基于云計(jì)算的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說本實(shí)用新型涉及一種基于云計(jì)算的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大量敏感性電力電子設(shè)備在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，以及用戶對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提高，電能質(zhì)量問題越來越受到人們的關(guān)注，如何提高電能質(zhì)量已經(jīng)成為國內(nèi)外電力企業(yè)電力建設(shè)和發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容和戰(zhàn)略。眾所周知，對(duì)電能質(zhì)量的改善和治理必須建立在電能質(zhì)量的長期監(jiān)測基礎(chǔ)上。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)精度低、功能單一，無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需要。另外，電能質(zhì)量監(jiān)測理論研究的深入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、微電子技術(shù)的高速發(fā)展，使得監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)原來技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)的功能。這都為研制新型電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
[0003]電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)其接入的電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)是隨著系統(tǒng)的要求裝置數(shù)量不斷增加的，由于其規(guī)模的不斷擴(kuò)大，接入時(shí)間的不確定性，勢必要求電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中心服務(wù)器的并發(fā)數(shù)據(jù)處理能力不斷增強(qiáng)。因此，電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器的并發(fā)數(shù)據(jù)處理能力和動(dòng)態(tài)擴(kuò)容能力就成為監(jiān)測系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)瓶頸。為了保證監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)滿足其動(dòng)態(tài)擴(kuò)容能力，我們采用了“云計(jì)算”技術(shù)。
[0004]云計(jì)算是并行計(jì)算(Parallel Computing)、分布式計(jì)算(DistributedComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)的發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)?！霸朴?jì)算”技術(shù)是一個(gè)很新、很大的技術(shù)范疇，如果將“云計(jì)算”技術(shù)運(yùn)用在監(jiān)測系統(tǒng)管理上，需要在理論進(jìn)行研究，同時(shí)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)有效的設(shè)計(jì)。云計(jì)算具有如下特點(diǎn):
[0005](I)規(guī)?？勺?。“云計(jì)算”可以采用具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模如Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬臺(tái)服務(wù)器。也可以根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)需要配置少量的服務(wù)器?！霸朴?jì)算”能賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。
[0006](2)虛擬化。云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。
[0007](3)高可靠性?！霸啤笔褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。
[0008](4)通用性。云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。
[0009](5)高可擴(kuò)展性?！霸啤钡囊?guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。
[0010](6)極其廉價(jià)。由于“云”的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成云，“云”的自動(dòng)化集中式管理使大量企業(yè)無需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費(fèi)幾千元、幾天時(shí)間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型的目的是提出一種基于云計(jì)算的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)可靠性不高、擴(kuò)容性不好的問題。本監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測終端1、應(yīng)用服務(wù)器群8、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9、管理工作站11及客戶端10。監(jiān)測終端I負(fù)責(zé)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，通過通信網(wǎng)2與應(yīng)用服務(wù)器群8相連接。應(yīng)用服務(wù)器群8又包含了前置服務(wù)器3、任務(wù)調(diào)度管理機(jī)4、web服務(wù)器7等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9用來存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)；管理工作站11負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作管理，只有專門的管理人員才能夠登陸；客戶端10為客戶訪問監(jiān)測系統(tǒng)端口。應(yīng)用服務(wù)器群8、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9、管理工作站11及客戶端10又通過通信網(wǎng)絡(luò)6連接。本實(shí)用新型的有益效果是:電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)采用云計(jì)算技術(shù)，讓多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器均衡承擔(dān)繁重并發(fā)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，避免了單機(jī)擁塞或單機(jī)故障造成的不良影響，同時(shí)便于擴(kuò)展，在最小的經(jīng)濟(jì)投資下保證服務(wù)需要和系統(tǒng)可靠；而且互相熱備和負(fù)載均衡技術(shù)是建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，使整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)靈活性和可用性大大提高。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的基于云計(jì)算的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
[0014]電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)建立在“云計(jì)算”基礎(chǔ)上，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器出現(xiàn)了 “宕機(jī)”，系統(tǒng)均應(yīng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此整個(gè)系統(tǒng)不僅從硬件配置上采用一些特別的方式，同時(shí)更多通過軟件來彌補(bǔ)硬件上可能出現(xiàn)的問題。
[0015]由于本系統(tǒng)采用了“云計(jì)算”，使得整個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)成為一個(gè)“彈性”的系統(tǒng)，其主要硬件配置如下:
[0016]1.數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9采用了雙機(jī)熱備的方式。每臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的硬盤存儲(chǔ)均采用了 RAID的模式。同時(shí)采用了雙機(jī)數(shù)據(jù)庫同步軟件，保證了在服務(wù)器切換過程中數(shù)據(jù)的完整性。
[0017]2.應(yīng)用服務(wù)器群8硬件配置。系統(tǒng)的“云計(jì)算”部分主要表現(xiàn)在應(yīng)用服務(wù)器群8部分。這個(gè)部分的硬件設(shè)備分為任務(wù)調(diào)度管理機(jī)4、前置服務(wù)器3、應(yīng)用服務(wù)器5、WEB服務(wù)器7等。任務(wù)調(diào)度管理機(jī)4負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)用服務(wù)器群的任務(wù)分配和任務(wù)運(yùn)行情況監(jiān)督，同時(shí)可充當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器。前置服務(wù)器3主要負(fù)責(zé)與監(jiān)測終端的通信，也可充當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器5提供應(yīng)用服務(wù)，如web服務(wù)、在線統(tǒng)計(jì)電能質(zhì)量事件、事件報(bào)警、報(bào)表輸出、人機(jī)會(huì)話等。
[0018]3.監(jiān)測終端I。系統(tǒng)可以接入國內(nèi)外各類電能質(zhì)量裝置，負(fù)責(zé)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集。當(dāng)有新設(shè)備接入系統(tǒng)時(shí)，只需增加或配置新的通訊協(xié)議，無需修改整個(gè)系統(tǒng)的處理過程。
[0019]4.管理工作站11和客戶端10。系統(tǒng)管理員可以通過管理工作站11對(duì)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行管理操作和維護(hù)，客戶可以通過客戶端10隨時(shí)訪問服務(wù)器，了解電能質(zhì)量狀況。
[0020]整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是在“云計(jì)算”的基礎(chǔ)上，因此軟件配置除了一些業(yè)務(wù)軟件外，還有一個(gè)基礎(chǔ)的平臺(tái)?！霸朴?jì)算”是建立在網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)程序運(yùn)行方式，該方式運(yùn)行的數(shù)據(jù)通過“軟交換”方式在各臺(tái)服務(wù)器上進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。為了能實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)平衡、互相熱備”的功能，必須要有一個(gè)管理軟件與之進(jìn)行配置。系統(tǒng)具有的軟件配置如下:
[0021]1.“軟交換”軟件。運(yùn)行在各服務(wù)器上，其作用是在TCP/IP基礎(chǔ)上，將各應(yīng)用進(jìn)程需要的信息，映射到本地，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用進(jìn)程無需關(guān)心其需要數(shù)據(jù)的真正來源。
[0022]2.任務(wù)調(diào)度管理軟件(M-MANAGER)。它是“云計(jì)算”的核心軟件，負(fù)責(zé)整個(gè)
[0023]任務(wù)的收回、下發(fā)和重新分配工作。它只關(guān)心應(yīng)用進(jìn)程的工作狀態(tài)，而不關(guān)心應(yīng)用進(jìn)程處理數(shù)據(jù)的內(nèi)容。
[0024]3.進(jìn)程性能通知軟件(M-NOTIFY)。它分布在應(yīng)用服務(wù)器群的每一臺(tái)服務(wù)器中，收集各應(yīng)用進(jìn)程的工作情況，并實(shí)時(shí)通知任務(wù)調(diào)度管理軟件。它并不關(guān)心應(yīng)用服務(wù)器中子站通訊規(guī)約的具體通訊數(shù)據(jù)，僅僅關(guān)心該通訊規(guī)約的運(yùn)行狀態(tài)。
[0025]通過引入“云計(jì)算”的方式，電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能:
[0026]1.能使監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)情況及時(shí)地調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的并發(fā)數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)平衡與各個(gè)監(jiān)測終端及聯(lián)機(jī)客戶端的數(shù)據(jù)服務(wù)響應(yīng)。
[0027]2.能使監(jiān)測系統(tǒng)形成完備的互相熱備份機(jī)制，在對(duì)稱的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障的情況下能夠在系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)平衡相應(yīng)的負(fù)載，并完成數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)恢復(fù)。
[0028]3.在監(jiān)測系統(tǒng)大規(guī)模增加監(jiān)測節(jié)點(diǎn)后導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降時(shí)，可以在最小化的投資成本情況下實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的平滑升級(jí)，擴(kuò)大系統(tǒng)容量，從而保證了監(jiān)測系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
[0029]4.整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器群二個(gè)部分組成，應(yīng)用服務(wù)器群大小可以依據(jù)業(yè)務(wù)的需要隨時(shí)調(diào)整。在小系統(tǒng)情況下，數(shù)據(jù)服務(wù)器又可以和應(yīng)用服務(wù)器共用，所有服務(wù)器的功能都可以簡化成為一個(gè)服務(wù)器中的某個(gè)任務(wù)來實(shí)現(xiàn)，因此基于云計(jì)算的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)適合任何規(guī)模的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于云計(jì)算的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測終端、應(yīng)用服務(wù)器群、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理工作站及客戶端； 監(jiān)測終端負(fù)責(zé)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，通過通信網(wǎng)與應(yīng)用服務(wù)器群相連接； 應(yīng)用服務(wù)器群又包含了前置服務(wù)器、任務(wù)調(diào)度管理機(jī)、Web服務(wù)器； 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用來存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)； 管理工作站負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作管理，只有專門的管理人員才能夠登陸； 客戶端為客戶訪問監(jiān)測系統(tǒng)端口； 應(yīng)用服務(wù)器群、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理工作站及客戶端又通過通信網(wǎng)絡(luò)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于電力自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，涉及電能質(zhì)量監(jiān)測。本實(shí)用新型公開了一種基于云計(jì)算的電能質(zhì)量智能監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：監(jiān)測終端1、應(yīng)用服務(wù)器群8、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9、管理工作站11及客戶端10。監(jiān)測終端1負(fù)責(zé)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，通過通信網(wǎng)2與應(yīng)用服務(wù)器群8相連接。應(yīng)用服務(wù)器群8又包含了前置服務(wù)器3、任務(wù)調(diào)度管理機(jī)4、web服務(wù)器7等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9用來存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)；管理工作站11負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作管理，只有專門的管理人員才能夠登陸；客戶端10為客戶訪問監(jiān)測系統(tǒng)端口。應(yīng)用服務(wù)器群8、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器9、管理工作站11及客戶端10又通過通信網(wǎng)絡(luò)6連接。本實(shí)用新型采用云計(jì)算技術(shù)使整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)靈活性和可用性大大提高。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN204740299
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420808170
【發(fā)明人】白杰, 李雪明, 李碧君, 陳洶, 尹玉君, 潘冬寅, 陳國偉
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國電南瑞科技股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日