一种微电网状态数据监控系统及方法

技术领域

本发明涉及微电网状态监控技术领域，具体涉及一种微电网状态数据监控系统及方法。

背景技术

电网就是电力系统，其基本构成元素有电源、传输网络和负荷。微电网是相对大电网而言的，其不同之处在于大电网是大火电、大水电、大核电和大新能源，传输网络有特高压、超高压、中压和低压；而微电网是一种可将各种分布式电源组合起来同主电网并网或孤立运行的低压电网，微电网利用可再生能源和分布式能源系统，减少对传统能源的依赖，实现了对可持续能源的利用，分布式电源可以包括如太阳能发电、风力发电、燃气轮机、储能装置等设备。

现有的微电网监控主要采用传统的网络监控组网方式，利用本地服务器进行数据存储和本地计算，随着大数据技术的发展以及微电网运行控制技术的升级，本地服务器的数据需要上云端进行进一步的管理，多个本地服务器与云端通信或客户端访问本地服务器时，通过开放IP地址的方式进行通信。

多个本地服务器通信时，存在IP地址相互冲突，IP地址有冲突后，请求的报文传输可能会发送到外部网络中，导致请求包丢失，进而得不到正确的响应，得不到预期结果。

发明内容

针对多个本地服务器通信时，存在IP地址相互冲突的问题，本发明提供一种微电网状态数据监控系统及方法。

第一方面，本发明技术方案提供一种微电网状态监控数据管理系统，包括设置在微电网中用于采集微电网状态数据的数据采集单元、本地服务器和云服务端；

每个微电网中所有的数据采集单元连接一个本地服务器，数据采集单元将采集的微电网状态数据存储到本地服务器；

该系统还包括网络连接管理端，网络连接管理端的配置文件中维护有IP地址；每个本地服务器均安装有服务程序；

本地服务器通过服务程序发起与网络连接管理端通信的请求，网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路；本地服务器定时将微电网状态数据通过建立的通讯链路上传给云服务端。

作为本发明技术方案的进一步限定，网络连接管理端，用于将配置的请求出口IP地址与本地服务器的网络配置进行比较判断是否存在IP冲突；若无IP冲突，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端。

作为本发明技术方案的进一步限定，网络连接管理端，还用于若存在IP冲突，获取网络配置中未被使用的IP地址添加到网络连接管理端的配置文件中并初始化加载配置策略，用新添加的IP地址配置请求出口IP地址。

作为本发明技术方案的进一步限定，云服务端，用于基于预设的微电网状态数据采集机制生成微电网状态数据采集指令，转发至网络连接管理端；

网络连接管理端，用于将接收到的状态数据采集指令广播给连接的所有本地服务器；

本地服务器，用于对接收到的状态数据采集指令进行解析判断需要获取自身所在的微电网状态数据时，将状态数据采集指令转发给对应的数据采集单元并将接收到的数据采集单元基于数据采集指令的采集数据通过通讯链路上传至云服务端。

作为本发明技术方案的进一步限定，数据采集单元，用于定时或接收到状态数据采集指令时采集微电网的状态数据并将采集的数据存储到本地服务器；

本地服务器，用于按照设定的格式转换标准，对接收到的微电网状态数据进行格式转换，将转换后的微电网状态数据定时或基于状态数据采集指令发送给云服务端。

作为本发明技术方案的进一步限定，云服务端，还用于接收客户端的注册信息并将注册通过的客户端的身份认证信息通过网络连接管理端广播给所有本地服务器；

本地服务器，用于接收客户端的访问请求，根据广播接收到的身份认证信息对客户端进行身份认证，认证通过后，判断是否请求自身服务器数据，若是，授权访问权限；若否，将访问请求转发至云服务端；认证失败后，输出客户端不可信提示信息。

作为本发明技术方案的进一步限定，云服务端响应访问请求并将响应内容按照原链路返回给网络连接管理端，网络连接管理端将响应内容传输给转发访问请求的本地服务器。

第二方面，本发明技术方案提供一种应用于第一方面所述系统的微电网状态监控数据管理方法，包括如下步骤：

本地服务器通过服务程序发起与网络连接管理端通信的请求；

网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端建立本地服务器与云服务端的通讯链路；

云服务端基于预设的微电网状态数据采集机制生成微电网状态数据采集指令，转发至网络连接管理端；

网络连接管理端将接收到的状态数据采集指令广播给连接的所有本地服务器；

本地服务器对接收到的状态数据采集指令进行解析判断需要获取自身所在的微电网状态数据时，将状态数据采集指令转发给对应的数据采集单元并将接收到的数据采集单元基于数据采集指令的采集数据通过通讯链路上传至云服务端。

作为本发明技术方案的进一步限定，网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路的步骤包括：

网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP；

将配置的请求出口IP地址与本地服务器的网络配置进行比较；

判断是否存在IP冲突；

若无IP冲突，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路；

若存在IP冲突，获取网络配置中未被使用的IP地址添加到网络连接管理端的配置文件中并初始化加载配置策略，用新添加的IP地址配置请求出口IP地址，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路。

作为本发明技术方案的进一步限定，该方法还包括：

云服务端接收客户端的注册信息并将注册通过的客户端的身份认证信息通过网络连接管理端广播给所有本地服务器；

本地服务器接收客户端的访问请求，根据广播接收到的身份认证信息对客户端进行身份认证；

认证通过后，判断是否请求自身服务器数据，若是，授权访问权限；若否，将访问请求转发至云服务端；

云服务端响应访问请求并将响应内容按照原链路返回给网络连接管理端，网络连接管理端将响应内容传输给转发访问请求的本地服务器；

认证失败后，输出客户端不可信提示信息。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：通过指定请求的出口IP地址来指定请求的通讯链路，保障了传输的可靠性；避免了IP冲突场景。

预设微电网状态数据统一的格式转换标准将不同状态数据进行统一格式转换，然后上传至云服务端，提高监控效率，数据格式统一以便及时进行问题排查。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的系统的示意性框图。

图2是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种微电网状态监控数据管理系统，包括设置在微电网中用于采集微电网状态数据的数据采集单元、本地服务器和云服务端；

每个微电网中所有的数据采集单元连接一个本地服务器，数据采集单元将采集的微电网状态数据存储到本地服务器；

该系统还包括网络连接管理端，网络连接管理端的配置文件中维护有IP地址；每个本地服务器均安装有服务程序；

本地服务器通过服务程序发起与网络连接管理端通信的请求，网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路；本地服务器定时将微电网状态数据通过建立的通讯链路上传给云服务端。

具体的管理过程如下：

本地服务器通过服务程序发起与网络连接管理端通信的请求；网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端建立本地服务器与云服务端的通讯链路；云服务端基于预设的微电网状态数据采集机制生成微电网状态数据采集指令，转发至网络连接管理端；网络连接管理端将接收到的状态数据采集指令广播给连接的所有本地服务器；本地服务器对接收到的状态数据采集指令进行解析判断需要获取自身所在的微电网状态数据时，将状态数据采集指令转发给对应的数据采集单元并将接收到的数据采集单元基于数据采集指令的采集数据通过通讯链路上传至云服务端。

在有些事实例中，网络连接管理端，用于将配置的请求出口IP地址与本地服务器的网络配置进行比较判断是否存在IP冲突；若无IP冲突，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端。若存在IP冲突，获取网络配置中未被使用的IP地址添加到网络连接管理端的配置文件中并初始化加载配置策略，用新添加的IP地址配置请求出口IP地址。

在有些事实例中，云服务端，用于基于预设的微电网状态数据采集机制生成微电网状态数据采集指令，转发至网络连接管理端；

网络连接管理端，用于将接收到的状态数据采集指令广播给连接的所有本地服务器；

本地服务器，用于对接收到的状态数据采集指令进行解析判断需要获取自身所在的微电网状态数据时，将状态数据采集指令转发给对应的数据采集单元并将接收到的数据采集单元基于数据采集指令的采集数据通过通讯链路上传至云服务端。

在有些事实例中，数据采集单元，用于定时或接收到状态数据采集指令时采集微电网的状态数据并将采集的数据存储到本地服务器；

本地服务器，用于按照设定的格式转换标准，对接收到的微电网状态数据进行格式转换，将转换后的微电网状态数据定时或基于状态数据采集指令发送给云服务端。云服务端响应访问请求并将响应内容按照原链路返回给网络连接管理端，网络连接管理端将响应内容传输给转发访问请求的本地服务器。

本发明实施例中通过云服务端进行数据的分析，收集各个本地服务器发送的微电网状态数据，以便同时监控多个不同业务微电网是否存在异常。本申请通过定义状态数据统一的格式转换标准和采集方式，可将不同状态数据进行统一格式转换，然后上传至云服务端进行统一异常分析监控，方便数据解读，进而实现对各个状态统一实时监控的目的，提高监控效率，能够及时发现出现异常的微电网，以便及时进行问题排查。

在有些事实例中，云服务端，还用于接收客户端的注册信息并将注册通过的客户端的身份认证信息通过网络连接管理端广播给所有本地服务器；

本地服务器，用于接收客户端的访问请求，根据广播接收到的身份认证信息对客户端进行身份认证，认证通过后，判断是否请求自身服务器数据，若是，授权访问权限；若否，将访问请求转发至云服务端；认证失败后，输出客户端不可信提示信息。本地服务器和云服务器存储的数据用户可以通过客户端进行访问，在这里进行访问时，客户端只需要跟本地服务器通信，本地服务器首先需要进行客户端的身份认证，认证通过后，判断客户端访问的数据是否存在，不存在时将访问请求转发至云服务端，本地服务器作为边缘设备处理访问请求，云服务器作为集中管理设备进行数据的计算处理，节省访问的时间。

如图2所示，本发明实施例提供一种应用于上述实施例所述系统的微电网状态监控数据管理方法，包括如下步骤：

步骤1：本地服务器通过服务程序发起与网络连接管理端通信的请求；

步骤2：网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端建立本地服务器与云服务端的通讯链路；

步骤3：云服务端基于预设的微电网状态数据采集机制生成微电网状态数据采集指令，转发至网络连接管理端；

步骤4：网络连接管理端将接收到的状态数据采集指令广播给连接的所有本地服务器；

步骤5：本地服务器对接收到的状态数据采集指令进行解析判断需要获取自身所在的微电网状态数据时，将状态数据采集指令转发给对应的数据采集单元并将接收到的数据采集单元基于数据采集指令的采集数据通过通讯链路上传至云服务端。

在有些实施例中，网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路的步骤包括：

步骤21：网络连接管理端接收到请求后从配置文件中获取IP地址并用获取的IP地址配置请求出口的IP；

步骤22：将配置的请求出口IP地址与本地服务器的网络配置进行比较；

步骤23：判断是否存在IP冲突；

若无IP冲突，执行步骤24；若存在IP冲突，执行步骤25；

步骤24：在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路；

步骤25：获取网络配置中未被使用的IP地址添加到网络连接管理端的配置文件中并初始化加载配置策略，用新添加的IP地址配置请求出口IP地址，在网络连接管理端内部将接收到的请求通过配置的请求出口IP地址转发到云服务端，建立本地服务器与云服务端的通讯链路。

在有些实施例中，该方法还包括：

云服务端接收客户端的注册信息并将注册通过的客户端的身份认证信息通过网络连接管理端广播给所有本地服务器；

本地服务器接收客户端的访问请求，根据广播接收到的身份认证信息对客户端进行身份认证；

认证通过后，判断是否请求自身服务器数据，若是，授权访问权限；若否，将访问请求转发至云服务端；

云服务端响应访问请求并将响应内容按照原链路返回给网络连接管理端，网络连接管理端将响应内容传输给转发访问请求的本地服务器；

认证失败后，输出客户端不可信提示信息。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明提供的微电网状态监控数据管理方法的实施例，与上述各实施例的微电网状态监控数据管理系统属于同一个发明构思，在微电网状态监控数据管理方法的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述微电网状态监控数据管理系统的实施例。

微电网状态监控数据管理方法是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属技术领域的技术人员能够理解，微电网状态监控数据管理方法各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。