[发明专利]一种基于云计算技术的继电保护定值整定计算架构及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域的电力系统继电保护定值整定的方法，尤其涉及基于云计算技术的继电保护定值整定计算的实现方法。

背景技术

近年来，由于电力系统的互联规模在不断扩大、结构日趋复杂，继电保护定值整定计算任务需要处理的计算数据量也不断的增加。而不断增加的数据量对系统的数据处理能力提出了更高的要求。传统的继电保护整定计算系统由于受到系统架构的限制，其所能调动的计算资源有限，在进行数据量较大的计算任务时所表现出来的性能缺陷越来越明显。

传统的继电保护定值整定计算方法都是采用标准的用户端/服务器(简称C/S)架构来实现，即在性能较好的服务器端安装商用数据库服务器软件，负责数据的存储；用户的用户端安装继电保护定值整定程序。整定程序运行时，作为用户端从服务器端的商用数据库中读取整定计算和短路电流计算所需的各种数据，而随后所有的整定计算工作都是在用户端完成，用户端在计算任务完成后把计算结果数据写入服务器端数据库。传统整定计算系统的架构如图1，采用该用户端/服务器(C/S)架构的系统存在如下问题：

(1)用户端处理大数据时计算响应速度慢。由于所有的计算任务均在用户端上进行，受限于用户端硬件性能有限，当完成整定计算过程中计算量较大的任务时，例如分支系数计算、极限值计算等任务，用户端会陷入“假死”状态，即用户端所有的资源均被计算任务耗尽，无法再响应用户的其他操作请求。这种情况有时可能持续数个小时，期间用户的工作因无法使用计算机而大受影响，整个整定系统的用户体验很差。

(2)服务器与用户端是一对多的关系。一台服务器直接面对所有用户端，所有的数据交互都通过网络实现，当服务器端和用户端出现频繁的数据交互，尤其是当多个用户端同时与服务器进行交互时，容易造成数据库接口的相应缓慢。而且随着用户端数量的增加，由于数据库接口的原因，服务器上商用数据库的查询和写入响应速度会越来越慢。

(3)服务器硬件资源的利用率低。通常的服务器相比用户端拥有更多的CPU和高速内存，其计算能力远胜于用户端工作站。而传统用户端/服务器架构的继电保护定值整定计算系统仅把服务器用来安装商用数据库做数据管理工作，使具有优越计算性能的硬件资源遭到了闲置,造成了服务器硬件性能的巨大浪费。

(4)操作系统的安全性问题。现有整定软件服务器端采用的都是windows操作系统，容易受到病毒和木马的威胁，进而导致保护定值整定系统的安全性和可靠性无法保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种基于云计算技术的继电保护定值整定计算的实现方法。其目的在于针对整定计算的计算数据量不断提高的特点，提供一种更加高效率、便捷的数据处理方案。

云计算技术是现代计算机信息领域发展的前沿技术，云是指网络，云计算是指一种计算模式，该模式利用网络，使用虚拟化资源的技术手段将所有的硬件资源整合到一起，将云端上的信息数据资源和任务处理进行统一的管理和调度。采用基于云计算技术的继电保护定值整定计算方法具有如下的特点：

(1)强大的计算处理能力和存储性能。云计算技术将计算任务和数据资源分布到网络中大量的计算机节点上，云中大量的计算资源可提供强大的计算性能，能够更加快速高效的处理大规模、结构复杂的电网数据。

(2)可扩展性和经济性。由于云计算技术可以整合不同类型的计算设备，因此基于云计算技术的系统在需要时可以方便和快速按照需求进行扩展，而且进行扩展时也只是在现有的硬件资源的基础上增加新的设备，不需要像传统的继电保护定值整定计算系统升级那样更换所有的设备，节约了升级成本。

(3)可靠性。云计算技术，它将所有硬件设备的各种硬件资源全面整合到一起、构建起一个共享的、可按需分配的强大的内部资源池，当硬件层面上某台硬件设备发生故障时，云计算技术依然可以迅速的利用资源池中的冗余资源完成原有故障设备的任务，系统可以继续正常运行，因此基于云计算技术的继电保护整定计算系统具有更强大的可靠性。

本发明基于云计算技术进行系统架构设计，将定值整定过程中涉及到的数据密集型计算任务交由云端负责完成，可以显著提高继电保护定值整定的计算速度，具体的实现方案如下：

一种基于云计算计算的继电保护定值整定计算架构,包括云端和用户端两部分。云端由多台服务器组成，包括计算任务模块和管理模块，用户端由多台工作站组成，包括预处理模块。

所述预处理模块，用以依据数据查询结果判断向云端提交“用户端提交任务”的任务条件是否满足，如果满足，则向云端提交该任务。