一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体为一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法。

背景技术

当前，变电站监控系统通常是多机系统，根据主机节点的功能角色定位包括监控主机、综合应用主机、操作员工作站等，根据《DL/T 1403-2015 智能变电站监控系统技术规范》要求，220kV及以上电压等级变电站监控系统监控主机及综合应用主机应采用双机配置，110kV（66kV）及以下电压等级变电站监控主机及综合应用主机采用单机配置。

为保障变电站监控系统的实时性，通常采用分布式实时数据库技术，而实时数据库数据多节点一致，是监控系统可靠可用的基础。当前，为保障个节点主机实时数据库的数据一致性，大多采用各节点主机分别独立采集的方法，由于系统各节点数据采集与处理要交不尽相同，因此，数据一致性难以得到保障。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有变电站监控系统中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法，实现整个监控系统各节点机数据的完全一致，为变电站监控系统多机间的数据一致性提供保障。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法，具体步骤如下：

背景数据同步：

S1、根据变电站监控系统多机节点配置，采用多机选举的方法，选择出主机节点和备机节点；

S2、主机节点通过第一数据通道向其它备机节点同步实时数据库初始化的背景数据；

变化数据同步：

S3、主机节点采集变电站内其他间隔层、过程层系统的实时数据，并将采集到的实时数据写入本机实时数据库，并判断实时数据是否有变化；

S4、主机节点将变化数据通知主机数据同步组件进行数据同步，且专用数据同步组件将待同步数据拷贝到同步列表中；

S5、主机数据同步组件将同步列表中的数据通过第二数据通道同步到其他备机节点；

S6、备机节点的数据同步组件的将接收的变化数据写入本节点数据库实现整个监控系统各节点机数据的完全一致。

作为本发明所述的一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的一种优选方案，其中，所述主备机的选举通过专用的物理通道进行管理系统信息的同步实现，选举算法通过节点机在列表中的排序、主机的角色、主机负载等进行综合计算而来，选举计算出系统中的主、备机。

作为本发明所述的一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的一种优选方案，其中，所述背景数据包括节点间的心跳报文信息、主备机选举报文信息。

作为本发明所述的一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的一种优选方案，其中，所述步骤S5中，主机数据同步组件通过可靠组播或者单播方式将数据同步到其他备机节点。

作为本发明所述的一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的一种优选方案，其中，所述步骤S4中，主机通过管理信息通道对同步的机器列表信息进行实时计算并更新。

作为本发明所述的一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的一种优选方案，其中，前提配置条件：每个节点均有选举机器列表、实时发现机器列表、是否主机等属性，其中，每台机器的选举列表中有配置有所有的机器名；

系统运行后，每台机器均设置本机为主机，并根据本机的选举机器列表通过管理信息通道向其他机器定时5秒发送包含本机实时发现机器列表信息和主机状态的组播报文，其他机器收到报文后，将发送报文中的主机信息加入到本机的实时发现主机列表中；同时，根据选举机器列表中的机器顺序，修改本机的状态；

每台机器实时计算本机的负载，连续两小时cpu负载超过50%，即将本机的状态设置为备机；

系统中所有节点连续3次不能收到某个几点的组播报文，即认为该节点掉线，需从本机的实时发现机器列表中将该节点移除；

系统所有备机连续三次未收到主机的心跳报文，即将本机状态置为主机，并向其他机器发送组播报文。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明将变电监控多机系统的实时库数据同步拆分为第一阶段的背景数据同步和第二阶段的变化数据同步两个过程，同时将多机间同步的信息分为管理协同信息和数据信息两类，并在背景数据同步阶段，首先根据变电站监控系统多机节点配置，采用多机选举的方法，选择出主机节点和备机节点，主机节点首先向其它备机节点同步实时数据库初始化的背景数据，保证各机器节点实时数据库初始数据一致；在变化数据同步阶段，由主机节点统一进行实时数据采用，主机节点将采集到的实时数据写入本机实时数据库，同时将变化数据通知专用数据同步组件，专用数据同步组件将待同步数据拷贝到同步列表中，再通过可靠组播或者单播方式将数据同步到到其他备机节点，从而实现整个监控系统各节点机数据的完全一致，克服了传统变电站监控系统数据一致性难以得到保障的缺陷，为变电站监控系统多机运行的可靠可用提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的流程图；

图2为本发明一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据的同步系统的拓扑图；

图3为本发明一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据通过不同的数据通道进行传输的拓扑图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法，实现整个监控系统各节点机数据的完全一致，为变电站监控系统多机运行的可靠可用提供保障。

图1示出的是本发明一种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法的流程图，请参阅图1，该种变电站监控系统分布式实时数据库二阶数据同步方法，包括第一阶段的背景数据同步和第二阶段的变化数据同步两个过程，同时将多机间同步的信息分为管理协同信息和数据信息两类，管理协同信息用于多机的主备选举及节点列表的管理，数据信息主要用于同步业务数据，管理协同信息和数据信息分别通过不同的物理通道进行同步。

具体步骤如下：

背景数据同步：

S1、根据变电站监控系统多机节点配置，采用多机选举的方法，选择出主机节点和备机节点，具体的，所述主备机的选举通过专用的物理通道进行管理系统信息的同步实现，选举算法通过主机在列表中的排序、主机的角色、主机负载等进行综合加权计算而来，加权计算分值最高即为主机，具体的，以3台节点为例，前提配置条件：每个节点均有选举机器列表、实时发现机器列表、是否主机等属性。其中，每台机器的选举列表中有配置有所有的机器名，比如一共有3台机器节点，节点名分别为sac1、sac2、sac3，则每个节点选举机器列表属性的初始化值均为：sac1，sac2，sac3。实时发现机器列表的初始值只有本机名，比如sac1的实时发现机器列表属性的初始值为sac1，sac2的实时发现机器列表属性的初始值为sac2，sac3的实时发现机器列表属性的初始值为sac3，系统运行后实时发现机器列表的值会动态改变，当机器收到其他机器发送的心跳报，会报对方机器名加到本机的实时机器列表属性中，系统运行后，每台机器均设置本机为主机，并根据本机的选举机器列表通过管理信息通道向其他机器定时5秒发送包含本机实时发现机器列表信息和主机状态的组播报文，其他机器收到报文后，将发送报文中的主机信息加入到本机的实时发现主机列表中；同时，根据选举机器列表中的机器顺序，修改本机的状态。如，当sac2初始化为主机，当收到sac1的心跳报文，且sac1为主，由于sac2的选取机器列表中sac1优先级高于sac2（即sac1在sac2之前），sac2需将主机状态改为备机，同时向其他机器发送组播报文，每台机器实时计算本机的负载，连续两小时（阈值可配置）cpu负载超过50%（域值可配置），即将本机的状态设置为备机，系统中所有节点连续3次不能收到某个几点的组播报文，即认为该节点掉线，需从本机的实时发现机器列表中将该节点移除，系统所有备机连续三次未收到主机的心跳报文，即将本机状态置为主机，并向其他机器发送组播报文。

S2、主机节点通过第一数据通道向其它备机节点同步实时数据库初始化的背景数据，背景数据即为上述的管理协同信息，在本实施方式中，背景数据包括节点间的心跳报文信息、主备机选举报文信息。

变化数据同步：

S3、主机节点采集变电站内其他间隔层、过程层系统的实时数据，并将采集到的实时数据写入本机实时数据库，并判断实时数据是否有变化；

S4、主机节点将变化数据通知主机数据同步组件进行数据同步，且专用数据同步组件将待同步数据拷贝到同步列表中，同时，主机通过管理信息通道对同步的机器列表信息进行实时计算并更新。

S5、主机数据同步组件将同步列表中的数据通过第二数据通道同步到其他备机节点；具体的，主机数据同步组件通过可靠组播或者单播方式将数据同步到其他备机节点。

S6、备机节点的数据同步组件的将接收的变化数据写入本节点数据库实现整个监控系统各节点机数据的完全一致。

如图2所示，背景同步一般在系统初始化阶段完成，在系统初始化时，多机监控系统选举出一个主机，然后其他节点以主机节点数据为准，同步主机数据，该阶段由于各节点的数据差别大，同步的数据量较大，在该段时间内，系统各节点数据不一致，而且由于同步的数据量大，不一致的时间也相对较长；系统初始化完成后，系统各节点的数据保持在一个相同断面上，系统进入运行阶段，同时数据同步也进入到实时数据同步阶段，此时，系统的采集节点采集到新的变化的数据，通过主机节点分发到其他节点，由于系统正常运行过程中，变化数据量不大，因此在实时数据同步阶段，时间非常端，保证了运行过程中系统各节点数据的高度一致性。

在系统初始化及运行过程中，将系统节点间通信信息分为管理协同信息和普通数据信息，管理系统信息主要包括节点间的心跳报文信息、主备机选举报文信息，普通数据信息即系统运行时，采集的变化数据信息，如如图3所示，本发明将系统的管理系统信息和普通数据信息分别采用不同的数据通道进行传输，保障了在初始化等过程中，系统数据量较大是，不同类型数据间的相互影响，能有效解决由于管理系统信息丢失或者延时过大而导致的系统的主备切换震荡问题。

综上，本发明将变电监控多机系统的实时库数据同步拆分为第一阶段的背景数据同步和第二阶段的变化数据同步两个过程，同时将多机间同步的信息分为管理协同信息和数据信息两类，并在背景数据同步阶段，首先根据变电站监控系统多机节点配置，采用多机选举的方法，选择出主机节点和备机节点，主机节点首先向其它备机节点同步实时数据库初始化的背景数据，保证各机器节点实时数据库初始数据一致；在变化数据同步阶段，由主机节点统一进行实时数据采用，主机节点将采集到的实时数据写入本机实时数据库，同时将变化数据通知专用数据同步组件，专用数据同步组件将待同步数据拷贝到同步列表中，再通过可靠组播或者单播方式将数据同步到到其他备机节点，从而实现整个监控系统各节点机数据的完全一致，克服了传统变电站监控系统数据一致性难以得到保障的缺陷，为变电站监控系统多机运行的可靠可用提供保障。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。