一种针对分布式电源的多元数据交换系统及方法与流程

1.本发明涉及一种针对分布式电源的多元数据交换系统及方法，属于调度自动化技术领域。


背景技术：

2.现阶段大量的分布式电源接入到配电网中，把配电网由一个单向传输的网络变成了一个双向传输的网络，为了保证电网的稳定，就需要对分布式电源进行相应的调度控制，其中主要包括收集分布式电源发电数据、调节分布式电源发电功率、控制分布式电源并网/离网等。
3.依据gb/t 33593-2017《分布式电源并网技术要求》中规定，国内主要分布式电源分为3个电压等级，分别为35kv电压等级、10(6)kv电压等级以及380v电压等级，其中380v电压等级的所有分布式电源以及部分10(6)kv电压等级分布式电源并不直接接入到调度自动化系统，因此调度自动化系统无法直接获取这部分终端的发电信息以及直接进行调度指令的下发。
4.现阶段针对分布式电源数据采集方式主要有以下几种：(1)调度数据网直采，(2)专用光纤接入相邻变电站调度数据网直采，(3)光纤延伸方式采集，(4)营销用采系统转发，(5)通过第三方数据供应商实现数据采集，(6)新型台区智能融合终端采集转发。前三种数据采集方式均需要接入到数据调度网络，调度自动化系统能够直接对这些分布式电源进行数据采集以及调度指令下发，但是由于需要专用网络，导致成本较高。后三种数据采集方式通过其他系统进行数据转发，实现与调度自动化系统之间通信，但未规定调度自动化与这些系统之间如何进行通信。现有方案大多关注点在如何对分布式电源进行数据采集、管理上，对于调度自动化系统如何对分布式电源进行管理则没有太多研究。
5.现阶段分布式电源的数据大多数接入到配电自动化、用采系统中，现有方案对于配电自动化、用采系统与调度自动化系统如何进行数据交互并没有定义。另外现阶段电力专用横向隔离装置主要关注点还是在生产控制区与信息管理大区之间安全防护方面上，两个大区之间系统如何进行便捷数据交换并没有在考虑范围之内，随着电力系统内部之间数据交互越来越频繁，现有横向隔离装置的数据交换方式显得越发复杂。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种针对分布式电源的多元数据交换系统及方法，该系统能够在调度自动化系统与其他系统之间安全、高效交换分布式电源相关数据信息，减少相关系统改造工作，实现调度自动化系统对分布式电源的可视、可侧、可控、可调。
7.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.本发明一方面提供一种针对分布式电源的多元数据交换系统，用于生产控制区内需要进行信息交互的系统与信息管理大区内需要进行信息交互的系统之间进行信息交互；所述分布式电源接入所述信息管理大区内需要进行信息交互的系统；
9.所述多元数据交换系统包括：
10.虚拟接口模块，用于提供对外交互的虚拟api接口，获取订阅数据；所述订阅数据包括所述分布式电源的数据；
11.协议处理模块，用于对获取的订阅数据进行协议解析、业务数据提取和聚合，并发送至数据交互模块；以及用于对数据交互模块传输过来的e文本解析后提取的业务数据进行协议重封装，并发送至数据分发模块；
12.数据交互模块，用于将协议处理模块传输过来的业务数据转换成e文本，并将转换后的e文本发送至对侧大区的多元数据交换系统；以及，用于接收对侧大区的多元数据交换系统发送的e文本进行解析提取业务数据，并发送至协议处理模块；
13.数据分发模块，用于将协议处理模块传输的数据分发给订阅方。
14.进一步的，所述多元数据交换系统内配置高级消息队列协议代理；
15.数据接收方配置高级消息队列协议客户端，与所述多元数据交换系统的高级消息队列协议代理进行数据交互；所述数据接收方是指数据交换过程中，所述生产控制区和信息管理大区内接收数据的系统。
16.进一步的，所述虚拟接口模块包括：
17.接口注册组件：用于将接口注册到本侧大区的多元数据交换系统中；
18.接口发布组件：用于将注册接口发布到对侧大区的多元数据交换系统中；
19.接口生命周期管理组件：用于对已经发布的注册接口进行生命周期管理；
20.白名单/黑名单组件：用于通过白名单/黑名单技术显示访问的ip和人员；
21.认证管理组件：用于对与已经发布的注册接口之间的通信进行认证。
22.进一步的，所述协议处理模块包括协议处理组件和数据处理组件，
23.所述协议处理组件包括：
24.协议解析组件，用于对获取的数据进行协议解析，并将解析后的数据流转到数据处理组件；
25.协议封装组件，用于将数据交互模块传输过来的e文本解析后提取的业务数据进行协议重封装，并发送至数据分发模块；
26.所述数据处理组件包括：
27.数据提取组件，用于对协议解析组件流转过来的数据进行数据提取操作，提取业务数据；
28.数据合规组件，用于对提取的业务数据进行合规检查；
29.特殊字符转换组件，用于对提取的业务数据进行特殊字符转换操作；
30.大小写转换组件，用于对提取的业务数据进行大小写转换操作；
31.数据聚合组件，用于将提取的多源业务数据聚合成一条数据，并发送至数据交互模块。
32.进一步的，所述数据交互模块包括：
33.e文本生成模块，用于将协议处理模块传输过来的数据封装成e文本，并传输至数据发送模块；
34.e文本解析模块，用于提取e文本中的业务数据，并发送至协议处理模块；
35.数据发送模块，用于将e文本发送到对侧大区的多元数据交换系统；
36.数据接收模块，用于接收对侧大区的多元数据交换系统发送过来的e文本，并传输至e文本解析模块。
37.进一步的，所述信息管理大区的多元数据交换系统的数据交互模块包含反向发送端以及正向接收端，具体用于，
38.接收信息管理大区内的系统发送的数据，通过反向发送端将数据发送到生产控制区的多元数据交换系统；
39.通过正向接收端接收生产控制区发送过来的数据，并发送到信息管理大区内的相应系统；
40.所述生产控制区的多元数据交换系统的数据交互模块包括正向发送端以及反向接收端，具体用于，
41.接收生产控制区内的系统发送的数据，通过正向发送端将数据发送到信息管理大区的多元数据交换系统；
42.通过反向接收端接收信息管理大区发送过来的数据，并发送到生产控制区内相应系统。
43.进一步的，所述e文本生成模块具体用于，
44.对于管理数据，使用cim-e的无结构数据生成管理数据e文本；
45.对于业务数据，采用标准e文件格式生成业务数据e文本。
46.所述管理数据是指，所述多元数据交换系统自身产生的，用于两个多元数据交换系统之间进行配置同步的数据。
47.进一步的，所述数据分发模块具体用于，
48.采用订阅机制进行数据分发，通过高级消息队列协议将需要交互的数据发送给订阅数据的系统。
49.本发明第二方面提供一种多元数据交换方法，采用前述的针对分布式电源数据的多元数据交换系统实现，所述方法包括：
50.根据业务需求调用虚拟api接口，发送订阅数据至数据发送方所在大区的多元数据交换系统；
51.对接收到的数据进行协议解析，提取其中的业务数据并封装成e文本，并发送到至数据接收方所在大区的多元数据交换系统；
52.对接收到的e文本进行解析提取业务数据并识别数据归属系统，以及对提取的业务数据基于所识别的数据归属系统的协议进行协议重组，并分发至数据接收方即订阅方；
53.通过数据接收方对接收到的数据进行响应，生成数据响应消息发送至所在大区的多元数据交换系统；
54.将数据响应消息封装成e文本并发送至数据发送方所在大区的多元数据交换系统；
55.对接收到的e文本进行解析得到数据响应消息并识别数据归属系统；
56.通过调用虚拟api接口将响应消息发送至数据发送方。
57.进一步的，进行数据交换前，预先对需要交互的数据进行接口注册，包括：
58.获取需要交互的数据信息，包括数据内容、数据类型和所支持的协议；
59.通过虚拟接口模块的接口注册模块进行接口注册；
60.通过接口发布模块对已经注册完成的接口进行接口发布；
61.调用接口生命周期管理模块基于容器技术生成虚拟api接口。
62.进一步的，所述进行接口注册，包括：
63.定义需要交互的数据类型、接口的安全策略以及接口模板。
64.进一步的，所述对已经注册完成的接口进行接口发布，包括：
65.将注册完成的接口信息通过数据交互模块生成管理数据e文本；
66.将管理数据e文本发送到对侧大区的多元数据交换系统；
67.对接收到的管理数据e文本进行解析，得到注册接口信息并发布，并将接口状态更改为发布状态。
68.进一步的，所述数据发送方、数据接收方与多元数据交换系统进行通信均使用加密隧道。
69.本发明第三方面提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据前述的方法中的任一方法。
70.本发明第四方面提供一种计算设备，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据前述的方法中的任一方法的指令。
71.本发明的有益效果为：
72.(1)本发明提供一种多元数据交换系统，通过配置对外交互的虚拟api接口，使数据接收方无需针对每个系统进行单独的接口开发与适配工作，只需部署amqp客户端，并订阅相关信息即可完成数据交互。同时，数据发送端直接调用虚拟api接口即可进行数据交互，与正反向隔离装置相比，无需对数据发送与数据接收单独定义交互方式，更加适合新型电力系统的跨大区之间数据交流要求。
73.(2)本发明的多元数据交换系统，支持生产控制区与信息管理大区双向交互，无论数据发送方、数据接收方在哪个区域，其数据交互方式并无差别，在满足电力安全要求的前提下统一了生产控制区与信息管理大区之间的交互方式，使得系统间数据交互更加简便。
74.(3)本发明实现了调度自动化系统与配电自动化、用采系统之间安全、高效交换分布式电源相关数据信息，减少相关系统改造工作，实现调度自动化系统对分布式电源的可视、可侧、可控、可调。
附图说明
75.图1为本发明提供的一种针对分布式电源的多元数据交换系统整体架构；
76.图2为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统的部署架构；
77.图3为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统的功能结构图；
78.图4为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统中数据交互模块结构图；
79.图5为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统中协议处理模块结构图；
80.图6为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统中虚拟接口模块结构
图；
81.图7为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统数据交互示意图；
82.图8为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统接口注册流程；
83.图9为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换方法中数据发送流程图；
84.图10为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换方法中数据响应流程图。
85.图11为本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换方法中配置信息同步数据交互流程图。
具体实施方式
86.下面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。
87.本发明提供一种针对分布式电源的多元数据交换系统，参见图1和图2，分别部署于生产控制区与信息管理大区内，用于生产控制区内需要进行信息交互的系统与信息管理大区内需要进行信息交互的系统之间进行信息交互。
88.部署在生产控制区内的多元数据交换系统称之为生产控制侧，部署在信息管理大区内的多元数据交换系统称之为信息管理侧，两各系统的软件结构、系统功能基本一致。
89.信息管理侧部署在调度主站的信息管理大区，逻辑上与正/反向隔离系统连接，生产控制侧部署在调度主站的生产控制区，逻辑上与正/反向隔离系统连接。
90.本发明中，信息管理大区内需要进行信息交互的系统包括：调度生产管理系统、用户用电信息采集系统、配电云平台和配电自动化系统das；分布式电源的数据接入到配电自动化、用户用电信息采集系统中。
91.本发明中，生产控制区内需要进行信息交互的系统包括能量管理系统ems、数据采集与监控系统scada和电网调度员培训仿真系统dts。
92.本发明实现了生产控制区内需要进行信息交互的系统与信息管理大区内需要进行信息交互的系统之间的信息交互，也即实现了分布式电源数据的交互。
93.本发明中，数据发送方、数据接收方与各自的多元数据交换系统之间均使用加密隧道进行通信，加密隧道类型可以是https，或通过tls加密的数据等，同时，支持认证功能，在调用虚拟api接口以及通过amqp接收数据前均需要进行身份认证，认证通过后方可进行通信。需要说明的是，数据发送方和数据接收方为大区内需要进行信息交互的系统，发送数据的一方为数据发送方，接收数据的一方为数据接收方。
94.本发明中，多元数据交换系统内还配置amqp代理，数据接收方配置amqp客户端，与多元数据交换系统的amqp代理进行数据交互。
95.参见图3，本发明提供的针对分布式电源的多元数据交换系统包括：
96.虚拟接口模块，用于提供对外交互的虚拟api接口，获取订阅数据；
97.协议处理模块，用于对获取的订阅数据进行协议解析、业务数据提取和聚合，并发送至数据交互模块；以及用于对数据交互模块传输过来的e文本解析后提取的业务数据进行协议重封装，并发送至数据分发模块；
98.数据交互模块，用于将协议处理模块传输过来的业务数据转换成e文本，并将转换后的e文本发送至对侧大区的多元数据交换系统；以及，用于接收对侧大区的多元数据交换
系统发送的e文本进行解析提取业务数据，并发送至协议处理模块；
99.数据分发模块，用于将协议处理模块传输的数据分发给订阅方。
100.参见图6，本发明中，虚拟接口模块包括：接口注册组件、接口发布组件、接口生命周期管理组件、白名单/黑名单组件以及认证管理组件：
101.具体的，
102.接口注册组件：用于将接口注册到多元数据交换系统中；通过注册接口调用需要发送的数据；
103.接口发布组件：用于接口注册完成后，将该注册接口发布到对侧大区；
104.接口生命周期管理组件：用于对已经发布的注册接口进行生命周期管理；
105.白名单/黑名单组件：用于通过白名单/黑名单技术显示访问的ip和人员；
106.认证管理组件：用于对与已经发布的注册接口之间的通信进行认证，认证方式包括oauth、jwt等。
107.作为一种优选的实施方式，本发明的一个实施例中使用容器技术作为接口载体，每一个接口对应一个容器。接口生命周期管理组件用于进行接口容器的创建/删除、上线/下线以及接口的版本管理以及接口的模型管理。
108.参见图5，本发明中，协议处理模块包括协议处理组件以及数据处理组件，
109.其中，
110.协议处理组件包括：
111.协议解析组件，用于对获取的数据进行协议解析，并将解析后的数据流转到数据处理组件；协议解析包括验签、解密、去除包结构、标识数据类型等；
112.协议封装组件，用于将数据交互模块传输过来的e文本解析后提取的业务数据进行协议重封装，并发送至数据分发模块；协议重封装包括协议重组、增加签名、加密等措施。
113.本发明中，协议处理组件除了支持常规的https、sftp、snmp等协议外，还支持iec101、103、104、61850、61970、62335、dl/t 1897-2018等电力专用协议，同时支持自定义协议。
114.数据处理组件包括：
115.数据提取组件，用于对协议解析组件流转过来的数据进行数据提取操作，提取业务数据；
116.数据合规组件，用于对提取的业务数据进行合规检查，确保恶意代码、畸形数据不会通过系统进行转发；
117.特殊字符转换组件，用于对提取的业务数据进行特殊字符转换操作，确保数据不会被当成指令执行；
118.大小写转换组件，用于对提取的业务数据进行大小写转换操作，确保数据符合协议数据规则；
119.数据聚合组件，用于将提取的多源业务数据聚合成一条数据，并发送至数据交互模块。
120.参见图4，本发明中，数据交互模块包括：
121.e文本生成模块，用于将协议处理模块传输过来的数据封装成e文本，并传输至数据发送模块；
122.e文本解析模块，用于提取e文本中的业务数据，并发送至协议处理模块；
123.数据发送模块，包括正向发送端以及反向发送端，用于将e文本发送到对侧大区的多元数据交换系统；
124.数据接收模块，包括正向接收端以及反向接收端，用于接收对侧大区多元数据交换系统发送过来的e文本，并传输至e文本解析模块。
125.本发明中，信息管理大区侧的多元数据交换系统的数据交互模块包含反向发送端以及正向接收端，该模块具体用于，
126.通过虚拟api接口或amqp代理接收信息管理大区数据，并通过反向发送端将数据发送到生产控制区；
127.通过正向接收端接收生产控制区发送过来的数据，并通过消息队列、或api响应方式将数据发送到信息管理大区。
128.本发明中，生产控制区侧的多元数据交换系统的数据交互模块包括正向发送端以及反向接收端，该模块具体用于，
129.通过虚拟api或amqp代理接收生产控制区数据，并通过正向发送端将数据发送到信息管理大区；
130.通过反向接收端接收信息管理大区发送过来的数据，并通过消息队列、或api响应方式将数据发送到生产控制区。
131.本发明中，所有的数据交互均通过e文本传递，协议处理模块传输过来的数据包括管理数据以及业务数据，具体为：
132.管理数据e文本：使用该类型的e文本传递系统内的管理数据，包括api发布数据、规则数据等，该类型的e文本不会被数据分发模块进行分发。管理数据e文件格式使用cim-e的无结构数据表述方式来表示，其数据格式如下：
133.//无结构数据描述方式
134.《！system＝version＝code＝utf-8data＝1.0！》
135.《数据块:＝free size＝数据块长度》
136.数据块(任意数据)
137.《/数据块:＝free》。
138.业务数据e文本：使用该类型的e文本传递业务数据，该类型的e文本最终会被协议处理模块进行协议重封装，最后发送到相关生产系统中，业务数据e文件使用标准e文件格式，其数据格式如下：
139.//注释
140.《！system＝version＝code＝utf-8data＝1.0！》
141.《类名：实体名address＝值1lable＝值2》
[0142][0143]
《/类名：：实体名》。
[0144]
需要说明的是，管理数据指的是多元数据交换系统自身产生的数据，用来进行两个大区内的多元数据交换系统之间配置同步，实现接口发布、策略同步等管理性功能。
[0145]
对于管理数据，生成e文本后，直接传输至数据交互模块，由数据交互模块传到对
侧大区的多元数据交换系统，完成配置同步工作。
[0146]
本发明中，数据分发模块具体用于，
[0147]
采用订阅机制进行数据分发，通过高级消息队列协议(advanced message queuing protocol,amqp)协议将需要交互的数据发送给本侧大区内相应的系统中。
[0148]
大区内的系统通过amqp协议应用订阅相关数据内容，数据分发模块根据订阅内容将对应的数据分发给订阅方。采用该技术手段，不需重新开发数据接口，极大的提高了数据交互的便利性。
[0149]
数据分发模块架构参考rabbitmq。
[0150]
本发明提供一种针对分布式电源数据的多元数据交换，提出了虚拟api接口概念，不同于传统api网关，虚拟api接口不需要发布接口的系统具备真实的api接口。虚拟api接口作为一个数据交互点进行发布，对于接口调用方来说，虚拟api接口与传统api接口在功能、调用方法上并无差别，极大方便了数据交互过程中接口调用问题。同时，由于虚拟api接口并无对应的实体接口，因此，接口调用者无法通过虚拟api接口的消息格式、返回信息等内容来判断对端系统的系统结构以及数据结构，达到隐藏系统的效果。本发明还提供了一种api与队列消息结合的数据交互方式，数据发送方通过虚拟api接口进行数据发送，数据接收方通过消息队列的方式进行数据接收。减轻数据发送方与数据接收方的系统改造工作的同时，实现了对数据接收方的隐藏，发送方直接调用虚拟api即可完成数据交互。
[0151]
基于上述的多元数据交换系统，一种多元数据交换方法，以生产控制区的ems向信息管理大区的das订阅数据为例，参见图7，总体包括如下几个阶段：
[0152]
系统注册阶段：生产系统向多元数据交换系统进行注册，包括虚拟api注册，虚拟api发布、生产数据订阅等。
[0153]
数据转发阶段：当需要数据交换时，调用虚拟api接口，das将需要交互的数据发送到多元数据交换系统，多元数据交换系统收到数据后，对数据进行解析，包括协议解析、数据提取、数据合规检查等，随后将提取出来的数据重新封装成e文本，并通过反向隔离装置发送到生产控制区侧的多元数据交换系统，生产控制区侧的多元数据交换系统对收到的e文本进行解析，并对数据进行重新封装，形成相应的协议数据；
[0154]
数据分发阶段：生产控制区侧的多元数据交换系统根据订阅信息将重新封装后的数据分发到ems。
[0155]
基于上述的多元数据交换系统，本发明提供的一种针对分布式电源数据的多元数据交换方法，包括：
[0156]
根据业务需求调用虚拟api接口，发送订阅数据至数据发送方所在大区的多元数据交换系统；
[0157]
对接收到的数据进行协议解析，提取其中的业务数据并封装成e文本，
[0158]
将封装的e文本发送到至数据接收方所在大区的多元数据交换系统；
[0159]
对接收到的e文本进行解析提取业务数据并识别数据归属系统，以及对提取的业务数据基于归属系统的协议进行协议重组，并分发至数据接收方即订阅方；
[0160]
对接收到的数据进行响应，生成数据响应消息发送至所在大区的多元数据交换系统；
[0161]
将数据响应消息封装成e文本并发送至数据发送方所在大区的多元数据交换系
统；
[0162]
对接收到的e文本进行解析得到数据响应消息并识别数据归属系统；
[0163]
通过调用虚拟api接口将响应消息发送至数据发送方。
[0164]
本发明的一个实施例中，以从信息管理大区向生产控制区进行数据发送为例，一种多元数据交换方法，具体实现过程如下：
[0165]
整个交互流程包括数据发送以及响应信息发送两部分：
[0166]
数据发送过程参见图9，包括：
[0167]
(1)数据发送方调用数据接收方的虚拟api接口，将数据发送至本侧大区的多元数据交换系统；
[0168]
(2)系统在收到数据后，通过协议处理模块进行协议解析，包括：
[0169]
数据完整性校验、数据解密、标识数据类型及去除数据包结构；
[0170]
(3)协议解析完毕以后，提取其中的业务数据，包括：
[0171]
提取业务数据，对提取的数据进行安全检查，以及将提取的多源业务数据聚合成一条数据；
[0172]
(4)业务数据提取完成后，将对该数据进行e文本封装，然后通过数据发送模块发送到对端大区的多元数据交换系统；
[0173]
本实施例中，由于是从信息管理大区向生产控制区进行数据发送，所以数据发送模块采用反向发送端。
[0174]
(5)对端大区的多元数据交换系统接收到数据后，通过数据交互模块对其进行e文本解析，包括：
[0175]
进行e文本解析、提取业务数据、识别数据类型以及识别数据归属系统；
[0176]
(6)根据该业务数据的归属系统，查找该归属系统对应的消息协议，基于该归属系统的协议进行协议重组，包括：
[0177]
进行协议重新封装、数据完整性标识、以及数据加密；
[0178]
(7)最后，重组完毕的业务数据通过数据分发模块发送到数据接收方，完整数据传输工作。
[0179]
数据响应过程参见图10，包括：
[0180]
(1)在数据接收方收到本侧大区的多元数据交换系统发送过来的数据后，将数据进行响应，生成数据响应消息包括：
[0181]
数据已接收或者数据已接收但处理失败；
[0182]
(2)通过数据交互模块将数据响应消息封装成e文本并发送至对侧大区的多元数据交换系统；
[0183]
本实施例中，由于从生产控制区发送到信息管理大区，因此使用正向发送端进行数据发送；
[0184]
(3)通过数据交互模块对接收到的e文本进行解析生成响应消息并识别数据归属系统；
[0185]
(4)随后，通过调用虚拟api接口将响应消息并发送到数据发送方；
[0186]
至此，一次完整的数据交互流程完毕。
[0187]
需要说明的是，当系统长时间未收到数据接收方发送的数据响应消息时，系统将
判定数据发送失败，此时根据策略会进行数据重新发送操作，或生成数据发送失败消息。
[0188]
需要说明的是，在进行多元数据交换前，还包括，对需要交互的数据进行接口注册，
[0189]
参见图8，对需要交互的数据进行接口注册具体实现过程为：
[0190]
收集需要开放虚拟接口的相关信息，包括需求的数据内容、数据类型、所支持的协议等；
[0191]
当需求收集完成后，通过虚拟接口模块的接口注册模块进行接口注册；
[0192]
接口注册完成后，通过接口发布模块对已经注册完成的接口进行接口发布；
[0193]
调用接口生命周期管理模块基于容器技术生成虚拟api接口。
[0194]
本发明的一个实施例中，以在生产控制区侧进行接口注册为例，接口注册具体包括：
[0195]
定义需要交互的数据类型，
[0196]
定义接口的安全策略，
[0197]
定义接口模板，其中，接口模板主要包括数据正确接收响应，数据未正确接收响应等类型。
[0198]
本发明的一个实施例中，对已经注册完成的接口进行接口发布工作，主要包括:
[0199]
配置信息同步：将注册完成的接口信息从生产控制区的多元数据交换系统同步到信息管理大区的多元数据交换系统；
[0200]
更改接口状态：将该接口状态更改为发布状态。
[0201]
需要说明的是，配置信息同步过程即为管理数据的交换过程，具体参见图11，以ems系统数据注册接口为例，包括：
[0202]
在生产控制区侧，通过虚拟接口模块的接口注册模块对ems系统进行接口注册；
[0203]
将注册好的接口信息传递到数据交互模块，由数据交互模块生成管理数据e文本；
[0204]
将管理数据e文本通过数据发送模块的正向发送端发送到信息管理大区的多元数据交换系统的数据接收模块的正向接收端；
[0205]
对接收到的管理数据e文本进行解析，得到ems系统的接口信息并发布。
[0206]
本发明的一个实施例中，调用接口生命周期管理模块生成虚拟api接口，主要包括：
[0207]
生成虚拟接口：基于容器技术生成虚拟api接口，应用安全策略等。
[0208]
上线虚拟接口：当虚拟api接口生成完毕后，将该虚拟api接口进行上线操作，使该虚拟api接口向信息管理大区开放。
[0209]
虚拟api接口上线后，数据发送方即可以调用该虚拟api接口，进行数据交互。
[0210]
本发明还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行前述的多元数据交换方法。
[0211]
本发明第四方面提供一种计算设备，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行前述的多元数据交换方法的指令。
[0212]
术语解释：
[0213]
电力系统自动化：电力系统自动化对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化，电力调度的自动化，配电自动化。
[0214]
生产控制区：生产控制区可以分为控制区(又称安全区ⅰ)和非控制区(又称安全区ⅱ)。控制区中的业务系统或其功能模块(或子系统)的典型特征为:是电力生产的重要环节，直接实现对电力一次系统的实时监控，纵向使用电力调度数据网络或专用通道，是安全防护的重点与核心；非控制区中的业务系统或其功能模块的典型特征为:是电力生产的必要环节，在线运行但不具备控制功能，使用电力调度数据网络，与控制区中的业务系统或其功能模块联系紧密。
[0215]
信息管理大区：管理信息大区是指生产控制区以外的电力企业管理业务系统的集合。管理信息大区的传统典型业务系统包括调度生产管理系统、行政电话网管系统、电力企业数据网等。电力企业可以根据具体情况划分安全区，但不应影响生产制大区的安全。
[0216]
分布式电源：接入35kv及以下电压等级电网、位于用户附近，在35kv及以下电压等级就地消纳为主的电源，包括同步发电机、异步发电机、变流器等类型电源。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、水能、氢能、地热能、海洋能、资源综合利用发电(含煤矿瓦斯发电)和储能等类型。
[0217]
正向隔离设备：一种物理隔离设备，只允许数据从生产控制区流向信息管理大区，对数据类型不进行限制。
[0218]
反向隔离设备：一种物理隔离设备，只允许属从信息管理大区流向生产控制区，与正向隔离设备不同的是，反向隔离设备只允许e文本类型数据进行传输。
[0219]
数据正向流动：指的是数据从生产控制区向信息管理大区流动。
[0220]
数据反向流动：指的是数据从信息管理大区向生产控制区流动。
[0221]
e语言：全称为电力系统数据标记语言，是在iec 61970
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301电力系统公用数据模型cim(common information model)的面向对象抽象基础上，针对cim在以xml方式进行描述时的效率缺陷所制定的一种新型高效的电力系统数据标记语言。
[0222]
e文本：使用e语言编写的文本文件。
[0223]
amqp：advanced message queuing protocol(高级消息队列协议)，amqp(高级消息队列协议)是一个网络协议。它支持符合要求的客户端应用(application)和消息中间件代理(messaging middleware broker)之间进行通信。消息代理(message brokers)从发布者(publishers)亦称生产者(producers)接收消息，并根据既定的路由规则把接收到的消息发送给处理消息的消费者(consumers)。由于amqp是一个网络协议，因此发布者，消费者，消息代理可以存在于不同的设备上。
[0224]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
[0225]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、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。
[0226]
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。
[0227]
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。
[0228]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种针对分布式电源的多元数据交换系统，用于生产控制区内需要进行信息交互的系统与信息管理大区内需要进行信息交互的系统之间进行信息交互；所述分布式电源接入所述信息管理大区内需要进行信息交互的系统；其特征在于，所述多元数据交换系统包括：虚拟接口模块，用于提供对外交互的虚拟api接口，获取订阅数据；所述订阅数据包括所述分布式电源的数据；协议处理模块，用于对获取的订阅数据进行协议解析、业务数据提取和聚合，并发送至数据交互模块；以及用于对数据交互模块传输过来的e文本解析后提取的业务数据进行协议重封装，并发送至数据分发模块；数据交互模块，用于将协议处理模块传输过来的业务数据转换成e文本，并将转换后的e文本发送至对侧大区的多元数据交换系统；以及，用于接收对侧大区的多元数据交换系统发送的e文本进行解析提取业务数据，并发送至协议处理模块；数据分发模块，用于将协议处理模块传输的数据分发给订阅方。2.根据权利要求1所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述多元数据交换系统内配置高级消息队列协议代理；数据接收方配置高级消息队列协议客户端，与所述多元数据交换系统的高级消息队列协议代理进行数据交互；所述数据接收方是指数据交换过程中，所述生产控制区和信息管理大区内接收数据的系统。3.根据权利要求1所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述虚拟接口模块包括：接口注册组件：用于将接口注册到本侧大区的多元数据交换系统中；接口发布组件：用于将注册接口发布到对侧大区的多元数据交换系统中；接口生命周期管理组件：用于对已经发布的注册接口进行生命周期管理；白名单/黑名单组件：用于通过白名单/黑名单技术显示访问的ip和人员；认证管理组件：用于对与已经发布的注册接口之间的通信进行认证。4.根据权利要求1所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述协议处理模块包括协议处理组件和数据处理组件，所述协议处理组件包括：协议解析组件，用于对获取的数据进行协议解析，并将解析后的数据流转到数据处理组件；协议封装组件，用于将数据交互模块传输过来的e文本解析后提取的业务数据进行协议重封装，并发送至数据分发模块；所述数据处理组件包括：数据提取组件，用于对协议解析组件流转过来的数据进行数据提取操作，提取业务数据；数据合规组件，用于对提取的业务数据进行合规检查；特殊字符转换组件，用于对提取的业务数据进行特殊字符转换操作；大小写转换组件，用于对提取的业务数据进行大小写转换操作；数据聚合组件，用于将提取的多源业务数据聚合成一条数据，并发送至数据交互模块。
5.根据权利要求1所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述数据交互模块包括：e文本生成模块，用于将协议处理模块传输过来的数据封装成e文本，并传输至数据发送模块；e文本解析模块，用于提取e文本中的业务数据，并发送至协议处理模块；数据发送模块，用于将e文本发送到对侧大区的多元数据交换系统；数据接收模块，用于接收对侧大区的多元数据交换系统发送过来的e文本，并传输至e文本解析模块。6.根据权利要求5所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述信息管理大区的多元数据交换系统的数据交互模块包含反向发送端以及正向接收端，具体用于，接收信息管理大区内的系统发送的数据，通过反向发送端将数据发送到生产控制区的多元数据交换系统；通过正向接收端接收生产控制区发送过来的数据，并发送到信息管理大区内的相应系统；所述生产控制区的多元数据交换系统的数据交互模块包括正向发送端以及反向接收端，具体用于，接收生产控制区内的系统发送的数据，通过正向发送端将数据发送到信息管理大区的多元数据交换系统；通过反向接收端接收信息管理大区发送过来的数据，并发送到生产控制区内相应系统。7.根据权利要求5所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述e文本生成模块具体用于，对于管理数据，使用cim-e的无结构数据生成管理数据e文本；对于业务数据，采用标准e文件格式生成业务数据e文本。所述管理数据是指，所述多元数据交换系统自身产生的，用于两个多元数据交换系统之间进行配置同步的数据。8.根据权利要求1所述的一种针对分布式电源的多元数据交换系统，其特征在于，所述数据分发模块具体用于，采用订阅机制进行数据分发，通过高级消息队列协议将需要交互的数据发送给订阅数据的系统。9.一种多元数据交换方法，其特征在于，采用权利要求1至8任意一项所述的针对分布式电源数据的多元数据交换系统实现，所述方法包括：根据业务需求调用虚拟api接口，发送订阅数据至数据发送方所在大区的多元数据交换系统；对接收到的数据进行协议解析，提取其中的业务数据并封装成e文本，并发送到至数据接收方所在大区的多元数据交换系统；对接收到的e文本进行解析提取业务数据并识别数据归属系统，以及对提取的业务数据基于所识别的数据归属系统的协议进行协议重组，并分发至数据接收方即订阅方；
通过数据接收方对接收到的数据进行响应，生成数据响应消息发送至所在大区的多元数据交换系统；将数据响应消息封装成e文本并发送至数据发送方所在大区的多元数据交换系统；对接收到的e文本进行解析得到数据响应消息并识别数据归属系统；通过调用虚拟api接口将响应消息发送至数据发送方。10.根据权利要求9所述的一种多元数据交换方法，其特征在于，进行数据交换前，预先对需要交互的数据进行接口注册，包括：获取需要交互的数据信息，包括数据内容、数据类型和所支持的协议；通过虚拟接口模块的接口注册模块进行接口注册；通过接口发布模块对已经注册完成的接口进行接口发布；调用接口生命周期管理模块基于容器技术生成虚拟api接口。11.根据权利要求10所述的一种多元数据交换方法，其特征在于，所述进行接口注册，包括：定义需要交互的数据类型、接口的安全策略以及接口模板。12.根据权利要求10所述的一种多元数据交换方法，其特征在于，所述对已经注册完成的接口进行接口发布，包括：将注册完成的接口信息通过数据交互模块生成管理数据e文本；将管理数据e文本发送到对侧大区的多元数据交换系统；对接收到的管理数据e文本进行解析，得到注册接口信息并发布，并将接口状态更改为发布状态。13.根据权利要求9所述的一种多元数据交换方法，其特征在于，所述数据发送方、数据接收方与多元数据交换系统进行通信均使用加密隧道。14.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求9至12所述的方法中的任一方法。15.一种计算设备，其特征在于，包括，一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至12所述的方法中的任一方法的指令。

技术总结
本发明公开了一种针对分布式电源的多元数据交换系统及方法，该系统分别部署于生产控制区与信息管理大区内，用于生产控制区内需要进行信息交互的系统与信息管理大区内需要进行信息交互的系统之间进行信息交互；本发明的多元数据交换系统包括：虚拟接口模块，用于提供对外交互的虚拟API接口；协议处理模块，用于对获取的数据进行协议解析、数据提取和聚合，以及协议重封装；数据交互模块，用于将协议重封装后的数据转换成E文本；数据分发模块，用于将数据分发给订阅方。由于分布式电源通常接入信息管理大区内的配电自动化、用采系统，故本发明系统实现了分布式电源数据与调度自动化系统之间安全、高效交互。高效交互。高效交互。


技术研发人员：梁野 周劼英 王治华 詹雄 金明辉 张晓 李勃 张亮 王春艳 翟海保 屈刚 何纪成 陈明亮 王景 高峰 邵立嵩 王洋
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司 国网电力科学研究院有限公司 国家电网有限公司华东分部 国网江西省电力有限公司 北京科东电力控制系统有限责任公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/24