电站信息子树之间的群体相似度和单体相似度；

9.根据权利要求8所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述云计算平台计算在变电站信息子树与镜像变电站信息子树之间的群体相似度时，利用如下计算式计算得到：

10.根据权利要求8所述的变电站主子站数据的一致性校验系统，其特征在于，所述云计算平台计算在变电站信息子树与镜像变电站信息子树之间的单体相似度时，利用如下计算式计算得到：

技术总结
本发明提供了一种变电站主子站数据的一致性校验系统，涉及电力和数据校验技术领域，该系统中变电站主站设置有云计算平台，每一个变电站子站包括一个数据管理平台和若干个电力设备；数据管理平台在数据采集周期内获取对应变电站子站中各电力设备的实时运行数据，并发送至云计算平台，同时根据实时运行数据生成变电站信息子树；云计算平台根据各数据管理平台的实时运行数据生成变电站信息总树；在数据采集周期结束时从各数据管理平台获取变电站信息子树映射于变电站信息总树，并根据映射结果确定群体关联度和单体关联度，并根据群体关联度和单体关联度确定变电站主子站数据的一致性。本方案能够提高变电站主子站数据一致性校验的效率和准确性。

技术研发人员：闫凯文,徐鹤勇,赵晓琦,施佳锋,李武,杨龙雨,陈涛,马振华,李家辉,汤超,杨嘉鹏,张娟,岳晨,张勇斌,孙梦佳,赵晴
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司石嘴山供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5