一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统的制作方法

    专利查询2025-12-18  13


    本发明属于电网监控,尤其涉及一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统。


    背景技术:

    1、配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能,通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的,在电力网中起重要分配电能作用的网络。

    2、随着智能电网的快速发展,对电力监控系统的实时性、准确性和可靠性提出了更高要求。传统的高低压配电监控系统多采用中心化架构,数据处理多依赖于远程服务器,存在数据传输延迟、带宽限制及中心服务器压力过大等问题,难以满足现代电力系统对实时性的需求。

    3、因此,亟需提出一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统。


    技术实现思路

    1、为解决上述技术问题,本发明提出了一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,以解决上述现有技术存在的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供了一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,包括:

    3、变电站中心侧服务端和配电房侧处理端,所述配电房侧处理端连接变电站中心侧服务端;

    4、所述配电房侧处理端包括数据接收模块、数据处理模块和边缘计算模块;

    5、所述数据接收模块与传感器模块连接,用于接收所述传感器模块采集的配电数据,并对所述配电数据进行预处理;

    6、所述数据处理模块用于对预处理后的配电数据进行处理,获得电流波动值、电压波动值和超负荷周期次数;

    7、所述边缘计算模块用于对每个配电房的电流波动值、电压波动值和超负荷周期次数进行对比分析和异常判定,获得异常判定结果,并将所述异常判定结果同步发送到变电站中心侧服务端;

    8、所述变电站中心侧服务端包括智能预警模块和远程监控模块;

    9、所述智能预警模块用于接收所述异常判定结果,并生成对应的预警信号;

    10、所述远程监控模块用于对各个配电房的运行设备以及对配电房的监控设备的运行状态进行实时监控。

    11、可选地,所述传感器模块包括电压传感器单元和电流传感器单元,电压传感器单元与电流传感器单元相连接,用于分别采集配电柜中的电压数据和电流数据。

    12、可选地,所述数据接收模块包括数据接收单元和数据预处理单元;

    13、所述数据接收单元用于接收所述传感器模块实时采集的配电数据,所述配电数据包括各个配电柜中的电压数据和电流数据;

    14、所述数据预处理单元用于对所述配电数据进行采样、滤波和归一化的预处理操作,获得预处理后的配电数据。

    15、可选地,所述数据处理模块包括电流处理单元、电压处理单元和负载处理单元;

    16、所述电流处理单元用于对配电房实时输出的电流数据进行排序,获取输出电流的最大值、最小值以及平均值,基于所述输出电流的最大值、最小值以及平均值之间的函数关系,获得电流波动值;

    17、所述电压处理单元用于获取配电房实时输出的电压数据和额定电压数据,并计算所述实时输出的电压数据和额定电压数据的电压差值,计算所述电压差值的平均值,获得电压波动值;

    18、所述负载处理单元用于获取配电房的输出电功率和额定电功率,设定超负载周期,当输出电功率大于额定电功率的次数大于输出电功率小于额定电功率的次数时,所述超负荷周期的次数进行累加,获得最终的超负荷周期次数。

    19、可选地,所述边缘计算模块包括结果获取单元、异常判定单元和数据同步单元;

    20、所述结果获取单元用于接收所述数据处理模块获取的每个配电房的电流波动值、电压波动值和超负荷周期次数;

    21、所述异常判定单元用于设定电流波动阈值、电压波动阈值和超负荷周期次数阈值,当实时获取的电流波动值大于所述电流波动阈值时,生成第一异常状态;当实时获取的电压波动值大于所述电压波动阈值时,生成第二异常状态;实时获取的超负荷周期次数大于所述超负荷周期次数阈值时,生成第三异常状态;

    22、所述数据同步单元用于将所述异常判定单元生成的异常结果与变电站中心侧服务器进行同步对接。

    23、可选地,所述智能预警模块包括智能预警单元、报告生成单元和消息通知单元;

    24、所述智能预警单元用于接收所述边缘计算模块生成的异常结果,并生成出对应的预警信号;

    25、所述报告生成单元用于基于所述边缘计算模块生成的异常结果,结合实时监控的配电数据,生成对应的异常报告;

    26、所述消息通知单元用于将不同的异常结果对应的异常报告以及预警信号发送到远程监控模块。

    27、可选地,所述远程监控模块包括状态监控单元和设备维护单元;

    28、所述状态监控单元用于对各个配电房的运行设备以及对配电房的监控设备的运行状态进行实时监控;

    29、所述设备维护单元用于基于异常报告以及对应的预警信号,对问题设备进行定位,并生成对应的维护建议和决策支持,一并发送到移动终端。

    30、本发明还提供一种电子设备,包括:存储器和处理器;所述存储器,用于存储程序;所述处理器,用于执行所述程序,实现基于边缘计算的高低压配电实时监控系统的各个模块。

    31、本发明还提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现基于边缘计算的高低压配电实时监控系统的各个模块。

    32、与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:

    33、本发明的数据接收模块和数据处理模块的预处理和分析能力,确保了从传感器采集到的数据能够被准确和有效地处理,为后续的监控和分析提供了可靠的数据基础。

    34、本发明的边缘计算模块在配电房侧进行数据处理和分析,减少了数据传输到中心服务器的延迟,降低了数据泄露或被篡改的风险,增强了数据的安全性。通过边缘计算,数据处理和分析任务在靠近数据源的地方完成,减轻了中心服务器的计算负担,优化了整个系统的资源分配。边缘计算模块的对比分析和异常判定功能,使得系统能够智能识别配电过程中的异常情况,而不需要人工持续监控,提高了监控的自动化水平。

    35、本发明的远程监控模块使得管理人员能够在中心位置对各个配电房的运行状态进行实时监控和管理,提高了管理效率。



    技术特征:

    1.一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,

    3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,

    4.根据权利要求1所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,

    5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,

    6.根据权利要求1所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,

    7.根据权利要求1所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,其特征在于,

    8.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器和处理器;所述存储器,用于存储程序;所述处理器,用于执行所述程序,实现如权利要求1-7中任一项所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统的各个模块。

    9.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-7中任一项所述的基于边缘计算的高低压配电实时监控系统的各个模块。


    技术总结
    本发明公开了一种基于边缘计算的高低压配电实时监控系统,包括:配电房侧处理端包括数据接收模块、数据处理模块和边缘计算模块;数据接收模块用于接收配电数据,并进行预处理;数据处理模块用于对预处理后的配电数据进行处理,获得电流波动值、电压波动值和超负荷周期次数;边缘计算模块用于对每个配电房的电流波动值、电压波动值和超负荷周期次数进行对比分析和异常判定,获得异常判定结果;变电站中心侧服务端包括智能预警模块和远程监控模块;智能预警模块用于接收异常判定结果,生成预警信号;远程监控模块用于对设备的运行状态进行实时监控。本发明结合边缘计算实现对高低压配电设备的全面监控和精细化管理,提高运维效率。

    技术研发人员:黄娟娟,王磊,张瑞章,时景立,李玉梅,谷会军,赵雁双
    受保护的技术使用者:北京兴业建达电气有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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