一种基于Web服务的BPA模型参数维护方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种基于Web服务的BPA模型参数维护方法及系统。

背景技术

PSD-BPA(简称BPA)是中国电力科学研究院引进开发的一套机电暂态仿真软件，并在我国电网规划设计、运行分析领域得到广泛应用，目前大部分电力公司都具有比较完善的BPA仿真模型数据。BPA模型数据采用文本文件格式以字符串形式存储电网模型数据，发电机、变压器、线路等不同类型的电力设备模型对应一行或多行数据卡片，卡片中不同位置区间的数据对应设备的不同参数。

对于一个省级电网，其在电网管辖职权上可以分为省调直管和省内多个地区(市级)管理范围，当各自区域如有新设备投运、更换、设备模型参数重新测试等情况时，均需对电网仿真模型数据进行维护更新，目前采用的方式主要是由省级电网负责人员将模型数据文件分发给各地区负责人员，再对修改后的文本模型数据进行汇总合成完整的仿真模型数据。

一方面，在模型数据汇总过程中需要进行大量的校核和沟通工作，费时费力。另一方面，由于人工进行大量的参数填写与修改工作，数据容易出错。对于规模较大的电网，模型参数维护的工作量会更大。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于Web服务的BPA模型参数维护方法及系统，解决电网模型参数的多人员维护修改及校核费时费力，且易于出错的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种基于Web服务的BPA模型参数维护方法，包括：

通过调用Web服务接口将选定的要下发的电网运行方式模型数据和设置的维护权限写入数据库，在数据库中将数据下发标志位置位，将数据提交状态标志位复位，完成模型数据下发；

从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，根据维护权限对设备模型参数进行维护操作；

数据维护完成后调用Web服务接口，将维护人、完成时间、修改记录信息写入数据库，并将提交状态标志位置位，完成维护数据提交。

进一步的，维护权限包括：维护用户信息、允许维护数据信息、允许维护的分区信息以及权限类型。

进一步的，所述从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，包括：

1)从数据库读取电网模型格式数据和选定的电网运行方式模型数据；

电网模型格式数据包括：潮流模型格式数据和稳定模型格式数据；

电网运行方式模型数据包括：潮流数据和稳定数据；

2)按照潮流模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的潮流模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的潮流模型据卡；

按照稳定模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的稳定模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的稳定模型据卡。

进一步的，所述根据维护权限对设备模型参数进行维护操作，包括：

1)响应于操作人员选择的要维护的设备模型，若是参数更改或者设备删除，判断用户具有的维护权限分区和所选要维护的设备模型的分区名是否一致，若不一致则提示用户重新选择本地区设备进行维护；

2)调用Web服务接口对设备模型参数进行维护操作，维护操作包括编辑模型参数、增加或删除设备模型。

进一步的，还包括生成BPA电网模型数据文件的步骤：

将数据库中存储的电网运行方式潮流模型数据、稳定模型数据导出成文本形式数据，生成电网运行方式模型数据文件。

一种基于Web服务的BPA模型参数维护系统，包括：

数据库服务器、用于进行模型数据读取和维护的Web服务器以及客户端；

数据库服务器中存储的数据包括：BPA格式的电网基础模型数据、BPA模型格式数据、电网运行方式数据、人员及维护权限信息；

Web服务器用于进行BPA电网模型数据读取解析、模型参数维护、人员权限配置操作的Web服务；

客户端包括基础模型数据、模型格式数据、不同运行方式数据、用户及权限信息、模型参数的查看和维护界面，以及模型数据下发和提交界面。

进一步的，所述数据库采用非关系型数据库MongoDB。

进一步的，所述维护系统中执行以下维护方法：

通过调用Web服务接口将选定的要下发的电网运行方式模型数据和设置的维护权限写入数据库，在数据库中将数据下发标志位置位，将数据提交状态标志位复位，完成模型数据下发；

从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，根据维护权限对设备模型参数进行维护操作；

数据维护完成后调用Web服务接口，将维护人、完成时间、修改记录信息写入数据库，并将提交状态标志位置位，完成维护数据提交。

进一步的，所述从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，包括：

1)从数据库读取电网模型格式数据和选定的电网运行方式模型数据；

电网模型格式数据包括：潮流模型格式数据和稳定模型格式数据；

电网运行方式模型数据包括：潮流数据和稳定数据；

2)按照潮流模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的潮流模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的潮流模型据卡；

按照稳定模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的稳定模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的稳定模型据卡。

进一步的，所述根据维护权限对设备模型参数进行维护操作，包括：

1)响应于操作人员选择的要维护的设备模型，若是参数更改或者设备删除，判断用户具有的维护权限分区和所选要维护的设备模型的分区名是否一致，若不一致则提示用户重新选择本地区设备进行维护；

2)调用Web服务接口对设备模型参数进行维护操作，维护操作包括编辑模型参数、增加或删除设备模型。

本发明所达到的有益效果：本发明根据BPA模型数据格式对潮流模型数据和稳定模型数据进行解析，按照各类设备模型数据卡片格式将解析出的模型参数存入数据库；基于Web服务的分布式操作方式对BPA格式的电网模型数据进行维护以保证模型参数的一致性，且存储模型参数值时不同参数分别存储在数据库表的不同字段中，以保证进行数据参数查询时具有较高的数据库搜索效率；将当前文本形式的BPA模型数据存储在数据库中，根据设置的用户权限限定用户是否具有相应分区模型数据的维护权限，通过数据下发、修改和提交方式能够保证多人员维护情况下模型参数的一致性操作，且可有效提高数据模型参数维护效率或准确性。

附图说明

图1是本发明实施例中BPA模型参数维护系统结构示意图；

图2是本发明实施例中BPA模型参数维护方法示意图；

图3是本发明实施例中权限设置示意图；

图4是本发明实施例中模型参数更改与设备删除流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1所示，一种基于Web服务的BPA模型参数维护系统，包括：数据库服务器、用于进行模型数据读取和维护的Web服务器以及客户端；

考虑到BPA模型数据为文件型数据，不同模型卡(即BPA模型数据中设备模型对应的数据卡片)的参数个数并不一样，因此数据库选用具有较高的可靠性和吞吐性能的非关系型数据库MongoDB，所有模型卡的参数均以键值对的形式进行存储。

数据库服务器中存储的数据有：BPA格式的电网基础模型数据、BPA模型格式数据、电网运行方式数据、人员及维护权限信息。

(1)BPA格式的电网基础模型数据。该基础模型数据是网架结构最完整、电力设备最全、模型参数最新的模型数据，包括：发电机、变压器、线路等电力设备的稳态参数和动态参数，即潮流模型数据和稳定模型数据。电网基础模型数据通过将当前电网运行方式数据进行一次性导入后生成，并根据实际设备变化情况进行维护和参数更新。

(2)BPA模型格式数据。由于需要对模型数据的格式进行解析，所以除电网运行方式数据外还需存储模型格式数据，模型格式数据即BPA数据模型的卡结构。模型格式数据包括潮流模型格式数据和稳定模型格式数据，模型格式数据主要记录了不同设备模型的数据卡类型、各参数的起止位置、参数的数据类型等信息，根据模型格式数据可解析出不同电力设备的各个模型参数。格式数据主要存储卡名称字段、各参数名称字段及相应的卡起止位字段、参数格式字段等。

(3)电网运行方式数据。电网负荷水平、网架结构等发生变化后即可认为是一种运行方式，电网运行方式数据可在基础模型数据基础上生成，如调整电网负荷水平后即可存储为一种运行方式。因此，电网运行方式数据一般有多套。目前，BPA中不同电力设备模型参数是将不同参数按固定位置以文本形式保存为一行或多行文本，为提高参数的查询搜索效率，在数据库中各电力设备模型的各参数均存储为单独的数据字段。

(4)人员及维护权限信息等。存储不同地区电网维护人员的基本信息，以及人员所允许维护的电网分区名称，对于一套电网运行方式数据，维护人员是否具有某一分区内电力设备参数的维护权限可通过存储的维护权限信息进行判断。此外，操作日志也存储在数据库服务器上。

Web服务器部署用于进行BPA电网模型数据读取解析、模型参数维护、人员权限配置等操作的Web服务，Web服务是模型数据维护操作的公共接口；

电网模型数据的读取和维护操作均通过调用Web服务接口进行实现，通过调用数据维护Web服务接口可进行基础模型数据、格式数据、运行方式数据、人员权限信息的获取，以及设备的插入、删除和参数编辑操作。采用Web服务作为公共接口的方式可有效降低客户端和数据库的耦合程度，且Web服务可跨平台进行调用。

客户端人机界面主要包括基础模型数据、模型格式数据、不同运行方式数据、用户及权限信息、模型参数的查看和维护界面，以及模型数据下发和提交界面。

所述维护系统中执行以下维护方法：

通过调用Web服务接口将选定的要下发的电网运行方式模型数据和设置的维护权限写入数据库，在数据库中将数据下发标志位置位，将数据提交状态标志位复位，完成模型数据下发；

从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，根据维护权限对设备模型参数进行维护操作；

数据维护完成后调用Web服务接口，将维护人、完成时间、修改记录信息写入数据库，并将提交状态标志位置位，完成维护数据提交。

所述从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，包括：

1)从数据库读取电网模型格式数据和选定的电网运行方式模型数据；

电网模型格式数据包括：潮流模型格式数据和稳定模型格式数据；

电网运行方式模型数据包括：潮流数据和稳定数据；

2)按照潮流模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的潮流模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的潮流模型据卡；

按照稳定模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的稳定模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的稳定模型据卡。

所述根据维护权限对设备模型参数进行维护操作，包括：

1)响应于操作人员选择的要维护的设备模型，若是参数更改或者设备删除，判断用户具有的维护权限分区和所选要维护的设备模型的分区名是否一致，若不一致则提示用户重新选择本地区设备进行维护；

2)调用Web服务接口对设备模型参数进行维护操作，维护操作包括编辑模型参数、增加或删除设备模型。

实施例2：

如图2所示，一种基于Web服务的BPA模型参数维护方法，包括步骤：

步骤1，通过调用Web服务接口将管理员选定的要下发的电网运行方式模型数据、设置的维护权限、下发日期和维护截止时间写入数据库，在数据库中将数据下发标志位置位，如设置为“11”，将数据提交状态标志位复位，如设置为“00”，完成模型数据下发；

维护权限包括：维护用户信息、允许维护数据信息、允许维护的分区信息以及权限类型；

维护权限设置包括：

在客户端上设置允许模型数据维护的用户信息，用户信息包括用户名、用户角色、所属部门、联系方式等，其中用户角色包括管理员、维护人员，管理员具有全部模型参数维护权限和数据下发权限，维护人员权限根据管理员分配的模型数据分区范围确定；

设置各用户所允许进行模型参数维护的电网潮流数据、稳定数据，如设置某用户可维护基础潮流模型数据，另一用户可维护某一套运行方式数据(包括潮流数据和稳定数据)；

设置各用户所允许进行模型参数维护的电网分区，如设置某用户只可维护基础模型数据中的一个或几个分区内的模型参数。

维护权限设置主要是对维护人员所允许维护的电网模型数据范围进行限定，通过对维护人员指定模型数据及数据内的分区名实现维护人员权限设置。维护权限的数据范围包括存储的电网模型数据、格式数据和电网不同运行方式数据；权限类型包括浏览权限和维护权限，浏览即只能对数据进行查看，维护权限可对设备进行增加、删除、设备参数的编辑修改。

维护权限设置如图3所示，其中虚线表示权限关系可设定。实际中，不同操作人员的权限可配置为管理不同分区模型数据，并根据实际职责设定浏览和不同的维护权限。

步骤2，从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，根据维护权限对设备模型参数进行维护操作，并将维护操作记录记入数据库服务器中的操作日志；

维护操作记录包括：维护人员用户名、维护的数据、操作类型、操作时间信息，通过操作日志方便追溯各项维护操作；

对设备模型参数进行维护操作，包括对设备模型参数进行修改、删除，以及新增设备模型；

从数据库中读取并解析需要维护的电网运行方式模型数据，包括：

1)从数据库读取电网模型格式数据和选定的电网运行方式模型数据。

电网模型格式数据包括：潮流模型格式数据和稳定模型格式数据；

电网运行方式模型数据包括：潮流数据和稳定数据；

对于不同类型的设备模型数据，均在内存中构建统一的设备模型结构体，将接收到的模型数据参数值赋给模型结构体相应的成员变量。模型结构体的成员变量主要包括编号(id)、节点电压、节点名、卡类型、卡名称、多个参数。其中，模型数据参数在数据库中以键值对的形式进行存储，且每一条记录均具有一个唯一的编号(id)，该编号既表示模型数据卡的唯一性，又表示该数据卡在整个模型数据中的位置。

2)按照潮流模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的潮流模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的潮流模型据卡；

按照稳定模型格式数据中不同数据卡的各个参数起止位置，对选定运行方式模型数据中各设备的稳定模型参数进行字符串拼接，生成相应设备字符串形式的稳定模型据卡；

数据卡字符串拼接过程均先将数据转换为系统默认编码形式的字节型数据，然后按参数格式中参数的起止字节位置对数据字节进行截取或拼接，之后再将字节数组转化为相应的字符串，即所截取的参数值或所拼接的字符串形式的模型数据卡。

模型数据的参数解析和数据卡拼接是数据维护的基础，以潮流模型数据PQ节点(提供有功、无功的节点)的解析为例，可根据如表1所示的模型格式，通过字符串解析得到各项参数值。其中，数据类型中的“A”代表文本，“F”代表浮点型数据。

表1 PQ节点卡的数据格式

如图4所示，根据维护权限对设备模型参数进行维护操作，包括步骤：

1)响应于操作人员选择的要维护的设备模型，若是参数更改或者设备删除，判断用户具有的维护权限分区和所选要维护的设备模型的分区名是否一致，若不一致则提示用户重新选择本地区设备进行维护；

潮流数据中的设备模型主要包括母线节点、线路、变压器等，稳定数据中的设备模型主要包括发电机动态参数、线路和变压器等的零序模型参数。

2)，通过调用Web服务接口对设备模型参数进行维护操作，维护操作包括编辑模型参数、增加或删除设备模型。

某一电网可划分为多个不同地区，不同地区的设备模型以不同的分区名称进行划分。根据操作人员权限，不同地区的工作人员只能编辑和删除其所管辖地区电网中的模型参数或设备，非本地区负责人员不允许编辑和删除其他地区的模型参数和设备。新增设备时的操作流程与参数更改和设备删除类似，所不同的是在新增设备前无需判断设备分区名，而是插入设备时直接标记出本地区分区名称。

步骤3，数据维护完成后调用Web服务接口，将维护人、完成时间、修改记录信息一并写入数据库，并将提交状态标志位置位，如设置为“10”，完成维护数据提交。

另外，每个客户端还可以实现：生成BPA电网模型数据文件：

将数据库中存储的电网运行方式潮流模型数据、稳定模型数据导出成文本形式数据，即生成电网运行方式模型数据文件。其中，各模型数据在文本中的位置根据数据卡结构体中的编号(id)确定。生成的模型数据可用PSD-BPA桌面工具进行模型参数编辑，并可用于进行电网潮流、稳定的计算分析。

本发明根据BPA模型数据格式对潮流模型数据和稳定模型数据进行解析，按照各类设备模型数据卡片格式将解析出的模型参数存入数据库；基于Web服务的分布式操作方式对BPA格式的电网模型数据进行维护以保证模型参数的一致性，且存储模型参数值时不同参数分别存储在数据库表的不同字段中，以保证进行数据参数查询时具有较高的数据库搜索效率；将当前文本形式的BPA模型数据存储在数据库中，根据设置的用户权限限定用户是否具有相应分区模型数据的维护权限，通过数据下发、修改和提交方式能够保证多人员维护情况下模型参数的一致性操作，且可有效提高数据模型参数维护效率或准确性。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。